2013年宝马520Li怠速抖动

扬州/殷彬峰

2013年宝马520Li怠速抖动

扬州/殷彬峰

车型：F18，配置N20发动机。

行驶里程：240000km。

故障现象：客户进厂反映车子在怠速情况下抖动。维修人员试验故障时发现一个奇怪的现象，车子在启动后便开始抖动（不论冷车或热车），当原地急加速后，抖动现象便消失，试车行驶过程中一切正常且未出现抖动现象。

故障诊断：连接宝马诊断仪读取故障码如图1所示。

读取故障时数据流如图2所示。

导致空气流量传感器数据流变大原因：

◆空气流量传感器自身损坏

◆空气流量传感器后方至节气门前方有地方漏气

◆发动机气门重叠角混乱产生回气

询问客户得知，前段时间维修漏油后就出现此故障现象。维修人员怀疑上次维修漏油过程中拆卸过进气道等部件，经过检查空气流量传感器后部、中冷器前方与中冷器至节气门管路没有异常。

通过分析数据流发现了故障点，进气VANOS的角度处于0°左右，排气VANOS的角度处于0°左右；当急加速且发动机正常后进气VANOS的角度处于-40°左右,排气VANOS的角度处于11°左右。笔者此时断定发动机配气相位没有问题，判断怠速抖动的原因是配气相位调节不正常。本人的理解是单位时间内给以规定的占空比却没有到达规定的角度。

图1 故障码

图3 气门重叠角

导致配气相位错误的原因有：

◆VANOS电磁阀堵塞

◆正时错乱

◆VANOS调整装置损坏

◆机油泄压或压力不够

◆凸轮轴传感器损坏

◆发动机控制模块程序

通过急加速后发动机便正常，可以排除正时错乱、凸轮轴传感器损坏以及调整装置损坏的可能性。接下来清洗了电磁阀以及可以通过拔掉机油压力传感器使其进入最大供油量，但问题依旧未解决。尝试给DME进行编程升级（加大电磁阀占空比调节时间），试车，故障解决。N20发动机配气相位的初始状态为气门重叠角最大。而N52发动机配气相位的初始状态为气门重叠角最小，这也就解释为什么N52发动机VANOS调节电磁阀拔出以后能够正常怠速，而N20发动机插头拔出后怠速严重抖动情况。

N20发动机初始状态下气门重叠角，如图3所示。

最大重叠角大约为160°曲轴转角；最小气门重叠角为60°曲轴转角。

气门重叠角的作用：

进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。

进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。

排气门早开：借助汽缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。

排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。

气门重叠角不同工况调节模式：在怠速工况时，对凸轮轴进行设置使得进气凸轮轴较晚打开，并且较晚关闭。排气凸轮轴被设置成在上止点之前完全关闭。由于只有最少量的残余气体被燃烧，所以就使得怠速很稳定。

输出功率：要在很高的发动机转速时获得较高的输出功率，必须使得排气门较晚打开。只有这样，被燃烧气体的膨胀力才能较长时间地作用在活塞上。

进气门在上止点后打开并且在下止点后完全关闭。这样进气的动态自增压效应被用来增加输出功率。

扭矩：要获得最高的输出扭矩，汽缸必须具有很高的容积效率。这需要进气门较早打开。因为较早打开，所以关闭也较早；这样就避免了将新鲜空气压出去。排气凸轮轴在上止点之前关闭。

废气再循环：通过调节进气和排气凸轮轴可实现内部废气再循环。在此过程中，当气门交错（进气门和排气门都打开）时废气就从废气口流入进气口。交错的程度决定了再循环的废气量。进气凸轮轴被设置成在上止点之前完全打开并且排气凸轮轴在上止点之前才关闭。

结果，两个气门都打开并且废气被再循环。与外部废气再循环相比较，内部废气再循环的优点是系统的反应更快并且再循环的废气分布更加均匀。