一、故障现象
一辆2010款宝马320i车,搭载N46B20发动机累计里程约13.2万km。由于发动机冷却液温度过高,汽车在其他维修厂维修。更换气缸垫等附件后,冷却器启动正常;加速缓慢,发动机加速无力;快速加速,发动机熄火。热机试运行后,发动机加速正常。发现发动机控制单元采用故障检测仪进行检测(DME)存储两个与进排气凸轮轴位置传感器相关的故障代码。维修人员根据故障代码提示检查进排气凸轮轴位置的传感器线路和安装情况,无异常,向作者请求技术支持。
二、故障诊断
接车后,由于热机状态,试车未能再现故障。用故障检测仪检测,发现DME有两个历史故障代码存储在故障代码2中B62 DME 凸轮轴传感器,进气,故障代码2B63 DME 凸轮轴传感器,排气(图1);读取怠速时的发动机数据流(图2),进排气凸轮轴位置约120°,根据维修经验分析,如果可变气门相位调节(VANOS)系统不工作(如拆卸进排气凸轮轴相位调节电磁阀导线连接器),这两个位置角度正常,即发动机初始配气正常,推断DME检测到VANOS因此,禁止系统故障VANOS系统功能。

根据相关电路(图3),从DME导线连接器侧连接探针,使用pico示波器测量怠速时进、排气凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号波形(图4),发现进气凸轮轴位置传感器窄齿信号(蓝色波形)的上升边缘与曲轴位置传感器大齿缺失信号(红色波形)的下降边缘相差约76°曲轴转角,排气凸轮轴位置传感器窄齿信号(绿色波形)的上升沿与曲轴位置传感器大齿缺信号(红色波形)的下降沿相差约21°曲轴转角。
人为将DME导线连接器X60007端子5搭铁强制进气凸轮轴相位调节电磁阀(进气VANOS电磁阀)工作时,发现进气凸轮轴位置传感器窄齿信号(蓝色波形)的上升边缘与曲轴位置传感器大齿缺信号(红色波形)的下降边缘相差约100°曲轴角(图5),进气凸轮轴位置传感器窄齿信号向右移动了约24°(100°-76°=24°)曲轴转角,波形右移表示相位延迟,即进气凸轮轴相位延迟约24°曲轴转角异常(正常情况下进气VANOS电磁阀工作后,应将进气凸轮轴相位调整到提前位置)。
接着人为将DME导线连接器X60007端子18搭铁,强制排气凸轮轴相位调节电磁阀(排气VANOS电磁阀)工作时,发现排气凸轮轴位置传感器窄齿信号(绿色波形)的上升边缘与曲轴位置传感器大齿缺信号(红色波形)的下降边缘相差约为0°曲轴角(图6),传感器窄齿信号向左移动约21°(21°- 0°=21°)曲轴转角,波形左移表示相位提前,即排气凸轮轴相位提前约21°曲轴转角异常(正常情况下排气VANOS电磁阀工作后,应将排气凸轮轴相位调整到延迟位置)。诊断到目前为止,推断、排气VANOS调整链轮装反。
拆检进排气VANOS调整链轮(图7),发现安装在排气凸轮轴上VANOS调整链轮上的字母标志为EIN/IN”(进气VANOS调整链轮上的字母标志为EIN/IN”,排气VANOS调整链轮上的字母标志为AUS/EX由此确认进排气VANOS调整链轮装反。
三、故障排除
正确安装进排气VANOS调整链轮后试运行,冷却器快速加速发动机不再熄火,发动机运行正常,故障排除。
四、故障总结
大多数型号的凸轮相位调节系统在发动机怠速时不工作,但发动机在热机怠速(图8)时进气VANOS电磁阀处于工作状态,负空比约40%,进气凸轮轴相位提前约31°(76°-45°=31°)曲轴转角。
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