宝马X6加速无力故障诊断与排除分析论文
汽车电子控制燃油喷射发动机是机电一体化高新技术的产物，尤其是发动机的控制系统，它设置有多个传感器、执行器和电子控制元件。控制系统工作时，各种信号相互交叉渗透，控制进气、喷油和点火。一旦发生故障，则症状的界限模糊，而且只是局部发生故障而其他部分仍完好的可能性极高。控制单元一般都是一个整体，为排除局部故障而去整体更换总成，经济上不合算，因此我们必须全面深刻了解电子控制燃油喷射发动机的结构原理，掌握有关功能作用，运用科学的分析方法和维修技巧，制定出切实可行而又经济的维修方案，通过采取一些简单的补偿措施，去弥补这部分的功能作用，以达到排除此局部故障的目的。
1故障现象
2013年暑假，在广州市技师协会的安排下，我有幸到广州广德宝汽车销售有限公司进行了为期15天的企业实践。企业实践过程中遇一维修案例，一辆宝马X6进厂维修，行驶里程54000km，2009年10月上牌，车主投诉车辆每次在行驶到140km/h以上速度时，发动机就会突然亮黄色发动机故障警告灯，再踩油门时就感觉发动机明显的加速无力现象，动力明显下降。车间技术主管先针对客户投诉问题进行了试车，试车员确认在高速行驶时再现了车主反映的故障现象，并发现在亮灯时感觉发动机有轻微抖动，发动机声音并无异常。在中低速行驶时则一切正常。
2故障原因分析
根据此车能正常中低速行驶，可推断发动机的机械部件功能正常，可先从其他方面检查入手。从常规外表检查看各管路正常，外表也未发现异常，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有：
(1)空气供给系统原因：由于空气滤清器未及时清洁产生堵塞，空气量不足将造成可燃混合气过浓，使得发动机功率下降。空气流量计、进气温度和进气压力传感器故障等也会造成发动机动力下降，加速无力。
(2)点火系统原因：点火正时失准，点火过早，引起可燃混合气早燃及爆震，使得功率下降;点火过迟，会造成可燃混合气在燃烧室内燃烧迟缓，发动机过热而功率下降。由于点火系统的故障，引起的火花塞断火或火花塞火花弱。
(3)燃油供给系统原因：由于油箱盖通气孔堵塞，使油箱内产生真空，燃油不易吸出，所供给的油量只能够维持发动机怠速和低速运转，当加大油门时，不能满足所需油量的供应，导致混合气过稀、发动机工作无力。使用低辛烷值的汽油，使用的汽油存放过久，由于挥发变质导致辛烷值过低，容易引起爆震，使发动机功率下降，加速性能变差。燃油高压系统里面的组件高压油泵以及油轨压力传感器故障都会导致加速性能下降。
3故障诊断与排除
3.1基本检查
针对以上故障分析，先对发动机空气供给系统进行检查。首先把空气滤清器拆卸下来，检查滤芯是否堵塞，发现滤芯还是新换不久的，灰尘并不太多，于是用风枪对其进行清洁。检查空气流量计、进气压力、温度传感器插头并无明显松脱。检查进气管路接口也都密封良好。紧接着对点火系统进行初步检查，检查点火线圈连接插头并无松脱，点火线圈胶套也并无烧蚀。用专用工具拆卸各气缸火花塞，火花塞状态良好，无烧蚀，基本无积碳，电极间隙正常。燃油系统中先检查燃油低压系统至发动机的管路连接，并无漏油渗油，检查高压油轨传感器插头连接良好。
3.2故障诊断仪检测
在静止状态下连接ISID，打开点火开关至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。大约五分钟后，车辆测试完成，进入故障存储器，出现：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，并且提示更换高压泵。启动发动机，在怠速工况下查看发动机工作数据，发现1～6缸的运行平稳性数据大致相同，可判断发动机运行良好。继续进入ISID的模块测试功能，检测计划提示进行油压测量。燃油系统低压端油压检测：接上油压表，检测低压油路在怠速时的压力，查阅维修资料得知低压侧正常压力为5～6bar。经多次检测，只要每次接通点火开关瞬间，燃油压力立刻为5.2bar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。用ISID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。接着，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2800～3400r/min，我们选择了3000r/min作为测试转数进行路试，尽量接近出现故障时的数据，查看其他系统是否有故障。通过数据分析发现发动机的进气，配气，点火，涡轮增压等系统均正常。根据故障点，判断故障原因应在燃油系统。
3.3燃油供给系统工作原理
