故障現(xiàn)象

一輛2012 款寶馬X6 xDrive35i車（開發(fā)系列號(hào)為E71），搭載N55發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為21.2萬(wàn)km。車主反映，車輛加速過(guò)程中，中央顯示屏經(jīng)常會(huì)提示“發(fā)動(dòng)機(jī)異?！?。

故障診斷

接車后，進(jìn)行路試，加速時(shí)中央顯示屏有時(shí)的確會(huì)提示“發(fā)動(dòng)機(jī)異?！保▓D1），特別是在急加速時(shí)更容易出現(xiàn)。

圖1

回廠后，用寶馬專用故障檢測(cè)儀（ISTA）檢測(cè)，系統(tǒng)存儲(chǔ)有兩個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的故障代碼，分別為故障代碼“002C58 增壓壓力調(diào)節(jié)：作為后續(xù)反應(yīng)關(guān)閉”“002D9F 進(jìn)氣凸輪軸傳感器，可信度：信號(hào)不可信”，故障代碼的狀態(tài)為當(dāng)前不存在（圖2）。對(duì)故障代碼進(jìn)行分析，判斷故障代碼“002C58”是由故障代碼“002D9F”導(dǎo)致的連鎖故障。

圖2

查閱相關(guān)資料得知，在N55發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋上安裝有進(jìn)氣凸輪軸傳感器和排氣凸輪軸傳感器，分別檢測(cè)進(jìn)、排氣凸輪軸的位置，為此在各自可調(diào)式凸輪軸（VANOS）前部固定了一個(gè)信號(hào)齒盤。如圖3所示，凸輪軸信號(hào)齒盤有6個(gè)不同的齒面距離，凸輪軸傳感器探測(cè)這些齒面距離，數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)電子伺控系統(tǒng)（DME）據(jù)此計(jì)算凸輪軸轉(zhuǎn)速、凸輪軸調(diào)整速度和凸輪軸的確切位置，高電位信號(hào)對(duì)應(yīng)信號(hào)齒盤的缺口位置，低電位信號(hào)則對(duì)應(yīng)信號(hào)齒盤的齒面位置。進(jìn)氣凸輪軸傳感

圖3

器連同曲軸傳感器一起，是全順序噴射裝置所必需的，可確保每個(gè)氣缸的燃油噴射都在最佳點(diǎn)火時(shí)刻。另外，進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器還發(fā)出凸輪軸位置的反饋信號(hào)，以用于對(duì)可調(diào)式凸輪軸（VANOS）調(diào)節(jié)。根據(jù)故障代碼的提示，結(jié)合進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器的工作原理分析，推測(cè)可能的故障原因有：進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)齒盤變形或損壞；進(jìn)氣凸輪軸傳感器損壞；進(jìn)氣凸輪軸傳感器與信號(hào)齒盤之間的間隙不對(duì)，如氣缸蓋變形、傳感器沒(méi)有安裝到位等；進(jìn)氣凸輪軸傳感器線路故障；DME軟件或硬件故障。

查閱進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器電路（圖4），在進(jìn)氣凸輪軸傳感器導(dǎo)線連接器X6214上連接寶馬專用測(cè)量適配器612390，測(cè)量進(jìn)氣凸輪軸傳感器的供電端子3與搭鐵端子2之間的電壓，為12.17 V，正常。

圖4

為了方便對(duì)比進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器的信號(hào)，在DME導(dǎo)線連接器X60003處連接寶馬專用測(cè)量適配器614190（圖5），使用寶馬示波器IMIB R2雙通道測(cè)量進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器的信號(hào)波形（備注：通道1紅表筆接端子52，通道2紅表筆接端子51，2個(gè)通道黑表筆均接車身搭鐵）。

圖5

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，怠速運(yùn)行時(shí)測(cè)得的進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器的信號(hào)波形如圖6所示（綠色的信號(hào)波形為排氣凸輪軸傳感器信號(hào)波形，紅色的信號(hào)波形為進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)波形），未發(fā)現(xiàn)任何異常。

