张登裕

（杭州技师学院，浙江 杭州 311500）

1　故障现象

一辆2014年款宝马X1 xDrive 20i，搭载N20发动机，行驶里程为27369km，行驶过程中排气管“突突”噪音很大，热车后稍微小点，同时伴有发动机抖动的故障现象。

2　分析故障

接车后进行试车，发现客户描述故障确实存在。连接ISTA系统进行车辆测试，无相关故障码。

3　故障诊断

①针对发动机抖动的故障现象，我们首先读取各气缸的平稳性数值，如图1所示，发现2缸的平稳性数值较大，其他缸的数值正常。初步怀疑2缸工作不良，而并非完全不工作。某缸工作不良的原因有点火性能差、混合气溶度不正常、气缸压缩压力不正常等。

图1　各气缸的平稳性数值

②根据由简到难的原则，我们分别调换2缸与3缸的点火线圈、火花塞和喷油器，故障并没有因此而转移，2缸的平稳性数值仍然偏大。说明4缸的点火线圈、火花塞和喷油器均完好。

③检查2缸气缸压缩压力，压缩压力正常。

图2　2缸和3缸的喷油波形

④使用IMIB测量各缸喷油器的喷油波形，2缸和3缸的喷油波形如图2所示。对比两个缸的喷油波形，发现2缸的喷油脉宽明显比3缸的要宽。导致2缸喷油脉宽较其他缸宽的原因可能有2缸进气量较其他缸多、发动机模块DME有故障等。

⑤使用IMIB测量各缸的点火波形，2缸和3缸的初级点火波形如图3所示。对比两个缸的初级点火波形，发现2缸的燃烧时长明显比3缸短。混合气的燃烧速度与混合气溶度、燃烧温度、气缸压缩压力等因素有关。初步判断由于混合气过稀导致燃烧速度过慢，从而导致2缸燃烧时长较其他缸长。

图3　2缸和3缸的初级点火波形

⑥至此，结合2缸的喷油脉宽和初级点火波形，我们可以判断出由于2缸的进气量过多导致2缸工作不良，从而导致发动机抖动。考虑到只有2缸工作不良，基本排除进气系统漏气、曲轴箱通风阀泄露等原因。宝马N20发动机的进气量调节由节气门、可变配气相位系统（VANOS）和电子气门（Valvetronic）共同完成。因此，诊断的思路转移到VANOS和Valvetronic。

⑦尝试性断开Valvetronic伺服马达插头，发现故障消失，怀疑Valvetronic系统出现故障。拆解发动机气缸盖罩，发现进气凸轮轴、中间杠杆和中间推杆异常磨损，如图4所示。至此，故障点完全确认。由于2缸中间杠杆的偏移导致2缸的气门升程增大，进而引起2缸的进气量过大，混合气过稀，最后导致发动机抖动。

图4　进气凸轮轴、中间杠杆和中间推杆异常磨损

⑧更换进气凸轮轴、中间杠杆、中间推杆和气缸盖。试车，发动机运转平稳，故障排除。

4　总结

故障车辆出现发动机抖动的故障，并且无故障码，通过读取各缸的平稳性数值判断出2缸工作不良。采用互换法排除点火线圈、火花塞和喷油器的故障，再通过测量喷油波形和初级点火波形，判断出由于2缸进气量过大导致发动机抖动。最后，经过分析将故障点锁定在Valvetronic系统，并通过拆解气缸盖罩，找到故障点，即进气凸轮轴、中间杠杆和中间推杆异常磨损。