宝马740Li发动机功率不足加速无力故障的诊断与排除

温福军，王尚,黄剑

(广东交通职业技术学院，广东广州 510642)

宝马740Li发动机功率不足加速无力故障的诊断与排除

温福军，王尚,黄剑

(广东交通职业技术学院，广东广州 510642)

针对一台2009年的宝马F02 740Li的发动机功率不足、加速没力跑不起来的故障，结合宝马F02 740Li的N54发动机工作原理跟特点，以及客户车辆使用与维修过程等信息，全面分析了电气电路、机械原理、机械部件磨损特点，逐一排除故障原因后彻底排除故障。

发动机；功率下降；故障诊断

0 引言

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，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更换总成，经济上不合算，因此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，以达到排除局部故障的目的。以一例宝马740Li车型发动机功率不足加速无力故障的诊断与排除为例，期望能为维修此类发动机提供参考。

1 故障现象

宝马740Li车型报修，行驶里程94 000 km，2009年10月上牌。故障现象：发动机声音沉闷，发动机动力不足，尤其在急加速爬坡行驶时感觉动力不足，加速不良；当猛踩油门拉高转速时，仪表板就会突然亮发动机故障警告灯。

2 带有N54发动机的车辆功率不足的原因分析

2.1 发动机本身故障

N54发动机本身带有喷油系统(见图1)、点火系统、进排气等系统，相关电气电路故障、机械磨损等原因导致发动机无法输出正常功率。

(1)喷油油路不畅，低压管道无法持续保持压力、高压管道无法提供发动机所需的动态的适当的喷油压力。喷油阀磨损或控制喷油的相关电气线路或电子系统本身不兼容存在故障导致无法正常喷油。N54用的是压电式缸内直喷喷油器，这种喷油器喷油时使用压电元件把针阀顶开形成一个环形间隙喷出燃油，这样喷油器喷射雾化效果好，但喷油器由于本身结构特殊，被顶开的锥形针阀处容易磨损，造成喷油器泄油，发动机混合气过浓，甚至出现冷车难着车现象。

(2)点火时刻不正时，导致发动机产生轻微爆震等使发动机无法正常输出功率。发动机长期烧水或者烧机油，火花塞烧蚀，火花塞点火能量不足，各缸点火能量不一，导致发动机各缸功率不平衡，从而发动机无法总体上正常输出功率，点火相关电气线路及电子系统故障导致发动机无法输出正常功率。

(3)进排气不顺畅也会导致发动机功率不足。进气量是决定发动机电脑计算负荷概念的重要信息。N54发动机进气重要部件是VANOS调整单元及相对应调节电磁阀，还有Valvetronic调节伺服电机、偏心轴传感器等。作为一个高效动力发动机，曲轴通风装置与真空供应装置也是特别重要的角色，曲轴通风系统在很多发动机身上都导致特严重的烧机油，因为高效动力发动机缸内压力本身就大，而且压力值变化也大，曲轴通风堵塞不畅也会导致发动机功率损失。真空装置在发动机电控系统中的应用较多，很多利用真空的部件，例如增压装置及制动装置，其相关电磁阀出故障或者真空泵本身不行，或者真空管道泄漏，发动机进入应急模式，就无法输出高效动力。如图2所示，N54的双涡轮涡管增压系统是高效动力的一个重要系统，涡轮相关的电磁阀一出现问题，进入保护模式后就特耗油。发动机排气系统顺畅与否也是重要的一个因素，如好多改装车在改装过排气管后都会出现低转速功率丢失大的现象，即使再好的改装店也避免不了在一定程度上牺牲一定的发动机功率。

