2009 款寶馬 X6 增壓壓力低

車型:E71,配備N54雙渦輪增壓發動機。

行駛里程:121131km。

故障現象:

因為氣門背部積炭太多,拆裝進氣歧管,清洗完氣門背部積炭,做完免拆噴油器清洗後,在外出試車過程中故障燈點亮且加速無力。


2009 款寶馬 X6 增壓壓力低


圖1 故障碼

故障診斷:

利用寶馬原廠診斷儀ISID檢測有以下故障碼(如圖1所示):0030FCDME廢氣渦輪增壓器,增壓壓力過低,密封性。這個故障碼的含義是廢氣渦輪增壓器增壓壓力不足,與試車故障現象相符。執行檢測計劃查看造成這個故障的原因有:增壓進氣管路密封不好,廢氣觸媒轉換器堵塞,廢氣渦輪增壓器本身故障。廢氣旁通閥執行機構的真空管路出現問題例如:管路老化損壞,電子氣動壓力轉換器EPDW閥損壞,循環空氣減壓閥EUV損壞,真空泵相關管路損壞等。

在這裡簡要介紹下N54發動機的廢氣渦輪增壓系統(如圖2所示),廢氣渦輪增壓器通過發動機廢氣驅動。帶有壓力的廢氣通過廢氣渦輪增壓器的渦輪,並以這種方式為同一個軸上的壓縮機提供驅動力。


2009 款寶馬 X6 增壓壓力低

圖2 渦輪增壓器

在此事先壓縮進氣,從而提高發動機燃燒室的進氣量。這樣可提高噴射和燃燒的燃油量,從而提高發動機的功率和扭矩。渦輪和壓縮機的最高轉速可達200000r/min。渦輪增壓器的響應速度對於N54發動機來說最為重要。

不允許對駕駛員的要求(即加速踏板位置)做出延遲反應,即不能讓駕駛員感覺到所謂的“渦輪效應滯後”。

在N54發動機上用兩個相互並聯的小型渦輪增壓器解決了這個問題。汽缸1、2和3(汽缸列1)驅動廢氣渦輪增壓器(1),汽缸4、5和6(汽缸列2)驅動另一個廢氣渦輪增壓器(2)。

小型廢氣渦輪增壓器的優點在於,在渦輪增壓器加速過程中由於渦輪轉動慣量較小加速質量較小,因而壓縮機可以更快達到較高增壓壓力。

在N54發動機上有兩種減壓裝置,如圖3所示。


2009 款寶馬 X6 增壓壓力低

圖3 渦輪增壓系統圖

一是廢氣旁通閥的減壓裝置,廢氣渦輪增壓器的增壓壓力與到達廢氣渦輪增壓器渦輪處的廢氣氣流有直接關係,無論是廢氣氣流的速度還是質量都直接取決於發動機轉速和發動機負荷。發動機管理系統通過廢氣旁通閥調節增壓壓力,廢氣旁通閥由真空執行機構操縱,這些執行機構由發動機管理系統通過電子氣動壓力轉換器(EPDW)來控制。發動機真空泵產生真空並將其存儲在一個蓄壓器內。

通過廢氣旁通閥可將全部或部分廢氣氣流輸送至渦輪處,達到所需增壓壓力時,廢氣旁通閥開始打開,部分廢氣氣流通過旁通通道排出,這樣可防止通過渦輪繼續提高壓縮機轉速,通過這種控制方法可處理各種運行狀況。

二是進氣循環空氣減壓閥,N54發動機的循環空氣減壓閥用於降低節氣門快速關閉時不希望出現的增壓壓力峰值。如果發動機轉速較高時關閉節氣門,進氣管內就會產生真空壓力。由於至進氣管的通道已阻斷,因此會在壓縮機後形成無法消除的較大背壓,這會造成增壓器“泵氣”。

這意味著出現明顯感覺到的干擾性泵噪聲,出現這種泵噪聲的同時,廢氣渦輪增壓器還承受可造成部件損壞的負荷,因為高頻壓力波向廢氣渦輪增壓器軸承施加軸向方向的負荷。循環空氣減壓閥通過一個電動轉換閥(EUV)來控制。根據發動機運行狀態,通過進氣管壓力或真空系統的真空控制循環空氣減壓閥的真空壓力。

