检修描述:一辆行驶里程约3.2万km、搭载N20发动机人2018年宝马X6运动型多功能车。用户反映:该车多媒体屏幕提示发动机温度高。
故障检测:维修人员接车后检查故障现象,可以看到车辆多媒体屏幕确实提示发动机温度过高。外出试车,在空旷道路上以80 km/h左右的速度匀速行驶,不开空调,将数字仪表板设置为显示发动机水温,水温在105~114℃之间变化。偶尔会突然升到125℃,随后又马上下降到114℃以下,电子扇以高速挡常转。
继续行驶,通过宝马品牌专用诊断仪读取电子水泵转速,该数据始终处于约38 r/min的低速挡。根据宝马N20发动机的控制逻辑,当水温达到预设值,即开启大循环,发动机控制单元ECU会提高电子水泵的转速,增强冷却液的循环,让所有冷却液都经过散热器,加强冷却系统的散热效果。但当前水温已经过高,水泵却只以最低转速工作。
将车辆开回维修厂,找到一辆使用同款 N20发动机的宝马5系轿车,对比水温及冷却系统循环状态。经对比发现,冷却系统无故障的N20发动机会在水温达到110℃后切换成大循环,电子水泵的转速可达约100 r/min。
维修人员继续检查,发现电子扇周围的风不是很热,表明冷却系统未开启大循环。测量电子节温器供电,正常;怀疑是节温器损坏,将其更换后试车,故障依旧。接下来怀疑是水泵内部故障无法提升转速,更换水泵,故障依旧。
已更换节温器和水泵,但水温依旧会快速升高,不得不怀疑散热器堵塞。注水检查水箱畅通性,正常。加灌热水测试,发现温度可以均匀传递。水箱内部通畅,热传导正常。用水壶煮节温器,加热到98℃时节温器开始打开,说明石蜡体热物理性能良好,机械结构无卡滞。
至此,与冷却性能相关的执行器都已排查,未见异常。接下来,需要检查控制系统的状态。检查ECU的软件版本,发现不是最新版,将其升级后外出试车,故障依旧。
继续利用那辆发动机无故障的宝马5系轿车,用示波器测量对比两辆车的冷却系统执行器控制波形。维修人员发现,正常的车辆在水温达到90℃时,水泵转速约为97 r/min;电子节温器的加热占空比在46%左右(水温越高,此占空比越低,对石腊体的加热温度越高)。反观故障车,水温已达114℃,但电子水泵转速仅有38 r/min,电子节温器占空比为98%,可以视为未加热。
经检查发现,故障车辆做过多项改装,包括全液晶仪表、抬头显示器以及音响等。这些改装大多都是电子设备,表面上看与发动机高温无关,但不能排除因改装而更改ECU参数的情况。
接下来,维修人员对比正常车与故障车的ECU软件参数,发现确实存在差异。按照故障车发动机的ECU参数,对无故障的宝马5系轿车进行编程,发现原本正常的宝马5系轿车出现了与故障车一致的冷却系统控制错误。冷却水温已升至110℃,却不开启大循环,这时测量电子节温器的加热占空比,结果为与故障车一致的98%。将宝马5系轿车的ECU参数还原,冷却系统恢复正常。维修人员将宝马X6的ECU参数修改为与无故障车辆一致,冷却系统控制恢复正常,但发动机过热依旧存在。
询问用户车辆的改装情况,用户表示除了电子设备外,还曾经刷写过高功率的ECU程序。当前,车辆的ECU程序已经恢复为原厂功率水平,但近期多媒体屏幕突然出现了发动机过热的提示。
观察防冻液罐,发现液面明显偏低。结合车辆曾人为提高发动机功率,怀疑是气缸垫出现了泄漏。用专用量具测量气缸压力损失,发现第2缸的压力损失为50%。打开气缸盖,看到气缸垫在第2缸处有结构损坏。
故障排除:提高发动机功率,缸内压力升高,导致气缸垫损伤,密封性变差。缸内的气体进入水道,阻塞在水泵叶片处,造成泵水量下降。ECU监测到水泵负载异常,于是降低其转速。
更换气缸垫,排出冷却系统内的气体,外出试车,水温恢复正常,多媒体屏幕上的提示也不再出现,故障排除。