2.2 发动机缸压轻微不足

发动机三要素中包括发动机要有足够的压缩压力，压缩压力不足导致的常见的障现象有活塞环的密封不良、气门密封不良、气门座圈烧蚀或不密封或已经脱落、气门弹簧工作不良、活塞环咬死或磨损后间隙大等。发动机如果里程高，声音较沉闷，跑起来没异常，进店检查就必须用缸压表检查缸压，当然不能排除有其他因素，有很大可能是发动机内部已经磨损了，必须报大修，换曲轴轴瓦活塞环，更换密封元件，彻底解决发动机串气、漏气、漏油等问题。

2.3 发动机的运行环境差

发动机温度过高，水泵、节温器工作不良，冷却系统水垢多，发动机运行温度过高，无法输出正常功率。发动机空气滤清器过脏，长期不换，起不到过滤作用，导致发动机内部较脏，产生油泥，使发动机运行环境差。水温传感器存在故障，导致DME无法监控到准确信息，无法完全正确控制喷油量而启动一定的应急模式，或者空调系统失常，压缩机一直大功率工作，导致发动机功率流失。

2.4 底盘存在故障

例如制动拖滞、离合器打滑、轮胎气压过低、传动轴存在磨损损坏等异常情况导致车辆跑不起来。宝马X系列的某些车辆，常见的是前传动轴磨损较快，传动轴前后法兰的万向节产生间隙、油脂过多渗出，或者是严重锈蚀等导致传动轴没法正常传动动力。某些恶劣情况下，严重的话还会导致有传动轴断裂的安全隐患，车辆无法正常行驶。

3 故障诊断与排除

维修人员接车后，首先确认故障现象。发现发动机声音较其他N54要沉闷许多。客户所反映的故障现象涉及范围较为广泛，加上车辆底盘检查也未见有明显的异常情况，甚至发动机并没有什么严重的漏油迹象，底盘很干净。根本无法立马确定故障点所在，于是先用电脑ISID检测，读取故障代码，故障代码如图3所示。

观察故障列表，当前存在的故障有一缸、三缸喷射装置被关闭，二缸喷射阀的是历史故障码，故障开始出现的里程都差不多。该车之前只换了二缸喷油器，其他喷油器未作更换。带着这个问题再次仔细咨询车主，原来是之前维修时索赔不了3个喷油器，加上缸内直喷的喷油器拆装匹配等又麻烦，所以就只换了二缸喷油器。

拆开发动机气门室盖罩上护板，起动发动机，车辆怠速运行，用手摸，发动机较其他发动机来说确实闷，还感觉有点抖，原地慢慢踩油门到发动机转速到3 500 r/min时也没有亮灯，转速也是正常逐渐上升。再次读取故障代码，还是存在“熄火，气缸1：喷射装置被关闭”、“熄火，气缸3：喷射装置被关闭”等故障码，电脑监测过后也没发现相关电子电路问题，火花塞又都换过，拆出来看后也没见异常。调换了一、三缸喷油器后，再对故障车进行路试，发现怠速下正常，但水平路面正常车速下感觉还是不够力，当猛踩油门拉高转速时仪表盘上的发动机故障灯亮了。

路试后，重新连接诊断电脑用ISTA进行诊断，ISTA诊断后显示的故障代码如图4所示。

再次分析故障码可看出喷油器调换后故障已经解决，但是电脑显示有增压模块的问题。按电脑生成的增压系统相关监测计划执行后也没发现增压电气系统有问题，查阅DMH(一种宝马售后服务系统，可以查阅车辆在宝马经销商售后服务部所做的保养及维修项目)，该车没有更换过增压模块的电气动转换阀。维修人员怀疑是否转换阀本身有问题，于是更换电气动转换阀，试车，还是一样的故障代码，说明原电气动转换阀应该没有问题。

再次检查，真空泵无漏油等异常现象，真空管未见泄漏，目测增压器外表及空气管路均未发现异常。排除这些问题后，考虑是否排气出现问题，于是拆下排气管检查三元催化器，发现接在发动机第一列排气管被烧穿了(见图5)。

