宝马N46全变量气门控制系统及故障检修

张文品

摘 要：随着社会的不断进步，在新一代发动机中，宝马 N型发动机有不少的技术革新。全变量气门控制系统便是其中之一，灵活的双凸轮轴配气相位VANOS控制机构及安全的全变量气门升程控制机构，使BMW的配气机构实现电子控制，这有利于发动机的统一管理。文章介绍宝马新一代N46发动机全变量气门的工作原理和故障实例检修，通过这些检修案例，并结合多年的实践经验，总结了自已在维修新型电喷发动机故障方面的经验，希望这些检修技术能给相关的同行提供借鉴参考。

关键词：宝马N46 全变量气门 发动机抖动 故障检修

BMW N46 Full Variable Valve Control System and Troubleshooting

Zhang Wenpin

Abstract：With the continuous progress of society， the BMW N-type engine has many technological innovations in the new generation of engines. The full variable valve control system is one of them. The flexible dual camshaft valve phase VANOS control mechanism and the safe full variable valve lift control mechanism enable BMW's valve mechanism to be electronically controlled， which is conducive to the unified management of the engine. This article introduces the working principle of BMW's new-generation N46 engine full-variable valve and troubleshooting examples. Through these maintenance cases and combined with years of practical experience， the author summarized his own experience in repairing new electronic injection engine failures with the expectation that these maintenance techniques can provide useful reference to help related peers.

Key words：BMW N46， full variable valve， engine jitter， troubleshooting

1 配气机构的作用与原理

配气机构的作用是通过按照发动机各缸的工作循环和点火顺序，开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜气体进入气缸，已燃废气排出。气体被吸进气缸愈多，则发动机功率愈大。所以，为了使气缸多进气，发动机的进、排气门均设计成早开迟闭。

由于气门的早开迟闭，这就造成了气门重叠（进排气门同时打开）。同时由于气体的流动惯性都比较大，较短时间不会改变流动方向，因此只要气门重叠角选择适当，就不会出现废气倒流入进气歧管和新鲜气体随同废气排出的可能。

若气门重叠角过小，会导致进气不足、排气不净，影响发动机的功率与排放;同时若气门重叠角过大，进气管内压力较低时，就可能出现废气倒流进入进气歧管，并且造成大量混合气没有燃烧就排出，影响发动机的功率与排放。

2 宝马N46全变量气门控制系统结构及工作原理

全变量气门控制系统的是通过控制气门升程，与可变凸轮轴控制系统VANOS的配合，可使气门重叠角在最佳范围内工作，使气缸的进气和排气保持在最佳状态。安装了全变量气门控制系统的发动机，不仅能降低油耗、增加功率，更能使排放更佳（据统计油耗可降低10%左右）。

宝马N46全变量气门系统由气门控制单元根据发动机的工况，控制偏心轴马达（直流电机）的旋转，使气门开度在0.3-9.7mm间变化，实现气门全变量控制。在传统的气门机构中，发动机负荷是反映在节气门上，而全变量气门控制系统的负荷却由进气门的开度来实现。只有进气门安装有全变量气门控制系统，排气门安装的是传统机构。全变量气门控制系统与传统的机构比较有以下优点：减少排气中的有害物質，功率更大，扭矩更高，行驶舒适性提高，对负荷状态改变有瞬时反应，经济性好。

2.1 全变量气门机构的组件

全变量气门机构的组成如图1。

全变量气门升程是利用一个中间杠杆，及一根带有异型偏心凸轮的偏心轴实现的，中间杠杆支承在偏心轴上。进气凸轮轴转动时，中间杠杆围绕着偏心轴转动，通过偏心轴的偏心凸轮可以调节中间杠杆的旋转中心，因而确定中间杠杆工作曲线在哪一个区域与凸轮推杆的滚子接触，进而决定气门升程。

为了减少磨擦，中间杠杆与凸轮轴、偏心轴、凸轮推杆的接触都是通过滚子实现。止动弹簧将中间杠杆、偏心轴、凸轮推杆、凸轮轴压紧在一起，使中间杠杆保持在正确的位置。气门液压顶将凸轮推杆、气门和中间杠杆的间隙保持在零位。中间杠杆和凸轮推杆的精度要求非常高，必须配对使用，在出厂前已做配对调校，在维修中拆卸时必须做好记号。

2.2 全变量气门机构的工作原理

全变量气门系统由气门控制单元根据发动机的工况，控制偏心轴马达（直流电机）的旋转，马达上的蜗杆带动偏心轴的蜗轮，蜗轮带动偏心轴转动。偏心轴的转动改变了进气凸轮轴与凸轮推杆之间的传动，使气门开度在0.3-9.7mm间变化，从而实现气门全变量控制。当中间杠杆的支承点在A1时，那么中间杠杆的工作曲线上的A点与凸轮推杆的滚子接触，工作曲线中的最高点C距凸轮推杆滚子较远。图中凸轮轴逆时针转动，中间杠杆以A1作为支承点，向左边摆动。中间杠杆工作曲线上AB段与凸轮推杆滚轮接触，由于B点比A点高0.3mm，使气门得到最小的开度为0.3mm，适合在怠速工况下（如图2）。