通过查阅资料，我们知道宝马X6低压燃油供应部分和一般电喷车的燃油供油系统并无多大区别，由电动燃油泵提供油压(5～6bar)，油管接口处采用了快速接头。量控阀控制油轨中的燃油压力，DME控制单元通过一个按脉冲宽度调制的信号(PWM 信号)控制量控阀。根据PWM 信号许可不同大小的横断面，并调节相应负荷状况下发动机所需的燃油输送量，此外还能够降低油轨中的压力。诊断出系统中的故障时，例如油轨压力传感器失灵，量控阀被断电，燃油燃后会通过旁通阀到达油轨。
燃油从燃油箱处通过电动燃油泵EKP经供给管路以5bar预压输送至高压泵内，预压值通过低压传感器来监控，EKP根据需要输送燃油，如果该传感器失灵，EKP就会在总线端接通时以100%的输送功率继续输送燃油。燃油在持续运行的三活塞式高压泵内加压，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压电喷射器，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。实际达到的压力值通过高压传感器测量并发送至发动机控制单元，在对比共轨压力规定值和实际值后通过燃油量控制阀进行调节。
3.4故障排除
我们开始沿着供油油路慢慢排查原因，检查油箱油泵处线路正常，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，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。油轨压力传感器测量油轨中的当前燃油压力，而ISTA并无油轨压力传感器失效的相关提示，因此根据ISTA提示，决定更新高压油泵。由于高压油泵属于比较精密的部件，因此在拆卸的过程中一定要小心谨慎，做好相关部件保护以及人员保护措施。查阅相关宝马维修资料得知，高压油泵的安装在发动机缸体上，BMWN54发动机采用新一代汽油高精度喷射装置(HPI)，采用直接喷射装置时，喷射阀直接伸入燃烧室内，高压燃油(50至200bar之间)喷入燃烧室内。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。BMWHPI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，燃油在燃烧室内雾化，压缩涡流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。在更换前，先用冷风将发动机温度降低，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℃。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高速喷出，造成不必要的人员伤害。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或喷油器堵塞。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，就可以完全看到高压泵，开始对其进行更换。
更换完高压油泵、滤清器及清洗完油箱及油路后，添加清洁燃油，试车员又再次试车检查后，发动机没有再亮灯，也没有出现车辆进厂前客户所描述的高速时加速无力的情况，用ISID诊断仪器对其进行匹配学习后删除故障代码，确定故障排除。此次加速无力故障的原因主要是燃油系统的高精度喷射(HPI)进入了自我保护模式，如高压传感器数值不真实、供油控制阀故障、高压系统渗漏、高压泵故障以及高压传感器故障都会导致自我保护模式生效，发动机控制装置将喷射压力限制一定范围内。这时发动机故障灯点亮，主要表现为难启动，动力下降等故障。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。此次造成高压油泵损坏的原因是汽油油品不好，油箱内汽油不够洁净。
4总结与收获
现代汽车的技术含量越来越高，新结构新技术的广泛应用，在故障排除实际工作中，既要有基本的排查思路和专用的诊断电脑检测、专用工具拆装，还要厂家相关技术资料的支持。学习新结构新技术，灵活运用所有的资源，清楚知道车辆的各种技术标准，才能迅速地找出导致故障的原因。通过这次故障诊断与排除使我对发动机加速无力故障有了深入的了解，掌握了修车的基本思路。遇到问题，首先是要分析产生故障的原因，通过查阅相关资料了解相关技术参数，再利用故障诊断仪器快速准确地判断故障所在，这种做法将为我们的维修工作带来极大便利和帮助。
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