作者:金清勇
故障現象:
一輛2007年的BMW 530i,搭載N52B30引擎,累積行駛里程37.8萬公里。該車行駛中引擎突然熄火,重新啟動引擎,無法發動,於是將車輛拖至維修廠進行診斷。
診斷過程:
1. 嘗試啟動車輛,啟動馬達運轉有力,但引擎無法發動,使用診斷電腦進入引擎控制單元(DME)中無相關故障代碼儲存。
2. 使用WPS500X壓力感知器檢測燃油壓力,發現燃油壓力為0 bar,說明油軌中無燃油,因此懷疑燃油泵不工作。
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3. 拆下後座椅墊,測量啟動時燃油泵的電壓與電流波型,電壓約10.6V,電流約3.7A,說明燃油泵運轉,但電流偏低(正常約9A)。
4. 放大電流波型,發現電流脈動不太規律,懷疑是電刷磨損所引起;根據電流脈動計算燃油泵轉速(燃油泵馬達電流換向時會引起電流脈動,該車燃油泵有8個換向器片和2個電刷,因此燃油泵馬達旋轉1圈會產生8次電流變化,即產生8個電流波峰和8個電流波谷),約為8450rpm/min,轉速較快。燃油泵電流較小、轉速較快,且油軌中沒有燃油,由此推斷油箱內沒有燃油,燃油泵在空轉。
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5. 觀察儀錶板燃油顯示錶,顯示剩餘燃油約1/8,難道燃油錶指示不準?
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6. 拆下右側的燃油泵總成發現無燃油,拆下左側的燃油濾清器總成,發現左側還有一些燃油。
如圖所示,該車油箱為馬鞍型油箱,燃油泵與油槽位於右側,燃油濾清器與壓力調節器位於左側,燃油泵將右側油箱的燃油輸送至左側燃油箱中的燃油濾清器與壓力調節器,接著燃油一路被送至油軌,一路回流至右側油箱的引流泵(位於油箱油槽內),將右側燃油箱的燃油吸入燃油泵油槽,還有一路經左側燃油箱中的引流泵將左側燃油箱中的燃油輸送至右側燃油箱中的燃油泵油槽。
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引流泵又稱射流泵或文氏管,其工作原理為文氏管效應,燃油經過文氏管變徑後,從噴射口高速噴出,此時噴射口後方的壓力下降,從吸入口吸入燃油。引流泵的動力為經燃油壓力調節器回流的燃油,因此要保證引流泵的引流效果,除了引流泵自身正常,還要確定回流管中有足夠的燃油壓力。
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7. 從油箱中拆下燃油供給裝置,檢查左側引流泵,外觀無明顯異常,且管路連接正常。
8. 診斷至此,推斷燃油泵的供油能力不足或是燃油壓力調節器損壞,導致回油管中的燃油壓力不足,而影響了引流泵的引流效果。從燃油泵的電流脈動來看,燃油泵處於較不健康狀態,且該車燃油濾清器已很久無更換,於是建議車主同時更換燃油泵總成與燃油濾清器總成(含壓力調節器),車主表示同意更換。分解燃油泵,發現內部電刷與葉輪軸明顯磨損。
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9. 更換燃油泵總成與燃油濾清器總成後交車,半個月後電話回訪,車主表示就算燃油指示油量低於1/8,引擎也不再熄火,故障排除。
結論:
導致此車故障原因是油箱內的燃油輸送的問題而導致燃油泵吸不到燃油,這是馬鞍型油箱常常會遇到的問題,明明油錶顯示剩餘油量還夠,為甚麼卻沒有燃油壓力,這時很多人可能就往油位感知的方向去找,而故障點卻是因為兩邊的油箱剩餘油量不平均所導致,此作者使用示波器跟WPS500X壓力感知器來診斷燃油系統的工作狀況,也詳細了解此種油箱中利用文氏管原理來輸送燃油的特性,因此才能順利找到故障點,排除此車燃油顯示與實際不符的問題。