检修描述:一辆2019款宝马X3 xDrive28i(开发系列号为G08),搭载B48发动机,累计行驶里程约为2.9万km。车主反映,在红绿灯处起步加速过程中偶尔有冲击感。
故障检测:接车后笔者首先陪同车主试车确认故障现象。在红绿灯处发动机起停功能触发发动机熄火,当起步加速时,车辆偶尔会出现强烈的冲击;在红绿灯处若发动机没有熄火,则起步加速时车辆不会产生冲击。另外,当车速在20 km/h~80 km/h,急加速时偶尔也会有冲击。分析认为,车辆的冲击一般由以下三个系统产生:一是变速器系统;二是发动机系统;三是分动器系统。其中,变速器系统导致的冲击大多数出现在换挡时(升挡或降挡);发动机系统导致的冲击基本出现在加速时,特别是急加速;而分动器系统导致的冲击一般出现在直线加速过程中或转弯加速过程中,且是连续多次的顿挫。试车时发现冲击主要出现在直线加速过程中,但不是连续多次的冲击。另外,观察发动机转速表,在产生冲击时变速器也没有换挡(正常换挡时发动机转速会往下波动一下)。由试车的结果大致判断车辆冲击来自于发动机系统。
回厂后,用宝马专用故障检测仪(ISTA)检测,读得的故障代码如图1所示。
其中,故障代码“0x11A031燃油低压系统,电动燃油泵:压力过低”“0x11A038燃油低压系统,电动燃油泵:输入功率低,泵上无燃油”“0x11B209 燃油低压系统:输送能力过低”“0x11B213 燃油低压系统:压力过低”与发动机系统相关(图1)。根据故障代码的提示,推测燃油系统问题造成发动机工作不良,进而导致加速时车辆产生冲击。
进入ISTA的“服务功能”菜单,执行“ABL专家模式”(路径为“车辆处理→服务功能→驱动装置→专家模式”),打开其中的“燃油系统”动态数据流曲线,然后连接ISTA进行试车,在红绿灯处故障出现时,记录的“燃油系统”动态数据流曲线如图2所示。
分析图2可知,故障瞬间高压油轨压力从17 bar(1 bar=100 kPa)左右降低到0 bar左右(图中的蓝色粗实线,纵坐标参照Y轴3),而此时高压油轨压力标准值则维持在20 bar左右(图中的绿色粗实线,纵坐标参照Y轴3)。由于高压油轨压力降低导致发动机混合气过稀,发动机工作不良,发动机转速降低了约400 r/min(图中的紫色粗实线,纵坐标参照Y轴1),动力短时跟不上,从而产生冲击。
结合读得的故障代码去分析,推断高压油轨压力过低是由低压燃油系统压力过低导致的。查阅电动燃油泵控制电路(图3),得知该车的电动燃油泵是三相燃油泵。
发动机控制单元(DME)通过脉冲宽度调制信号与燃油泵控制电子装置进行通信,燃油泵控制电子装置根据DME的供油需求量请求控制三相燃油泵运转。推测造成低压燃油系统压力过低的可能故障原因有:低压燃油管路存在泄漏;低压燃油管路变形或堵塞;燃油滤清器堵塞;低压燃油泵及其线路故障;燃油压力调节器故障;燃油泵控制电子装置及其线路故障;DME软件或硬件故障。
为了判断故障时燃油泵控制电子装置输出的信号是否异常,将宝马示波器IMIB R2的测试线连接在燃油泵控制电子装置导线连接器A98*1B端子6和端子8(备注:通道1红表笔接端子6,测量的是MKKP_L1信号波形;通道2红表笔接端子8,测量的是MKKP_L2信号波形;2个通道黑表笔均与车身搭铁连接)上进行路试。当故障出现时,测得的信号波形如图4所示(其中,绿色信号波形为MKKP_L1信号波形,红色信号波形为MKKP_L2信号波形),未发现异常。继续测量端子10的信号波形(即MKKP_L3信号波形),也未发现异常。
回厂后,举升车辆,拆卸车身下护板,检查低压燃油管路,未发现有撞击变形的现象。拆卸燃油滤清器,倒出其内部燃油,内部燃油也是很干净的。连接燃油压力表进行试车,意外发现在刚起动时有时低压燃油系统压力仅约为0.4 bar,大约7 s后上升到2 bar左右,怠速时基本维持该压力。将发动机熄火,低压燃油系统压力很快就下降到了0 bar。而正常车辆怠速时低压燃油系统压力应为5 bar左右,且熄火后能够保压。从测试结果看,故障车怠速时低压燃油系统压力明显偏低,推断该车在红绿灯处起步加速过程中出现的冲击可能与之有关。进一步分析可能的故障原因有:燃油箱内燃油管路泄漏;燃油泵单向阀泄压;燃油压力调节器故障。
拆卸右后座椅下方的燃油泵维修盖板,检查发现燃油箱内有充足的燃油。连接燃油管路和燃油泵导线连接器后起动发动机,仔细检查燃油箱内的输油管路,未发现有泄漏现象(图5)。
拆下燃油泵总成,并对其进行分解检查,油槽内无异物,油泵粗滤网也未堵塞。如图6所示,使用吹枪朝回油口内吹压缩空气以检查燃油压力调节器,发现燃油压力调节器下部有明显的气流吹出。
用相同的方法去检查正常车燃油泵总成上的燃油压力调节器,发现无气流吹出。由此判断故障车的燃油压力调节器已经损坏,推测内部阀门卡在了打开位置,导致怠速时低压燃油系统压力偏低,熄火后也不能正常保压。由于燃油压力调节器集成在燃油泵总成上,无法对其单独更换,故需要更换燃油泵总成。
故障排除:更换燃油泵总成,测量低压燃油压力恢复正常,加满油路试20多km均未出现加速冲击现象,至此故障排除。