廈門工商旅游學(xué)校 陳福城

故障現(xiàn)象一輛累計行駛里程約為14萬km的2012年產(chǎn)寶馬X3車，搭載N20發(fā)動機和ZF 8速自動變速箱，客戶反應(yīng)發(fā)動機故障警告燈異常點亮且車輛出現(xiàn)動力不足的現(xiàn)象。

故障診斷接車后首先試車，確認(rèn)故障現(xiàn)象屬實。連接故障檢測儀讀取發(fā)動機控制單元故障代碼，讀取到的故障代碼如圖1所示。刪除故障代碼后再次試車，故障代碼未再次出現(xiàn)，車輛狀態(tài)恢復(fù)正常，說明該故障為偶發(fā)性故障。

圖1 讀取到的故障代碼（截屏）

根據(jù)故障現(xiàn)象，對讀取到的故障代碼進行分析。故障代碼1D2404為電子節(jié)溫器相關(guān)故障，寶馬車的N20發(fā)動機普遍存在電子節(jié)溫器易壞的故障，該故障會造成車輛電子節(jié)溫器調(diào)節(jié)能力下降，但由于電子節(jié)溫器仍具有傳統(tǒng)機械式調(diào)節(jié)的功能，因此該故障代碼不是車主反映故障的主因；故障代碼130308為寶馬車氣門可變調(diào)節(jié)系統(tǒng)（VANOS）排氣側(cè)相關(guān)故障，當(dāng)VANOS失效時，寶馬車的電子氣門升程可變系統(tǒng)（Valvetronic）會同時進入失效模式，車輛速度調(diào)節(jié)回歸到傳統(tǒng)的節(jié)氣門控制模式，并且配氣相位恒定不可調(diào)，該故障顯然會引起發(fā)動機故障警告燈點亮及功率下降，與車輛的故障狀態(tài)相符合；故障代碼120408為故障代碼130308出現(xiàn)后車輛增壓功能主動抑制的故障。綜合上述分析，重點應(yīng)從VANOS故障入手維修，但該車故障為偶發(fā)性故障且VANOS系統(tǒng)涉及的部件較多，故障排除相對比較復(fù)雜。

寶馬車的氣門控制技術(shù)包括進排氣氣門相位控制的VANOS系統(tǒng)和氣門升程可變控制的Valvetronic系統(tǒng)，當(dāng)VANOS系統(tǒng)失效后，Valvetronic系統(tǒng)也同時失效。VANOS系統(tǒng)主要由傳感器系統(tǒng)（曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器及其他采集發(fā)動機運行工況的傳感器）、控制單元（發(fā)動機控制單元）、執(zhí)行機構(gòu)（正時鏈條及張緊系統(tǒng)、由油壓驅(qū)動的VANOS鏈輪、VANOS控制電磁閥、VANOS機械閥體）組成。寶馬車N20發(fā)動機較N52發(fā)動機、N46發(fā)動機有所改進，采用VANOS控制電磁閥直接插入VANOS鏈輪中心，由VANOS控制電磁閥推動VANOS機械閥體運動，從而改變控制機油的流量，達到控制氣門正時的作用。

由于進排氣側(cè)VANOS控制電磁閥型號一致，可以采用對調(diào)法進行試驗，進排氣側(cè)VANOS控制電磁閥如圖2所示。首先對調(diào)該系統(tǒng)的2個VANOS控制電磁閥，對調(diào)后讓車主繼續(xù)正常使用車輛，直至故障再次出現(xiàn)后再進廠維修，3天后故障重現(xiàn)，車輛故障代碼與上次檢測到的故障代碼相同，沒有出現(xiàn)VANOS故障轉(zhuǎn)移至進氣側(cè)的現(xiàn)象，因此排除之前對調(diào)的VANOS控制電磁閥損壞的可能性。

圖2 進排氣側(cè)VANOS控制電磁閥

由于該系統(tǒng)涉及的部件較多，需要進行系統(tǒng)的分析，筆者采用故障樹分析法對其進行分析，首先把影響VANOS系統(tǒng)調(diào)節(jié)的4大因素找出來，要求不能有遺漏，使用故障樹進行故障診斷時，優(yōu)點在于診斷邏輯嚴(yán)密、完整，如果系統(tǒng)主干或枝干發(fā)生遺漏，則可能出現(xiàn)遺漏故障的后果，失去故障樹分析的診斷價值。VANOS排氣側(cè)故障的故障樹如圖3所示。

