浅谈宝马发动机怠速发抖的故障一例

罗鹏程　杨海龙

【摘要】通过对一款宝马发动机，怠速发抖故障的检修与排除。论述缸内流场的改变对发动机的影响；以及本人在检修过程中的体会、见解。

【关键词】怠速发抖故障;诊断;排除;稀燃发动机;分层稀混合气燃烧;缸内流场

本文通过简述检修宝马E32 740IL轿车，怠速发抖故障的诊断与排除的全过程；论述了本人对采用进气道喷射稀燃技术发动机概念的理解，并分析了影响进气道喷射稀燃技术发动机正常工作的一些因素。

１．故障现象

一台宝马740IL轿车，报修该车在发动机怠速时感觉车身抖动，踩刹车挂档时感觉更明显些，冷车时稍好一点。停车等候或等红灯时，坐在车上感觉像有人在快速轻摇车身，所以非常不舒服。行驶中或轻轻空踩油门，抖动就消失。该车新车买回不到一年，已经行驶32000公里。两个月前开始感觉有很轻微抖动，接下来感觉越来越明显；一直到两星期前，感觉抖动的强度才没有继续变化。

调出该车的维修记录。发现该车从2000公里保养开始，一直都在我厂做保养，期间除了做基本的保养项目外，都没有其他的维修记录。说明该车的保养工作及车况一直良好。于是维修部经理派工，由我带领的维修小组施工维修。

2.故障诊断

该车是1993年5月出厂的E32宝马740IL大陆版豪华轿车，配备了顶置双凸轮轴32气门，实际排量3982cc，压缩比为10：1的V8 M60B40发动机。接到维修任务后，在观察发动机的工作状态时，我发现该发动机怠速运转时比其他的M60发动机抖，手触摸发动机感觉抖动比较有规律和密集，不像是单缸不工作。坐在车内感觉像车子有上下摆动，挂档开空调更明显。轻踩油门到1000转以上，抖动基本感觉不到。

用宝马原厂的检测电脑MODLE2对该车进行检测，我发现该车各系统均没有故障码，系统正常。接着对发动机的数据流进行了读取并分析，其数据如下表：

最后又从新整理思路，把整个过程清理了一遍，觉得该故障引起的原因不在外部，应该是发动机内部引起的故障。只能通过解体发动机详细检查了。

通过解体发动机，发现除了在4、7缸的缸壁上都有几道长短不一较浅的划痕外，其它零件都符合原厂的技术标准。经过和香港驻厂技术指导的研究分析。引起缸壁上出现划痕的原因，应是因为该发动机采用了全铝合金的缸体，缸壁没有采用通常的镶缸套方法，而是在加工好的缸壁上喷涂上一层耐磨特殊金属涂层。可能在生产过程中，该缸体在喷涂时产生了质量问题。使发动机在使用过程中该涂层产生了剥落现象，从而导致了缸壁上划痕的产生。而该发动机应是运用了稀薄燃烧的原理。由于缸壁出现了划痕导致了缸内燃烧流场的改变，从而使点火时火花塞周围的混合气浓度不够，影响了混合气的燃烧质量，因而使得该缸工作不正常。而且是两个缸工作不正常，最终导致了发动机的抖动故障。而发动机冷车时由于混合气较浓，相对的混合气燃烧质量较好一点，所以冷机时发动机的抖动相对轻微。在加速时各汽缸的做功行程时间缩短，因而振动的感觉就不明显了。

3.故障排除

有了这样的结论，再者该车还在保修期内，于是我们将情况和划痕照片上报德国总厂，并提出了索赔要求。很快德国总厂就有了回复，证实了我们的推论，并发来了全新的缸体总成，还要求我们将旧中缸发回德国总厂，以便进一步研究。

发动机安装完毕装车试验，故障消失发动机状态良好。

此后德国总厂为我们维修中心配备了电子窥缸镜，以便日后再有出现这种故障，就可快速的判断是否由于中缸涂层脱落而引起。之后一年里，我们更换了由于该原因引起的索赔缸体总成约有四十多个。

4.原理分析

要了解稀薄燃烧，就先要了解发动机的空燃比。所谓空燃比是指在发动机进气冲程中吸入气缸的空气与燃油（汽油）重量之比，也就是说，混合气中的空气与燃油的比例称为空燃比。 汽油与空气混合燃烧时，空气量过多或者过少都不能有效进行燃烧。汽油完全燃烧所必需的空气比例，可以根据理论计算得到，并称之为理论空燃比。具体地讲，一份汽油对14.7份空气。因此理论空燃比为14.7。必须根据发动机的工况改变空燃比。在带有三效催化转化器的发动机中，发动机必须调整到理论空燃比，14.7∶1。在部分带节气门开启时，一般发动机以较稀薄的混合气，即空燃比在15－16∶1范围内运转，但在稀薄燃烧发动机中，将以更为稀薄的混合气，即空燃比大于18。稀薄燃烧就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：18以上。稀燃发动机是指能燃用空燃比(a)为 18：1或更稀混合气的汽油机。

稀薄燃烧技术的最大特点就是燃烧效率高，经济、环保，同时还可以提升发动机的功率输出。因为在稀薄燃烧的条件下，由于混合气点火比理论空燃比条件下困难，暴燃也就更不容易发生，因此可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率，再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧，所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

汽油发动机实现稀燃的关键技术归纳起来有以下三个主要方面：

4.1提高压缩比

采用紧凑型燃烧室，通过进气口位置改进使缸内形成较强的空气运动旋流，提高气流速度；将火花塞置于燃烧室中央，缩短点火距离；提高压缩比至13：1左右，促使燃烧速度加快。

4.2分层燃烧

分层稀混合气燃烧，这种燃烧方式主要是通过控制混合气的浓度分布来实现的，其在火花塞附近混合气比较浓，空燃比约 为12～13，保证可靠的点火，在其余大部分区域混合气较稀，空燃比在20以上。

而该宝马740IL发动机采用了进气道喷射稀燃技术。在进气道喷射发动机上实现稀薄燃烧的重要技术主要在于缸内有适当的涡流存在、最佳燃油喷射时间的控制以及全区域空燃比控制。而当汽油机采用进气道喷射稀燃技术时，燃油喷射须与气流运动相结合。依进气流动形式不同分为涡流分层和滚流分层两种技术。涡流进气可实现混合气在缸内轴向分层，在一个或两个气门不对称进气时，混合气在缸内将形成斜轴涡涡流。混合气分层的控制因素是进气涡流和喷射定时。涡流起维持混合气分层的作用，喷油定时决定着浓混合气区在缸内的位置。一般认为，进气初期喷油，燃油先进入缸内下部，随着活塞的运动在缸内均匀分布；进气后期喷油，浓混合气在缸内上部且维持到点火时刻。稀燃极限与喷油定时关系很大，只有在进气行程的某一区段喷油，才能实现理想的混合气分层。

4.3高能点火

5.结束语

通过这次故障的检查和分析到排除。使我深深地体会到，由于现代科技的飞速发展，汽车结构和应用技术越来越先进。作为一名合格汽车维修工，需要不断的学习充实自己，而且要头脑灵活思路清晰，才能追赶上科技的潮流，不断地进步。

由于本人的水平和经验有限，文中难免存有错漏和不足，恳请各专家、教授、同行批评指正。[科]

【参考文献】

［１］山西车用发动机研究所.车用发动机.兵器工业车用发动机专业情报网,2004,(6).

［２］袁守利,杜传进,颜伏伍,侯献军．车用汽油机实现稀薄燃烧的技术措施．武汉理工大学．