寶馬X5車發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降

銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 朱 昇

故障現(xiàn)象一輛行駛里程約為2.9萬km的寶馬X5車（配置N55發(fā)動(dòng)機(jī)），車主反映，該車在行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈有時(shí)會(huì)點(diǎn)亮，且儀表盤上顯示的信息為發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，車輛緩慢提速時(shí)，車速可以達(dá)到135 km/h，但在車速達(dá)到85 km/h左右時(shí)，急踩加速踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈便會(huì)點(diǎn)亮。

故障診斷接車后首先驗(yàn)證故障現(xiàn)象，故障現(xiàn)象確如車主所述。用故障檢測(cè)儀（ISID）讀取故障代碼，讀得2個(gè)故障代碼，分別為“2C57 增壓壓力調(diào)節(jié)，可信度：壓力過低”和“2C58 增壓壓力調(diào)節(jié)，關(guān)閉：建壓已鎖止”。清除故障代碼后試車，故障仍然存在，再次讀取故障代碼，上述2個(gè)故障代碼再現(xiàn)。查看維修資料得知，故障代碼2C58是在記錄了故障代碼2C57后，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)將增壓關(guān)閉后主動(dòng)記錄的，因此故障排查的重點(diǎn)是故障代碼2C57。分析認(rèn)為，造成增壓壓力過低的可能故障原因有真空供應(yīng)裝置故障、排氣旁通閥故障、增壓空氣導(dǎo)管故障、廢氣渦輪增壓器故障、排氣背壓過高、增壓控制系統(tǒng)故障等。

N55發(fā)動(dòng)機(jī)使用一個(gè)真空泵給制動(dòng)助力器和廢氣旁通閥供給所需要的真空壓力，并為確保隨時(shí)都能為廢氣旁通閥提供一定的真空壓力，將一個(gè)真空蓄能器和氣門室蓋制成一體，其真空控制原理如圖1所示。用真空壓力表測(cè)量壓力變換閥至廢氣旁通閥之間的真空壓力，為65 kPa，正常，且每次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，壓力變換閥都會(huì)通電，廢氣旁通閥都會(huì)關(guān)閉，每次發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，廢氣旁通閥都會(huì)打開，而且沒有發(fā)現(xiàn)卡滯的情況。檢查結(jié)果表明該車明真空供應(yīng)裝置和廢氣旁通閥工作正常。

檢查從渦輪增壓器至節(jié)氣門的增壓空氣管及軟管有無破損、是否密封完好，所在位置是否正確；檢查渦輪增壓器前的進(jìn)氣管道有無破損、折彎、是否密封完好，所在位置是否正確；檢查減壓裝置閥門連接處的控制管有無破損、折彎、是否密封完好，真空管路安裝是否正確；檢查管路外面有無油跡和各連接處是否連接牢固（有油跡就可能存在漏氣）等。上述檢查均未發(fā)現(xiàn)問題，從而可以排除增壓空氣泄漏造成增壓壓力過低的情況。

圖1 真空控制原理

拆下渦輪增壓器與中冷器間的管路，沒有發(fā)現(xiàn)大量的油跡（管路中有少量機(jī)油為正常，因曲軸通風(fēng)裝置可能排出少量機(jī)油）；用壓縮空氣吹動(dòng)渦輪增壓器進(jìn)氣壓氣輪，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)并且沒有異常噪音；用內(nèi)窺鏡檢查三元催化轉(zhuǎn)化器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰，沒有發(fā)現(xiàn)堵塞、破損情況。從而排除渦輪增壓器本身故障，或由于三元催化轉(zhuǎn)化器堵塞造成排氣背壓過高而使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)閉增壓功能造成的增壓故障。

清除故障代碼，通過調(diào)用發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元功能，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下的增壓數(shù)據(jù)流，節(jié)氣門前增壓壓力標(biāo)準(zhǔn)為101 kPa，節(jié)氣門前的實(shí)際增壓壓力為100 kPa；節(jié)氣門后的進(jìn)氣管壓力為96 kPa，增壓空氣溫度為43.3 ℃，怠速工況下發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷小，對(duì)充氣量要求不高，因此發(fā)動(dòng)機(jī)沒有增壓的需求，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均正常。

根據(jù)故障代碼2C57的故障描述可知，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（DME）實(shí)時(shí)監(jiān)控增壓壓力傳感器檢測(cè)的壓力，當(dāng)檢測(cè)的壓力小于額定壓力或增壓壓力傳感器所提供數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確時(shí)，便記錄該故障代碼。在此發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)氣溫度傳感器和增壓壓力傳感器是集成在一起的，它實(shí)時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（DME）提供增壓壓力和進(jìn)氣溫度信息。廢氣渦輪增壓器增壓壓力的大小是由經(jīng)過渦輪側(cè)的廢氣氣流所決定的，而廢氣氣流的速度又由發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速所決定，這就需要進(jìn)行實(shí)際的路試，并查看車輛在急加速情況下的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流。路試中穩(wěn)定車速，再急加速增大發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)車速為80 km/h急加速時(shí)，節(jié)氣門前的進(jìn)氣管壓力（增壓壓力）為106 kPa，明顯小于系統(tǒng)要求的標(biāo)準(zhǔn)值150 kPa，而且比緩慢加速時(shí)的增壓壓力數(shù)據(jù)都小。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r/min，車速為80 km/h，持續(xù)加速行駛發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈便點(diǎn)亮報(bào)警，此時(shí)檢測(cè)到的增壓壓力傳感器的輸出電壓值從2.8 V下降到2.0 V，且發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力明顯下降。那么就說明該車增壓壓力傳感器及其線路或發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元有問題。

測(cè)量增壓壓力傳感器的供電、信號(hào)及搭鐵線路，均未見異常。將增壓壓力傳感器的2個(gè)固定螺栓拆下，接上適配器613470，在增壓力傳感器感應(yīng)頭部連接上增壓壓力槍并進(jìn)行加壓，檢查壓力表與電壓數(shù)據(jù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)增壓壓力傳感器的實(shí)際測(cè)量值（信號(hào)電壓）與增壓壓力特性線對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值不相符（表1），說明增壓壓力傳感器元件有故障。當(dāng)增壓壓力傳感器發(fā)生故障時(shí)，測(cè)量值與實(shí)際增壓特性曲線值進(jìn)行比較出現(xiàn)偏差，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（DME）主動(dòng)切斷廢氣旁通閥，控制旁通閥完全打開，關(guān)閉渦輪增壓器，并進(jìn)入故障替代和保護(hù)模式，同時(shí)點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈，以提示渦輪增壓系統(tǒng)發(fā)生故障，因此，車輛的急加速性受到影響。

排除故障更換增壓壓力傳感器并清除故障代碼后試車，故障排除。

表1 增壓壓力與增壓力傳感器信號(hào)電壓的數(shù)據(jù)變化