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2007款宝马325i车发动机无法起动故障排除

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发表于 2020-3-11 12:44:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
以下文章来源于汽车维护与修理,作者:叶正祥
故障现象

一辆2007款宝马325i车(车型代号为 E90),搭载N52发动机,累计行驶里程约为12万km。该车因发动机起动困难、加速无力的故障现象在其他修理厂进行维修,维修人员根据故障检测仪(ISTA)的提示先后更换了气门伺服电动机和偏心轴位置传感器,故障不但没能排除,反而更加严重,现在发动机无法起动了,于是将车转至我厂进行维修。

故障诊断

接车后试车,起动发动机,起动机运转正常,但发动机无法起动着机。用故障检测仪检测,读得很多故障代码,筛选出能够引起发动机无法起动的故障代码如图1所示。分析故障代码,认为该车故障是由偏心轴位置传 感器信号异常引起的。读取偏心轴角度数据,发现偏心轴的实际角度和标准角度相差很大,说明偏心轴位置传感器信号确实异常,推断可能的故障原因有:偏心轴位置传感器及其线路故障;发动机控制单元(DME)损坏。 1.jpg

查看维修资料得知,偏心轴位置传感器按照磁阻效应原理工作,其内部有2个相互独立的角度传感器,角度信号通过串行接口传递至 DME。查看偏心轴位置传感器控制电路(图2) 得知,偏心轴位置传感器导线连接器X60253上连接了8根导线,其中端子6对应供电线,端子4 对应屏蔽线,端子5对应搭铁线,剩余6根导线的作用看不出来。进一步查看维修资料得知,偏心轴位置传感器导线连接器X60253端子1和端子3对应的导线均为偏心轴位置传感器内部角度传感器1的信号线(2个信号线的标注有区别,端子1标注为P_CS1S,端子3标注为 T_DAT1S),端子7和端子9对应的导线均为偏心轴位置传感器内部角度传感器2的信号线(2个信号线的标注有区别,端子7标注为P_CS2S,端子9标注为T_DAT2S),端子8 对应的导线为偏心轴位置传感器的节拍时钟信号线(导线标注为P_CLKS)。根据上述信息还是不明白偏心轴位置传感器的工作原理,为避免盲目诊断,笔者决定使用示波器采集正常N52发动机的偏心轴位置传感器信号并进行分析。

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首先用示波器分别测量正常N52发动机的偏心轴位置传感器端子1(对应P_CS1S信号)和端子7(对应P_CS2S信 号)上的信号(图3),发现这2个信号均是由DME发出的 0 V~5 V参考信号,即使脱开偏心轴位置传感器导线连接器,信号也不会变化;再分别测量偏心轴位置传感器端子3(对应T_DAT1S信号)和端子9(对应T_DAT2S信号)上的信号(图4),发现这个2信号均为偏心轴位置传感器反馈的 0 V~5 V信号,一旦脱开偏心轴位置传感器导线连接器,信号就会消失,且这2个信号发生的区间是在P_CS1S信号和 P_CS2S信号处于低电平的时候;再同时测量偏心轴位置传感器端子3(对应T_DAT1S信号)、端子8(对应P_CLKS信 号)和端子9(对应T_DAT2S信号)上的信号(图5),发现节拍时钟信号是由DME发出的0 V~5 V的信号,即使脱开偏心轴位置传感器导线连接器,信号也不会变化,且T_DAT1S 信号和T_DAT2S信号发生的区间与节拍时钟信号相对应。


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总结上述测量结果可知,偏心轴位置传感器端子1、端子7和端子8负责接收DME的输入信号,这3个信号在脱开偏心轴位置传感器导线连接器或加速时不会发生变化;端子3和端子9负责向DME发送偏心轴位置信号,这2个信号在加速时会发生变化,在脱开偏心轴位置传感器导线连接器时消失,并且这2个信号发生的区间要与端子1、端子7和端子8上的信号同步。


