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1、宝马典例BMW包头华胜宝马组：邵志帅,目录,1：车辆明细-01 2：故障原因-01 3：车辆分析-04 4：故障诊断-10 5：故障排除-16 6：总结纲要-18 7：油泵拆解 -19,车型：BMW 740Li 底盘号： 变速箱型号： 6HP-21 车牌号： 行驶里程： 29400KM,2:故障原因,VIN： 发动机型号： N54 生产日期：2012/10/26 进厂日期：2014/09/16 记录人： 邵志帅,1：车辆铭细,主要介绍了一辆宝马740Li轿车在高速行驶时发动机动力下降故障的诊断和分析以及最终解决故障。本文介绍了BMW N54B30 发动机，排量为3.0L,带双涡轮增压，还应用了
2、BMW 车辆可变凸轮轴控制装置（VANOS）与直接喷射装置 （HPI）等先进技术。结合一台宝马740Li发动机由于高速工作异常，导致发动机在高速时加不起油的故障。讲述了如何运用专用诊断设备检测故障，基本数据测试以及系统结构分析来进行诊断分析，从而最终排除故障。,5,1.故障现象 一辆宝马740Li到我公司报修，里程29400km，12年10月上牌，投诉车辆在每次行驶到140km/h以上速度时发动机突然亮黄色的发动机故障警告灯，再踩油门加油就感觉油门空了一样加不起油，提不起速，感觉动力明显下降。2.验证故障现象在进厂前，我们先针对客户投诉问题，进行了试车，试车员的确在高速上试到了车主所反映的故障
3、，还发现在亮灯时感觉发动机轻微发抖发抖，在中低速行驶时又一切正常，发动机声音无异常。,6,3.发动机介绍为了分析此故障，先来了解这款发动机的技术特点，此车装配排量为3.0L的直列6缸新型缸内直喷带双涡轮增压的汽油发动机（图1），配备了ZF公司的6速全电控手自一体变速器。,7,直接喷射装置 （HPI） 新一代汽油直接喷射装置在无需损害发动机动态性能的前提下满足了经济性方面的要求。高精度喷射装置可更准确地计量混合气量且可采用高压缩比，这是提高效率并显著降低耗油量的理想前提。 通过压电喷射器置于气门中间可实现上述目的。处于该位置时，向外打开的新型喷射器能将燃油以锥束形式非常均匀地喷射到燃烧室内。 B
4、MW HPI 汽油发动机的新型直接喷射装置采用喷束导向式喷射方式。 采用直接喷射装置时，高压燃油（50 至 200bar 之间）直接喷入燃烧室内。采用直接喷射模式时喷射阀直接伸入燃烧室内。燃油在燃烧室内雾化。通过气体在燃烧室内移动使空气与喷入的燃油混合，从而在点火时刻形成均匀的混合气。混合气形成过程和燃烧过程与带进气管喷射装置的传统发动机相似。由于燃油首先进入气缸并在气缸内蒸发，因此通过这种雾化方式可吸收气缸进气的热量。,8,双涡轮增压系统 BMW 工程师通过这款新型发动机成功弥补了早期涡轮增压发动机结构上的不足。因此，BMW 6 缸涡轮增压发动机也不具有目前涡轮增压发动机典型的负面特性。这种
5、新型发动机既不会延迟提供推动力，也不像传统涡轮增压动力总成那样油耗较高。特别是其双涡轮增压方案可显著提高功率利用率。该发动机不再采用一个大增压器，而是每三个气缸驱动一个小增压器。,9,无级双 VANOS N54 发动机以每缸 4 气门方式（气门由两个顶置凸轮轴驱动）实现换气过程。发动机正时时间可通过两个无级 VANOS 单元以可变方式调节。所采用的 VANOS 单元具有以下点火提前角： 通过根据发动机转速调节进气门关闭时刻，可以避免气体从燃烧室回流到进气通道内。利用凸轮轴调节装置可改变气门开启重叠率，从而能够控制气缸内的残余气体量。在气缸内保留部分残余气体可限制燃烧温度，从而降低NOx 排放量
6、。 无级 VANOS 通过改变气门开启重叠率进行内部废气再循环。在气门开启重叠阶段，废气由排气通道流入进气通道内。因此，处于较低和中等转速范围时，调节进气凸轮轴主要用于提高发机扭矩和进行内部废气再循环。转速较高时，主要用于改善功率输出。,10,故障诊断过程,根据此车中低速行驶时正常可推断发动机的机械部件功能正常，可从其他方面检查入手。从常规外表检查看各管路正常，从外表未发现异常，于是遵循由表及里、由简到繁的诊断步骤对故障进行诊断。 造成发动机动力下降的原因分析；空气滤清器滤芯阻塞，混合气过浓，涡轮增压增压压力不足，进气系统漏气，磨损锈蚀疲劳所致年老体衰，油品质量不佳，点火时刻不准，与荷载不匹配
