05.23 寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

VALVETRONIC系統是第一個出現在市場上的可變氣門調節系統,2001年被首次批量使用在寶馬汽車上。VALVETRONIC 系統的作用與直接噴射汽油機節省燃油的效果相似,但不存在直接噴射汽油機需要進行廢氣再處理的缺點。

可變氣門調節系統由可變氣門行程控制裝置和可變凸輪軸控制裝置(VANOS)構成,能夠任意調節進氣門關閉時刻。可變氣門行程控制裝置僅在進氣側控制氣門行程,而凸輪軸控制裝置則在進氣和排氣側進行控制。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

可變氣門行程控制裝置

部 件 說 明

1. 伺服電動機

伺服電動機安裝在氣缸蓋側面,它用於調節偏心軸。伺服電動機的蝸桿嵌入式安裝在偏心軸的蝸輪內。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

伺服電動機的工作原理

偏心軸扭轉可使固定架上的中間推杆朝進氣凸輪軸方向移動。中間推杆的斜臺朝伺服電動機方向移動。凸輪軸旋轉和凸輪向中間推杆移動,使中間推杆上的斜臺發揮作用。中間推杆可改變進氣凸輪軸與滾子式氣門壓桿之間的傳動比。在滿負荷位置時,氣門行程和持續開啟時間達到最大值。在怠速位置時,氣門行程和持續開啟時間達到最小值。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

最小氣門行程和最大氣門行程

2. 氣缸蓋

可變氣門行程控制裝置安裝在氣缸蓋上,其結構如下圖所示。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

裝有可變氣門行程控制裝置的氣缸蓋結構

3. 擋塊

蝸輪靠在擋塊上,由此通過機械方式限制最小氣門行程。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

靠在最小行程擋塊處的偏心軸

(1—最小擋塊;2—蝸輪)

最大氣門行程處也有一個機械擋塊。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

靠在最大行程擋塊處的偏心軸

(1—最大擋塊;2—蝸輪)

4. 偏心軸傳感器

偏心軸傳感器用於測量偏心軸轉角,其測量角度範圍為0°~180°。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

偏心軸傳感器和偏心軸上的磁輪

(1— 磁輪;2—固定螺栓;3—偏心軸傳感器)

常規檢修方法

可變氣門調節系統工作不良會導致發動機啟動困難,加速不良,發動機故障燈點亮,車輛難以行駛等故障。常見原因包括電子氣門控制模塊損壞或通信不良、伺服電動機損壞、氣門調節機構未完成自適應匹配等,檢修要點如下。

① 對於與發動機控制模塊分體安裝的電子氣門控制模塊,其診斷菜單中有單獨的選項。對於與發動機控制模塊集成一體的電子氣門控制模塊,則通過發動機診斷菜單進行診斷。

② 伺服電動機安裝在氣缸蓋上(如下圖所示)。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

伺服電動機的安裝位置

如果檢測到與伺服電動機相關的故障碼,那麼對該電動機及線路進行檢查。可以利用一個試燈來代替該電動機,確定故障原因。

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伺服電動機

③ 系統電源斷開後有可能導致自適應值丟失。可以使用診斷儀來完成自適應匹配工作。

維 修 案 例

1寶馬320i發動機故障警告燈點亮加速無力

故障現象:

該車配置N46發動機,故障現象是啟動發動機之後,儀表板的發動機故障燈一直點亮,車輛加速無力。

診斷與檢修:

連接診斷儀進行自診斷,發動機系統有兩個故障碼:

2A67:電子氣門控制系統內部故障,對負極短路,故障當前存在

2A6B:伺服電動機功率受到限制,偏心軸角度達不到最大升程要求,故障當前不存在

拔下伺服電動機的線束插頭,測量電阻,為0.1Ω。由於沒有標準阻值,不知該電阻是否正常。拔下發動機控制模塊的線束插頭,檢查與伺服電動機之間的線路連接情況,正常。清除故障碼,試車,故障碼2A67再次出現。

將伺服電機的線束插頭拔下來,進行自診斷,故障碼的內容2A67有所變化,變成了“發動機導線短路”,說明故障與發動機控制模塊及其線路無關。接上一個功率基本相同的試燈,試燈閃爍,故障碼2A67性質變為當前不存在,故障碼2A6B則再次出現,由此說明伺服電動機性能不良。更換伺服電動機,故障徹底排除。

寶馬可變氣門調節系統結構與故障診斷方法

N46發動機的伺服電動機

檢修工作的要點在於理解故障碼2A67的含義,而故障碼2A6B屬於連帶故障碼,只要解決故障碼2A67的相關問題,故障碼2A6B的問題就迎刃而解了。

2寶馬318i啟動困難

故障現象:

該車配置N46發動機,故障現象為長時間停放車輛後,起動機需要啟動2次以上,發動機才能運轉起來。

診斷與檢修:

使用診斷儀進行自診斷,發動機系統沒有故障碼。檢查氣缸壓力、燃油壓力、點火強度和進氣歧管的密封性,均正常。

查看發動機的工作數據,進氣門升程為9.58mm,已接近控制量的最大值。此時進氣歧管壓力為53kPa,明顯低於100kPa的大氣壓力,說明電子節氣門已進行節流控制,發動機系統啟用應急模式。

是什麼原因導致發動機系統啟用應急模式呢? 啟動發動機,查看發動機的工作數據,進氣門升程由原來的1.48mm 迅速降至0.30mm,發動機劇烈抖動,直至熄火。

這種問題有可能是進氣門背部積炭過多,導致進氣門升程受阻。用除炭劑對進氣系統進行清洗,完成後進行初始化設定,試車,故障徹底排除。

內容來源

《圖解汽車維修技能》

徐曉齊 主編


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