圖6

由于故障在急加速時(shí)比較容易出現(xiàn)，嘗試原地不斷地急踩加速踏板至3000 r/min左右再松掉，同時(shí)觀察進(jìn)、排氣凸輪軸傳感器的信號(hào)波形變化，踩了七八次加速踏板后，儀表盤突然提示“發(fā)動(dòng)機(jī)異?！保藭r(shí)捕捉到的信號(hào)波形如圖7所示，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)波形的中間長(zhǎng)高電位會(huì)有短暫的下拉，進(jìn)氣凸輪軸旋轉(zhuǎn)一圈由3個(gè)高電位變成了4個(gè)高電位。從原理去分析波形，長(zhǎng)高電位時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸傳感器探頭應(yīng)該位于信號(hào)齒盤的大缺口位置，在這波形長(zhǎng)高電位的中后部突然下拉，說(shuō)明在信號(hào)齒盤大缺口的位置產(chǎn)生了一個(gè)“齒面”，懷疑進(jìn)氣凸輪軸信號(hào)齒盤的大缺口位置有異物附著在上面或進(jìn)氣凸輪軸傳感器探頭上有異物。

圖7

拆檢進(jìn)氣凸輪軸傳感器，未發(fā)現(xiàn)傳感器表面有異物附著。為了方便排查進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)齒盤，于是決定進(jìn)一步拆卸氣門室罩蓋。拆下氣門室罩蓋，檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣VANOS調(diào)整裝置的復(fù)位彈簧有點(diǎn)逃了出來(lái)（向信號(hào)齒盤方向移動(dòng)），剛好橫在了進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)齒盤的大缺口上（圖8）。

圖8

那么為何怠速時(shí)進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)波形正常，而在加速時(shí)有時(shí)信號(hào)波形不正常呢？觀察進(jìn)氣VANOS調(diào)整裝置的復(fù)位彈簧（圖9），復(fù)位彈簧的一端固定在VANOS調(diào)整裝置（即進(jìn)氣凸輪軸鏈輪）的外殼上，另一端固定到VANOS調(diào)整裝置的擺動(dòng)轉(zhuǎn)子的軸心上（即與進(jìn)氣凸輪軸相連）。加速時(shí)，在機(jī)油壓力的作用下進(jìn)氣VANOS調(diào)整裝置的擺動(dòng)轉(zhuǎn)子帶著進(jìn)氣凸輪軸沿發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)，達(dá)到提前打開進(jìn)氣門的目的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，在復(fù)位彈簧的彈簧力作用下進(jìn)氣凸輪軸沿發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的反方向回到初始位置。在加速時(shí)，隨著凸輪軸向提前方向調(diào)節(jié)，復(fù)位彈簧就會(huì)張得更開，意味著橫在信號(hào)齒盤大缺口上的復(fù)位彈簧離進(jìn)氣凸輪軸傳感器的探頭更近，當(dāng)達(dá)到一定的間隙時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸傳感器就會(huì)誤識(shí)別到一個(gè)信號(hào)齒盤的“齒面”，這時(shí)進(jìn)氣凸輪軸傳感器的信號(hào)波形就變成了低電位，錯(cuò)誤的進(jìn)氣凸輪軸傳感器信號(hào)從而導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障。那復(fù)位彈簧為何會(huì)向信號(hào)齒盤方向移動(dòng)呢？推測(cè)很可能是車主經(jīng)常暴力駕駛車輛，再加上進(jìn)氣VANOS調(diào)整裝置上的復(fù)位彈簧本身存在疲勞松動(dòng)，導(dǎo)致復(fù)位彈簧慢慢產(chǎn)生軸向移動(dòng)。

圖9

故障排除

更換進(jìn)氣VANOS調(diào)整裝置（備注：新更換的進(jìn)氣VANOS調(diào)整裝置在復(fù)位彈簧前部安裝了塑料蓋罩，以防復(fù)位彈簧逃出）后反復(fù)試車，上述報(bào)警提示不再出現(xiàn)，至此故障排除。

審核編輯 黃宇

作者：任超