該故障樹共列出9個部件（系統(tǒng)）可能發(fā)生故障，經(jīng)前述檢查，排除VANOS控制電磁閥故障、線路故障和主油路機油壓力故障，剩下可能的故障點還有以下6處：缸蓋上部油道堵塞；軸承蓋磨損；VANOS排氣側(cè)鏈輪故障；VANOS機械閥體故障；正時鏈條拉長；正時附屬/張緊系統(tǒng)損壞。

對剩余6處可能的故障點進行檢查，檢查情況如下所列。

（1）檢查車輛上部主要油道，并從VANOS排氣側(cè)鏈輪供油油道反向用氣槍疏通，未發(fā)現(xiàn)堵塞。

（2）檢查與VANOS油壓直接相關(guān)的排氣側(cè)第一道軸承蓋，未發(fā)現(xiàn)有異常磨損，如圖4所示。

（3）VANOS排氣側(cè)鏈輪未解體，對其進行外觀和晃動基本檢查，未發(fā)現(xiàn)問題，但無法排除故障的可能性，此故障點可能性暫保留。

（4）手動檢查VANOS機械閥體，未發(fā)現(xiàn)閥體、回位彈簧等有明顯異常，但該檢查方法缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，此故障點可能性也保留。

（5）正時鏈條拉長的檢查，與新鏈條比對存在一定的拉長。鏈條拉長有個特性，鏈節(jié)越多累積伸長量就越多。由于N20發(fā)動機的排氣凸輪軸鏈輪在進氣凸輪軸鏈輪的左邊，以曲軸正時齒輪為起始點，從鏈條張緊邊算，曲軸正時齒輪到排氣凸輪軸鏈輪所含的鏈節(jié)比到進氣凸輪軸鏈輪所含的鏈節(jié)多，因此累計的伸長量更大，排氣側(cè)的氣門相位對比初裝狀態(tài)可能會產(chǎn)生更大的滯后，有可能會造成本故障的發(fā)生。

（6）對正時附屬/張緊系統(tǒng)進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

根據(jù)上述檢查情況制定修理方案。剔除可排除的選項，剩余的可能故障點有：正時鏈條拉長、VANOS排氣側(cè)鏈輪、VANOS機械閥體。由于該車實際里程數(shù)較多，正時鏈條已有拉長，且維修已經(jīng)解體至正時系統(tǒng)，因此建議更換正時鏈條；針對VANOS排氣側(cè)鏈輪和VANOS機械閥體，以筆者經(jīng)驗判斷VANOS排氣側(cè)鏈輪的故障可能性比VANOS機械閥體高的多，此時如果再做進一步診斷則代價超出更換兩者部件，所以采用折中的辦法，只更換VANOS排氣側(cè)鏈輪，將排氣側(cè)VANOS機械閥體與進氣側(cè)對調(diào)，若維修后發(fā)現(xiàn)故障變?yōu)檫M氣側(cè)，再重新拆開正時系統(tǒng)進行維修（可能性?。?。綜合考慮上述各因素，最后維修方案定為：更換正時鏈條、VANOS排氣側(cè)鏈輪，對調(diào)進排氣側(cè)VANOS機械閥體。

圖3 VANOS排氣側(cè)故障的故障樹

圖4 排氣側(cè)第一道軸承蓋連接處

故障排除車輛按上述方案維修后，通過1個月的隨訪觀察，故障未再次出現(xiàn)，故障徹底排除。

故障總結(jié)寶馬車N20發(fā)動機發(fā)生VANOS進氣側(cè)/排氣側(cè)相關(guān)故障一直以來對維修技師來說都是個較頭痛的問題，其涉及系統(tǒng)龐大且實際發(fā)生故障的部位較離散，盲目或憑經(jīng)驗維修，經(jīng)常會解決不了問題。鑒于此類狀況，故障樹分析法提供了一種更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑\斷維修方法，即使在實踐這種方法時出現(xiàn)判斷失誤，通常也可以在原來的故障樹基礎(chǔ)上，研究故障樹遺漏，而不至于回到原點。因此掌握故障樹分析法對于解決汽車維修的疑難問題，具有很高的應(yīng)用價值，值得推廣。