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1、 目 录一、汽车电控发动机系统控制内容与原理.(一)电控发动机系统控制原理 .(二)电控发动机系统控制内容 .二、宝马 N52 发动机的结构和工作原理.三、电控发动机不能起动的故障分析与诊断流程.(一)电控发动机正常起动的三要素 .(二)电控发动机不能起动故障的诊断思路 .(三)根据发动机不能起动现象的故障原因分析 .(四)电控发动机不能起动的故障诊断流程 .四、宝马 N52 发动机不能起动故障的常见原因分析.(一)缸压过低 .(二)正时不对 .五、宝马 N52 发动机不能起动的典型案例分析.(一)缸压过低，活塞环密封性不良 .(二) 发动机电脑故障 .(三)点火正时不对 .六、结束语.宝马宝
2、马 N52N52 电控发动机不能起动故障原因与诊断流程电控发动机不能起动故障原因与诊断流程摘要：摘要：论文首先介绍了电控发动机系统的控制内容与原理和宝马 N52 电控发动机的结构与工作原理。根据电控发动机不能起动故障，分析不能起动的主要原因，阐述诊断步骤，并进行总结，归纳出故障诊断流程图。然后以 N52电控发动机为例，分析 N52 电控发动机不能起动故障的主要原因，最后举出N52 发动机不能起动的典型故障案例进行了求证。关键词：关键词：宝马 N52 发动机；不能起动；故障原因；诊断流程一、汽车电控发动机系统控制内容与原理一、汽车电控发动机系统控制内容与原理以 1967 年 Bosch 公司开发
3、的 D-jetronic 电子控制汽油喷射系统正式投入应用，作为汽油机电子控制时代的开始。在以后的几十年中，汽油机电子控制经历了从模拟电路到数字电路，从简单控制到微机控制，从单一控制到综合功能控制的快速发展阶段。(一)电控发动机系统控制原理目前电控发动机基本都实行集中控制，由于用于不同车型的发动机集中控制系统的组成，除组成部分的结构、安装位置不同，还在集中控制系统的功能，工作方式等都有差异，但它们都遵循一个相同的控制原理:以电控单元为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油量为控制对象，保证发动机在各个工况下都能获得与之相匹配的最佳空燃比。典型电控发动机主要由燃油供给系统、空气供给系
4、统、排气供给系统、点火控制系统及电控系统组成。(二)电控发动机系统控制内容1、电控燃油喷射(EFI)电控燃油喷射主要包括喷油量、喷油正时、燃油停供及燃油泵的控制。该系统主要控制单元以发动机转速和负荷信号作为主要信号，确定基本喷油量并根据其他信号修正，最后确定喷油量。喷油的正时是在间歇喷射系统中，当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方式时，电控单元不仅要控制喷油量还要根据发动机各缸点火顺序，将喷射时刻控制在一个最佳时刻。燃油的停供主要有两种情况：减速断油控制，在汽车行使中，加速踏板快速松开时，电控单元控制燃油停止喷射，当转速降低到某一车速又恢复供油；在加速时，为了限速防止超速，停止供油。2、电控
5、点火装置(ESA)电控点火装置的控制主要包括点火提前角、闭合角及爆震控制等方面。在 ECU 中，首先存储记忆发动机在各个工况及运行条件下最理想的点火提前角。发动机运转时，电控单元根据转速和负荷确定基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修正，最后确定点火提前角。为了保证点火能量足够，同时也要防止通电时间过长损坏点火线圈，电控单元 ECU 根据蓄电池电压及转速等信号，控制点火初级电路通电时间。在高能点火装置中，还增加了恒流控制电路，以使初级电路在很短时间内迅速增加到额定电压，减少了转速对电压的影响，改善了点火性能。爆震控制是点火时刻控制中的追加功能，在装有废气涡轮增压器的发动机常采用这种控制。3、
6、怠速控制发动机在汽车运转时，当空调压缩机工作、变速器挂入挡位、发电机负荷加大等不同怠速运转工况下，由电控单元控制怠速控制阀的开度，使发动机都能处在最佳怠速下运转。4、进气控制动力阀控制、涡流控制是自然进气方式，通过改变进气管路的长短和粗细以适应不同工况下的要求，来提高进气效率。发动机在不同负荷下，控制单元控制真空电磁阀，以控制动力阀或涡流控制阀的开闭改变进气流量，从而改变发动机的输出扭矩和动力。增压控制是强制进气方式，一般通过机械增压的方式，提高发动机的动力性。5、排放控制排气控制包括 EGR 废气再循环控制、氧传感器开环或闭环控制、二次空气喷射控制、炭罐电磁阀控制。6、自我诊断与失效保护电控
7、系统拥有自我诊断与报警系统、失效保护控制、ECU 故障备用控制系统。电控发动机的控制单元能发现故障，并将故障信息存储到 ECU 中，通过一定程序将故障代码及有关信息资料调出，以供维修。发动机控制单元检测出传感器、执行器、线路或者控制单元有故障时，会自动按 ECU 预设的程序提供预设定值，随后系统进入设定保护程序。二、宝马二、宝马 N52N52 发动机的结构和工作原理发动机的结构和工作原理宝马的发动机到目前有 M，N，S 等几款。其中 2003 年开发并批量生产的N52 代表了 BMW 新一代 6 缸发动机的开始。该发动机被 BMW 公司誉为最为成功的一款发动机。N52 为 6 缸每缸 4 门直