再拆开涡轮增压机，发现与发动机第一列气缸相对应的位置被烧黑了(见图6)。另外，还发现了排气管后段一堆三元催化的残渣(见图7)。

至此，故障问题非常清楚。先是喷油器损坏，导致喷油器没法在适时给予适当的喷油量，发动机各缸功率根本无法一致，也就无法正常输出功率，进而因为车主用车频繁没来得及及时维修好这个问题，造成车辆长时间的混合气过浓，导致第一气缸列的三元催化器烧坏了，加重油门，就亮废气排放灯。也许因为喷油长时间过浓电脑已适应或者前后氧气触媒传感器本身被烧坏工作不良了，否则前氧传感器跟后氧传感器正常应该很敏感的。

进一步理清故障原因及思路。车辆行驶了八、九万km左右时一、二、三缸的3个喷油器均已一定程度磨损损坏，初到店维修时因为该店只能给予索赔一个较先出现磨损损坏的二缸喷油器，前维修工没有强烈要求更换一、三缸喷油器，车主也没自费换一缸和三缸的喷油器，一、三缸喷油器一直在泄油，一缸和三缸喷油器过度喷油，也没有及时处理好，加上客户用车又频繁，工作忙也没有注意到车辆一天一天在恶化，导致发动机过长时间的混合气过浓，频繁使用导致烧坏了第一气缸列的废气涡轮增压器和三元催化转换器。

4 车辆使用注意事项

宝马N54发动机是高效动力发动机的典型代表，带有压电式喷射阀，打开时的环形间隙能让喷进气缸的燃油雾化更好，使燃烧更充分，但容易磨损，驾驶习惯不好(一脚油门一脚刹车)的话会加快喷油器磨损。

另外，车辆有故障要及时维修，免得小故障没处理好，反而导致大部件也跟着损坏了。

5 总结

通过参与维修这台F02，从技术上，对车辆有了更进一步的了解和体会，知道了车辆维修资料和诊断标准流程的重要性；当看到故障现象扑朔迷离时，要根据诊断仪器细心排查，也不可过分依赖诊断仪器及过去的维修经验，要根据事实情况进行逻辑分析排除故障。当然，在4S店，有时候因为客户急着要提车，无法认真研究车辆动态数据流等来综合分析故障，可以初步确定后采取调换元件的快速方法来确定故障所在。对于此故障车，如果仔细研究数据流，不难看出前后氧传感器电压异常，这也是店里有时维修车辆时的不足之处。

通过此次故障诊断与排除，更重要的是知道汽车服务行业从业人员必须要秉着服务于人的理念认真工作，对于难诊断的项目,应该跟车主道明车辆的实际情况，不能为了自己工作方便且能赚工时导致车主车辆故障现象更加严重以致更多部件受损。

【1】宝马中国.N54发动机培训教材[M].

【2】深圳市驰宝汽车销售服务有限公司.售后技术培训(案例分析)[M].

【3】宝马电脑ISID诊断系统ISTA版本3.48.

Trouble Shooting and Eliminating in Accelerating Fault of BMW 740Li Engine

WEN Fujun, WANG Shang, HUANG Jian
(Guangdong Communication Polytechnic,Guangzhou Guangdong 510642,China)

A phenomenon that the power was deficiency and the car accelerate didn’t run up in one BMW 740Li car manufactured in 2009 was introduced. Combining with the BMW 740Li N54 engine’s operation principle, characteristics, and customer information such as vehicle use and maintenance process, the electrical circuit, mechanical principle, and mechanical parts wear characteristics were analyzed comprehensively. The causes of the fault were eliminated one by one. Then a thorough troubleshooting was made.

Engine; Power loss;Trouble shooting

2016-04-21

广东省交通运输厅科技项目(2013-02-092)；广东省高等学校优秀青年教师培养计划(Yq2013197)

温福军，男，博士生，研究方向为车辆技术与装备。E-mail：wenfujun1@163.com。

文献标志码：A 文章编号：1674-1986(2016)06-078-04