7、而至长期不作为退化或过劳衰退，维护维修不规范操作而至功能退化。,11,诊断电脑检测,首先在静止状态下连接ISID(宝马专用检测仪：Integrated Service Interface Display集成服务信息显示器)，打开点火开关，ON档，进行车辆识别，读取车辆数据，对全车电控系统进行测试。大约二十多分钟后，车辆测试完成，进入故障存储器，DME（引擎控制电脑）有燃油高压系统故障记忆，故障代码为B1214(燃油压力调节故障)，当前不存在故障，提示需更换高压泵。启动发动机，在怠速工况下查看发动机工作数据，发现16缸的运行平稳性数据大致相同，可默认运行规则良好。继续进入ISID的模块测试功能，
8、提示先进行油压测量。,12,低压端油压检测:在怠速时接上油压表，检测低压油路压力，查阅维修资料得知低压侧正常压力为56bar，经多次检测，只要每次接通点火开关瞬间，燃油压力立刻为5.3bar左右，在正常范围内。可见低压侧基本正常，继续执行检测计划后系统提示须更新高压油泵，并对DME进行控制编程。用专用电脑找到判断出的故障点后，为了彻底解决故障，还需要找出具体造成此故障的原因，以免返修。为此，我们进入了ISID的数据测试模块，选择DME数据检测，根据试车员试车时提供的大致转数为28003400r/min，我们选择了3000 r/min作为测试转数，尽量接近出现故障时的数据，查看其他系统是否有故障
9、。,基本数据测量,13,电脑测量值,以上数据说明发动机的进气，配气，点火，涡轮增压等系统均正常,14,根据故障点，判断故障原因应在燃油系统，下面就来分析一下740Li的燃油系统。,燃油在持续运行的三活塞高压泵内加压，然后通过高压管路输送至共轨内。以这种方式存储在共轨内的加压燃油通过高压管路分配给高压喷射阀。发动机管理系统根据发动机负荷和发动机转速确定所需燃油压力。共轨压力传感器测量实际达到的压力值并将其发送至发动机控制单元。对比共轨压力规定值和实际值后通过燃油量调节阀进行调节。只有在高负荷、低转速的情况下才需要 200 bar 的压力。,15,全面检查排除外因,我们开始沿着供油油路开始慢慢排查
10、原因，检查油箱油泵处线路正常无烧蚀，拔开回油管快速接头检查回油正常，油质无异常。拆开底盘护板内的汽油滤清器，用风枪反吹出内部汽油检查，发现滤清器内的汽油呈黄褐色，对于刚跑了29400多公里的车来说，明显不正常。有可能是加油站油品问题，或者使用了不合适的燃油添加剂。为了能给高压油路提高良好的油质，已建议车主更换燃油滤清器，并清洗油箱，和油路。于油品有可能有问题，我们决定拆下两个火花塞检查气缸内点火是否正常，有无积碳。经检查火花塞色泽呈金黄色，无烧蚀，基本无积碳，无需更换。,16,故障排除,下一步可以开始拆高压油泵了，先观察一下发动机舱，查阅了相关宝马维修资料得知，高压油泵的安装在发动机缸体上，如
11、图,17,在更换前，我们先用冷风将发动机温度吹冷，只有在发动机冷却后才能进行该燃油系统方面的工作，冷却液温度不得超过40 C，必须遵守这项规定，否则高压系统内的剩余压力可能造成燃油反向喷射。进行高压燃油系统方面的工作时，要特别注意保持清洁并遵守维修说明中列出的工作步骤。高压管路螺栓连接件上即使出现最微小的污物或损坏都可能会造成燃油泄漏。拆下发动机盖板后才能隐约看到高压泵，再拆下进气管上的节气门后，我们就可以完全看到高压泵，并开始更换。更换完高压油泵，滤清器后试车员又再次试车检查后，发动机无再亮灯，确定故障排除。,18,总结纲要,燃油系统的高精度喷射（HPI）进入了自我保护模式，一旦出现废气排放
12、值不真实的情况，自我保护模式生效，发动机控制装置将喷射压力限制在90 bar，此时N54发动机只在同质模式下工作，HPI处于自我保护模式。这时发动机灯会亮起，主要表现为难启动，动力下降等故障。 进入自我保护模式的几种原因可能是： 高压传感器数值不真实 供油控制阀故障 高压系统渗露 高压泵故障 高压传感器故障 此次遇到的就是高压油泵故障，引起的HPI自动进入自我保护模式后动力下降，综合各方面原因，造成故障的原因主要有： 汽油油品不好，油箱内汽油不够洁净，高压油泵的设计有一定的缺陷，不适应中国市场。现在新换上去的高压泵已经是改良过的新零件，只要是在正常情况下使用，暂时不会再有同样故障产生。 高压油泵损坏原因： 量控阀损坏，机械损坏，部精密被卡住损坏。,19,高压油泵拆解注意事项,谢谢大家！,
