一輛行駛里程約6.3萬(wàn)km、搭載N20型歐5排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)的2014款寶馬525Li(F18)轎車(chē) 。車(chē)主反映:該車(chē)高速狀態(tài)下急加速感覺(jué)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力,有時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈點(diǎn)亮,信息顯示屏顯示“發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降”,若熄火后再次啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈可以熄滅。
故障診斷:接車(chē)后,路試驗(yàn)證故障現(xiàn)象,確實(shí)如車(chē)主所述。連接專(zhuān)用診斷儀ISTA,系統(tǒng)存有“渦輪增壓壓力調(diào)節(jié)可信度低”的故障碼。在動(dòng)手維修之前,我們先了解一下寶馬N20發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓系統(tǒng),這樣維修起來(lái)才能夠做到有的放矢。
寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是單渦輪雙渦管增壓器。所謂的雙渦管是指有兩條互不干涉的管路都通向廢氣渦輪側(cè),其排氣歧管采用無(wú)間隙四合二結(jié)構(gòu),每?jī)蓚(gè)排氣分別匯聚成一個(gè)排氣通道,排氣歧管和廢氣
渦輪增壓器彼此焊接在一起組成一個(gè)總成。寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)的單渦輪雙渦管構(gòu)造如圖1所示。

N20發(fā)動(dòng)機(jī)將1缸和4缸集成為一個(gè)廢氣通道、2缸和3缸集成為另一個(gè)廢氣通道,這樣可以更高效地利用脈沖增壓效果。脈沖增壓可實(shí)現(xiàn)
渦輪增壓器的快速響應(yīng)特性,提升增壓的效果,特別是在轉(zhuǎn)速較低情況下,因?yàn)榇藭r(shí)脈動(dòng)最強(qiáng)。寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)單渦輪雙渦管
渦輪增壓器最大程度地解決了渦輪遲滯的問(wèn)題,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大概在1 250r/min,
渦輪增壓器便可介入工作,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩達(dá)到最高。寶馬單渦輪雙渦管增壓器控制原理如圖2所示。
寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)的
點(diǎn)火順序為1-3-4-2。普通的
渦輪增壓器(單渦輪單渦管)的排氣歧管是將所有氣缸的排氣管集合到一起,將廢氣匯集后再去推動(dòng)渦輪。所有廢氣經(jīng)過(guò)排氣歧管進(jìn)入排氣渦管推動(dòng)葉片之前都會(huì)聯(lián)通在一起,而在葉片阻力形成的高壓下,一部分從工作缸排出來(lái)的廢氣會(huì)回流進(jìn)上一個(gè)缸。也就是說(shuō)普通的
渦輪增壓器會(huì)導(dǎo)致上一個(gè)缸排氣不完全,這會(huì)直接影響到接下來(lái)的充氣質(zhì)量,另一部分會(huì)沖擊上一個(gè)工作缸的廢氣波,兩股廢氣疊加在一起反而會(huì)削弱渦輪的廢氣驅(qū)動(dòng)力。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣流經(jīng)廢氣
渦輪增壓器的渦輪側(cè),推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),渦輪又帶動(dòng)與其剛性相連的泵輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而將進(jìn)氣道內(nèi)的空氣壓縮,從而提高進(jìn)氣壓力。因此,增壓壓力與到達(dá)廢氣
渦輪增壓器渦輪側(cè)的廢氣氣流有直接關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)廢氣旁通閥調(diào)節(jié)增壓壓力。當(dāng)達(dá)到所需增壓壓力時(shí),廢氣旁通閥打開(kāi),部分廢氣通過(guò)旁通通道排出。這樣可以在發(fā)動(dòng)機(jī)不需要增壓時(shí)降低渦輪的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而控制增壓壓力。該廢氣旁通閥由真空?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)直接操縱,而真空?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)是由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)電子氣動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換器來(lái)控制的。其真空負(fù)壓由一個(gè)持續(xù)運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)真空泵產(chǎn)生,并儲(chǔ)存在氣門(mén)室蓋內(nèi)的蓄壓器中。這樣可以避免對(duì)制動(dòng)助力功能產(chǎn)生不利影響。
寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)的真空系統(tǒng)與N55型發(fā)動(dòng)機(jī)相似,除為制動(dòng)助力器提供真空壓力外,主要用于啟用廢氣輪增壓器上的廢氣旁通閥。此外在寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)上還通過(guò)真空壓力來(lái)操作排氣風(fēng)門(mén)。
寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)真空泵采用兩級(jí)設(shè)計(jì),以便為制動(dòng)助力器提供所產(chǎn)生的大部分真空壓力。為了確保始終提供充足的真空壓力用于操控廢氣旁通閥,系統(tǒng)還采用了一個(gè)真空蓄能器。真空蓄能器與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板牢固地連接在一起。寶馬N20型發(fā)動(dòng)機(jī)真空系統(tǒng)如圖3所示。