EUV在較大的運行範圍不啟用,在這種情況下通過進氣裝置與增壓空氣管之間的壓力差打開循環空氣減壓閥。如果節氣門前後存在壓力差,進氣管壓力就會使循環空氣減壓閥打開,並將增壓壓力轉至壓縮機的進氣側。壓力差一旦超過30k Pa,循環空氣減壓閥就會開啟。

這個過程可防止部件損壞。

即使發動機以接近怠速轉速運行(P增壓/P進氣壓力差=30k Pa,循環空氣減壓閥也會根據系統要求開啟,但不會對增壓系統進一步產生影響,廢氣渦輪增壓器在這些低轉速範圍內承受全部廢氣氣流的壓力,並在接近怠速轉速運行時便對進氣預先施加一定壓力。

如果此時節氣門開啟,就會迅速為發動機提供所需要的全部增壓壓力。

N54發動機真空系統的功能進行了微調,由真空泵產生用於制動助力器的真空和用於操控廢氣旁通閥的真空,循環空氣減壓閥現在也通過一個電動轉換閥(EUV)獲得真空。真空蓄能器集成在發動機蓋板內。真空蓄能器可以為廢氣旁通閥的操控持續提供真空。有三個真空管路與發動機蓋板相連。其中一個管路連接真空泵產生的真空,另外兩個管路用於操控兩個廢氣旁通閥。

由於此車是在做完氣門背部積炭清洗和噴油器清洗後出現的故障且里程數較多,首先考慮的是廢氣觸媒轉換器堵塞,以前曾有些車由於里程數較多在做完積炭清洗後積炭排到廢氣觸媒轉換器上造成堵塞。拆卸1、2列前氧傳感器,利用內窺鏡檢查1、2列廢氣觸媒轉換器並無堵塞。

在清洗積炭的時候進氣管處用抹布堵好,並無異物進入廢氣渦輪增壓器內部,也不會造成渦輪的損壞。但我們還是抱著懷疑的態度利用內窺檢查了1、2列廢氣渦輪增壓器內的渦輪,無異常。檢查增壓進氣管路完好,沒有漏氣處。

將車輛舉起,在車輛發動時觀察1、2列廢氣旁通閥並無動作,在做清洗積炭前車輛是完好的,做完清洗後出現的問題,渦輪增壓器本身出現故障的可能性不大,況且剛才也做了檢查未見異常。

問題應該出現在控制廢氣旁通閥的真空管路上,檢查從進氣歧管到真空泵到發動機蓋板真空蓄能器到EPDW閥到廢氣旁通閥的真空管路無異常,無斷裂。在檢查真空管路時我們注意到一個細節,在拔掉髮動機蓋板真空蓄能器兩條真空管的時候,真空吸力非常小几乎沒有,正常情況下真空吸力應該是非常大的。我們檢查了真空蓄能器無裂紋,無異常。在試車過程中,制動系統未見異常,也就是說真空泵本身,以及到制動真空蓄能器的真空管路,以及制動真空蓄能器本身是正常的。

剛才檢查了真空管路均正常,檢查進氣歧管到EUV的管路未見異常。現在只剩下EUV了,當脫開真空管路A和B時,發現A和B在發動機啟動和停止時均是通著的,正常情況下是不通的。


2009 款寶馬 X6 增壓壓力低

圖4 EUV位置圖

我們檢查EUV的供電12.14V,信號線未見異常。拆下EUV單獨給其通電EUV並無動作,我們嘗試輕輕敲擊EUV後開始動作,當EUV通電動作時,A和B(假設EUV到真空泵的真空管路為A,EUV到進氣循環空氣減壓閥的真空管路為B)是通開的,不通電時A和B是不通的,如圖4所示。到此故障的原因終於揭開,應該是在拆裝過程中EUV震動造成內部卡滯,由於EUV內部卡滯造成真空管路A和B的常開,發動機蓋板真空蓄能器由於管路A的常開無法建立真空,沒有真空也就不能吸開廢氣旁通執行機構,導致廢氣旁通閥常開,無法建立增壓壓力,所以加速無力,故障燈報警。


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圖5 EUV電磁閥

故障排除:

更換EUV閥(如圖5所示),刪除故障碼,反覆試車,故障徹底排除。


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