2012年宝马116i发动机第2缸不工作

裴训

2012年宝马116i发动机第2缸不工作

裴训

车型：F20，配置N13发动机。

行驶里程：20000km。

故障现象：用户反映车辆行中发动机故障灯点亮，中央信息显示器显示“发动机功率下降”。车辆加速无力，怠速状态下感觉发动机剧烈抖动。

故障诊断：接车后发现仪表中发动机故障灯一直点亮，说明故障当前存在。通过ISID进行诊断检测，读取发动机控制系统故障内容如下：

◆140010 熄火，多个汽缸：已识别

◆140001 熄火，多个汽缸喷射装置被关闭

◆140201 熄火，汽缸 2：喷射装置被关闭

◆140210 熄火，汽缸 2：已识别

图1 不平稳值

选择故障内容执行检测计划，确定为第2缸喷油器故障。更换完第二缸喷油器后，删除故障存储，启动车辆，在怠速状态下发动机仍然剧烈的抖动。调用控制模块功能，读取发动机的运转不平稳值，如图1所示。发动机的运转不平稳值还是显示第2缸没有工作。

再次进行诊断测试，读取发动机故障存储仍然显示上述的故障码内容。故障类型为当前存在，故障频率2次。查看故障码的详细说明如表1、表2所示。

拆下火花塞检查时，发现火花塞上面沾满了没有燃烧的汽油。正常情况下，如果控制模块识别到某一个汽缸有失火的故障，处于安全设计，喷油器的喷射会被关闭。除非喷油器内部发生卡滞故障、DME的控制出现问题,汽缸压力不正常及点火有问题。第2缸喷油器是刚更换的新喷油器，一般情况下不会有问题。喷油器的打开时间和打开行程通过发动机控制模块DME控制，打开时间通过喷射信号 （喷油时间信号） 控制，打开行程通过喷油器控制中的能量控制。通过车载网络电压为发动机控制系统供电，在发动机控制系统中有一个 DC/DC 转换器，通过此转换器对喷油器控制的电压进行升压，喷油器

由发动机控制系统在接地侧进行控制。接下来调出DME对喷油器的控制电路图，如图2所示。测量比较第1缸和第2缸的喷油控制波形，测量结果如图3所示。

表1 140210 熄火，汽缸2：已识别

表2 140201熄火，汽缸2：喷射装置被关闭

图2 发动机控制系统电路

图3 喷油控制波形

通道1（绿色）为第1缸喷油控制波形，通道2（红色）为第2缸喷油控制波形。测量结果显示第1缸有喷油控制波形，第2缸只是在刚启动一刹那儿有很短暂的喷油控制波形，之后就一直没有显示喷油的控制波形。说明第2缸的确存在“140201 熄火，汽缸 2：喷射装置被关闭” 。

测量4个汽缸的压缩压力如图4所示，除了第3缸汽缸压力稍微高点之外，其他几个汽缸的压力基本相同。测量第2缸点火控制波形，如图5所示。再对比测量其他几个汽缸的点火控制波形，测量结果和第2缸基本一致，说明第2缸点火控制没有问题。删除故障存储，与第3缸对调点火线圈、火花塞。启动车辆，观察还是显示第2缸不工作。

图4 压缩压力测试

图5 点火控制波形

维修诊断陷入了僵局，但是在进行故障的排查中却发现了另外一个现象，断开进气VANOS电磁阀或者VVT的连接插头，发动机运转马上有很大的好转。观察发动机运转不平稳值，第2缸和其他3个缸几乎一致。第2缸相关的故障存储也可以删除掉，并且没有再次出现。

当断开进气VANOS电磁阀后，进气的可变凸轮轴调整将失效，并且进气的全可变气门行程控制装置VVT将进入应急状态，发动机的进气控制进入节气门控制模式，进气门升程调整为最大状态，并且不再进行升程调整。断开VVT连接插头后，VVT则只能保持在断开VVT插头前的状态，也不能进行进气门升程的调整。两种情况都涉及VVT系统，故障原因可能和VVT系统有关联。

接下来拆卸气门室盖检查VVT系统的机械机构，目测检查第2缸VVT机械控制结构，没有发现有异常的现象。转动曲轴进行观察，结果发现第2缸进气门机构底座的一个螺丝周围随着凸轮轴的转动有机油不断冒出。用手转动螺丝，结果发现这个螺丝是松动的，如图6所示。这个螺丝周围有机油冒出，说明这个位置存在机油泄漏现象。机油从这个位置泄漏后，直接会引起第2缸进气门间隙补偿器 HVA压力不够，造成第2缸的气门开启行程比正常的小。在全可变气门行程控制状态下，在满负荷位置工况时，进气门开启达到最大值气门行程可以达到9.9mm。在怠速工况时，进气门行程只有0.18mm，所以VVT机械调整的滚子式气门摇臂和相关中间推杆分为不同级，部件上冲压有相关参数。每对的等级都相同，通过在生产厂对滚子式气门摇臂和中间推杆进行分类，可确保即使在最小行程为0.18mm时汽缸也能均匀进气。当第2缸由于机油泄漏造成进气门间隙补偿器HVA压力不够后，气门开启行程不足，直接导致第2缸进气量和其他缸不一致，甚至在发动机进气冲程中进气不充分，汽缸压力不足，引起第2缸工作不正常。

故障排除：拆卸检查进气凸轮轴轴瓦，进气凸轮轴瓦没有烧蚀、拉伤现象。紧固第2缸进气门机构底座松动的螺丝，删除故障存储，启动车辆后发动机运转平稳，故障排除。

图6 故障位置