8、列发动机，汽缸盖采用重力浇铸法制造。采用横流冷却方式，在冷却液腔里的横隔板也可以做成贯通式，增加了结构刚性。它是一种高动力性及低污染物排放量和低耗油量的发动机。通过采用轻型结构设计方案，N52 比上一款发动机 M54 减轻了 10kg。铝镁合金复合式曲轴箱和轻型结构排气歧管，镁金属材料的底板和气缸盖罩等部件，对于减轻发动机重量起到了重大作用。这些措施大大改善了比重量，这在降低发动机油耗方面表现明显。N52 发动机如图 1 所示。图1 N52发动机构造剖析图1：VALVETRONIC（电子气门调节系统） 2：集成式油水热交换器 3：复合式镁合金曲轴箱 4：三级进气装置 5：流量可调式机油泵 6：
9、标准型发电机，减少摩擦 7：单皮带传动机构 8：电动冷却液泵 9：优化的VANOS单元N52电控发动机的一些创新之处:1、世界首创的铝镁合金复合式曲轴箱通过减轻曲轴箱的重量提高动力性能（重量较低时比功率较高）。曲轴箱由一个硅铝合金嵌入件组成，该嵌入件与一种镁合金浇铸为一体。如图2所示。图2 N52发动机创新曲轴箱1:铝镁合金复合式曲轴箱 2:硅铝合金嵌入件2、全新换气系统 VALVETRONIC II (电子气门调节系统)VALVETRONIC II 由全可变气门行程控制装置和可变凸轮轴控制装置（双 VANOS）构成。其仅控制进气侧的气门行程，同时调节排气侧的凸轮轴。通过下列方式实现免节气负荷
10、控制：1）进气门的可变气门行程；2）进气门的可变气门开启时间：3）进气和排气凸轮轴的可变凸轮轴交错角度。3、三级可变进气装置（DISA）发动机内产生的扭矩在很大程度上取决于进气行程中新鲜空气进气质量。进气装置的几何形状和控制对气缸换气的质量影响很大。一根长度固定的进气管只能在特定发动机转速下产生最佳气缸进气效果。当N52达到最大转速7000 rpm 时，以前所用的二级DISA就会在中等转速范围内产生一个扭矩低谷。为了能够在中等发动机转速范围内也产生较高扭矩，N52装有一个三级DISA。与以前通过真空控制的系统不同，现在这两个DISA执行机构分别由相应的电机控制。电机和DISA执行机构构成一个单
11、元。如图3所示。图3 三级进气歧管1:进气集气管 2:振荡管 3:谐振管 4:溢流管4、重量经过优化的双 VANOS(可变凸轮轴配气系统)N52的进气和排气侧各有一个紧凑型无级叶片式VANOS单元。可以无级调节配气相位，满足了不同转速工况下的进气效率，提高了经济性和动力性。如图4所示。图 4 N52 发动机双 VANOS 系统5、免节气功能N52电控发动机为实现没有功率损耗地达到所要求功率调节的效果，采用“进气门早关”的方法，在进气过程中保持全开-进气岐管中压力保持在环境压力水平，即节气门全开。发动机管理系统根据特性曲线进行怠速调节，在起动过程中也可以根据特性曲线通过节气门进行怠速调节。发动机
12、达到运行温度时，在大约 60 s 后切换到非节气模式（节气门完全打开）。但在寒冷的冬季，发动机以节气门全开起动，因为这有利于发动机起动。如图分析，明显得出在这种调节模式下，发动机的节气损失减少了原来的百分之五十以上。如图5所示。图5 有无节气控制的对比当进气冲程中汽缸内吸入了要求的混合气质量的时候，进气门关闭。混合气的质量通过控制进气门开启截面积(进气门升程和开启时刻)以及通过进气门关闭时刻来实现。即VANOS系统必须与可变气门升程控制系统相结合。由DME数字式发动机控制单元控制。三、电控发动机不能起动的故障分析与诊断流程三、电控发动机不能起动的故障分析与诊断流程( (一一) )电控发动机正常
13、起动的三要素电控发动机正常起动的三要素发动机正常起动的条件:正常的气缸压力，合适的点火正时和点火高压，合适的空燃比。这三个方面缺一不可。分析电控发动机不能起动故障，从发动机正常起动的三个基本条件分析:1、气缸压缩压力电控发动机的压缩比为当设计后就相对固定了，要使发动机工作正常，气缸压力应在 9-18bar 之间，而且在各个缸最大压力差不能大于 1.5bar。压力过低或各缸压力差过大都会使在燃烧室内的混合气不能正常燃烧或不能燃烧，发动机无法起动。2、点火正时与高压火强度点火正时不对，主要原因是装配不正确所致。不论是配气正时错误或曲轴、凸轮轴位置传感器安装上的位置偏差或是不具有互换性的配件的相互错
14、用，都应该在考虑范围内。点火提前角相差太大会引起不能起动。当正时链轮与正时链对号对错时，电脑收到的曲轴位置信号和凸轮轴位置信号就不同步，电脑无法进行气缸、上止点位置的识别，也会不点火、不喷油，因而无法起动。点火高压故障主要由于点火线圈或点火模块的原因引起无高压。3、空燃比当空气与燃油在混合相对充分，达到空燃比 14.7 范围的时候，才形成合适的空燃混合气。当形成不了混合气或者浓度不合适的混合气，都有可能引起发动机无法起动。混合气过浓、过稀会导致火焰燃烧传播速度下降，使燃烧无法正常进行，从而使发动机无法起动。( (二二) )电控发动机不能起动故障的诊断思路电控发动机不能起动故障的诊断思路分析电控发动机不能起动要先从观察故障现象开始，发动机不能起动的现象主要有以下几种:起动机不能带动发动机运转，或能带动但转动缓慢;起动机能带动发动机正常转动，但不能起动，且无着车征兆;有着车征兆，但不能起动。造成发动机不能起动的原因很多，有起动系统，防盗系