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既然该车故障代码提示偏心轴位置传感器信号异常,而现在已经弄明白了偏心轴位置传感器的工作原理,那么接下来决定用示波器测量该车偏心轴位置传感器的信号。将探头连接在偏心轴位置传感器导线连接器上(图 6),用示波器同时测量故障车偏心轴位置传感器端子1、端子3、端子7和端子9的信号(图7),没有发现异常;用内六角扳手转动气门伺服电动机(图8),改变偏心轴位置,发现端子9的信号发生了变化,而端子3的信号无变化(图9),异常,正常情况下这2个信号均应发生变化,由此可知偏心轴位置传感器内部的角度传感器1损坏,这说明维修人员更换的偏心轴位置传感器配件质量有问题。将维修人员更换下来的原车偏心轴位置传感器装复后再次测量,发现端子3 和端子9的信号起始电压均为4 V左右(图10),异常,正常情况下的信号起始电压应均为0 V。诊断至此可知,原车的偏心轴位置传感器和维修人员更换的偏心轴位置传感器均损坏(图11)。


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故障排除

重新更换偏心轴位置传感器,偏心轴位置传感器的信号恢复正常,说明更换的偏心轴位置传感器正常。用故障检测仪学习电子气门控制系统限位后试车,发动机起动正常,且运行也正常,故障排除。

故障总结

如果用万用表诊断该车故障,诊断过程可能会是这样的:用万用表测量偏心轴位置传感器的供电和搭铁,均正常;测量偏心轴位置传感器信号线的导通性,均正常;更换偏心轴位置传感器(假设配件质量有问题)后试车,故障依旧;更换DME后试车,故障依旧。由于万用表无法测量偏心轴位置传感器的信号,再加上现在汽车配件市场鱼龙混杂,若维修人员只会采用“故障检测仪+万用表 +换件”的维修诊断方法,有时会感到很无奈。故障检测仪提示某传感器的信号异常时,涉及到信号的采集者(传感 器本身)、信号的接收和处理者(控制单元)及信号传递线路。一般情况下,用万用表只能测量传感器的供电、搭铁及电阻,无法测量传感器的信号,因此在排除传感器外围线 路存在故障的可能后,选择更换传感器或控制单元。

由于这种维修诊断方法属于排除法,一旦更换的传感器质量有问题,维修人员是无法察觉的,然后会把相关联的部件都更换一遍,如果故障仍未排除,此时才会意识到更换的部件可能存在质量问题,然后再一个一个更换。多次更换同一配件后才将故障排除的经历,大多数维修人员应该经历过。虽然维修经验丰富的维修人员已经对配件质量有了提防心理,但这种诊断方法还是让他们觉得心理没底。

运用示波器可以采集传感器、执行器及通信线路的工作信号,让维修人员用控制单元的视角来诊断故障,一切用数据说话,诊断起来就不再盲目了。运用示波器诊断故障的难点在于对信号的分析,万事开头难,只要维修人员平时多采集信号、分析信号,时间久了,分析信号的能力自然就变强了,而在熟悉了某个传感器或执行器的工作信号后,在诊断相关故障时,就能够实现“秒杀”。

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在诊断完该车故障半个月左右,有一辆2011款宝马730Li车(搭载N52发动机)进店维修。客户反映,该车偶尔起动困难,且发动机故障灯异常点亮。用故障检测仪检测,读得的故障代码如图12所示。分析故障代码,笔者认为该车故障也是由偏心轴位置传感器信号异常引起的。用示波器同时测量该车偏心轴位置传感器端子1(P_CS1S信号端子)、端子7(P_CS2S信号端子)、端子8(P_CLKS信号端 子)和端子9(T_DAT2S信号端子)的信号(图13),发现端子9的信号异常,由此判定偏心轴位置传感器损坏。更换偏心轴位置传感器并学习电子气门控制系统限位后试车,故障排除。


观看下方视频讲解

作者:叶正祥,Tech Gear 汽车诊断学院汽车免拆诊断专家,现任余姚东江名车专修厂厂长兼技术总监,被聘为哈弗汽车区域技术专家;2015 年获得首届中国汽车诊断师大赛总决赛三等奖;2016 年取得中国汽车工程学会汽车诊断专业领 域中级工程师资格证书。


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宝马可变气门升程系统简介

宝马可变气门升程系统,又称为电子气门(Valvetronic)系统,主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件(图14)来改变气门升程。DME根据凸轮轴位置传感器、加速踏板位置传感、曲轴位置传感器及空气流量传感器等信号计算气门开启时刻和气门升程,然后通过占空比控制气门伺服电动机运转;气门伺服电动机工作时,蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转,再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同,凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同,从而实现对气门升程的控制。



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