作者:——任贺新

故障現象:

一輛2013款BWM 525i，引擎代號N20，累計行駛里程約為13萬km。在行駛中出現“托底”現象，導致油底殼被撞破，由於客戶沒有及時察覺，仍繼續駕駛，直至引擎自動熄火。維修人員更換油底殼後試車，引擎無法發動；測量1缸~4缸的汽缸壓力，均沒有壓力，懷疑正時鏈條跳齒或引擎內部存在機械損傷。拆解引擎（只是拆解缸體，並沒有拆解汽缸蓋），汽缸內部沒有明顯磨損，僅進氣凸輪軸與正時記號偏差較大，回裝後試車，引擎仍無法順利發動。測量汽缸壓力，正常；使用專用工具校對引擎正時，正常。隨後維修人員嘗試替換了引擎相關附件，如點火線圈、火星塞、噴油嘴等，但故障仍無法排除。至此，維修人員沒有了檢測思路，於是向作者請求支援。

診斷過程:

1. 用診斷電腦檢測儀（ISTA）檢測，引擎控制單元內無故障代碼存儲。起動引擎，起動馬達運轉有力，引擎有欲發動現象，且起動時排氣管冒黑煙，懷疑混合氣過濃。

引起引擎在起動時混合氣過濃的常見原因有：燃油過多，包括高壓泵滲漏燃油至曲軸箱、噴油嘴滲漏等；引擎冷卻液溫度信號異常；進氣量不足，如進氣正時錯誤、排氣不暢、進氣門行程小等。

2. 讀取引擎資料流程，發現引擎冷卻液溫度信號與實際溫度相符；讀取燃油壓力信號，接通點火開關，觀察10 min，燃油壓力沒有明顯降低，初步排除噴油嘴滲漏的可能。打開引擎機油加注口蓋，沒有聞到明顯的燃油味，初步排除高壓泵滲漏可能，懷疑進氣量不足。

3. 據先前維修人員反映，該車4個汽缸的氣缸壓力均為9 bar（1 bar=100 kPa）左右，他認為這個汽缸壓力基本正常。汽缸壓力錶的連接管路中帶單向閥，測量結果為累積壓力，並不是汽缸內的實際壓力，於是作者決定用壓力感知器測量起動時的汽缸壓力。

4. 由上圖可知，起動時1缸的汽缸壓力約為7.4 bar（一般為12 bar以上），明顯偏低；由於排氣門要提前開啟，做功行程中氣缸壓力的轉捩點就是排氣門開啟時刻（EVO），用尺規測量角度，排氣門開啟時刻的角度為做功行程下止點前44°（此角度一般為40°~50°）左右，正常；由於進氣門要延遲關閉，壓縮行程中氣缸壓力轉捩點就是進氣門關閉時刻（IVC），用尺規測量角度，進氣門關閉時刻的角度為進氣行程下止點後74°（此角度一般為50°~60°）左右，偏大；另外，進氣行程的真空帶偏大。

由於進氣凸輪軸的凸輪輪廓決定了進氣門開啟的行程，進氣門延遲關閉就代表著進氣門延遲打開。在進氣行程，活塞向下運行，本來應該開啟的進氣門沒有打開，造成氣缸內真空度偏大，進氣量不足，氣缸壓力偏低。緊接著依次測量2缸、3缸、4缸的氣缸壓力，其波形均與1缸完全一致。診斷至此，推斷發動機無法起動是由進氣門延遲打開引起的。

5. 之前的維修人員已使用專用工具校對過引擎正時，難道是校對方法錯誤？帶著疑問拆下引擎汽門室上蓋，重新校對引擎配氣正時，其大致步驟如下。

（1）旋轉曲軸至1缸壓縮上死點，將專用工具推入標定孔並固定曲軸（圖2）。

（2）進氣凸輪軸和排氣凸輪軸靠近鏈輪處有個雙平面段，在此處用專用工具固定進氣凸輪軸和排氣凸輪軸（圖3）。

（3）用專用工具固定進氣凸輪軸位置感知器齒盤和排氣凸輪軸位置感知器齒盤（圖4）。

6. 經校對，專用工具都可以輕鬆固定到位，並沒有發現引擎正時存在什麼問題。接著決定對進、排氣門的配合進行動態觀察，取下專用工具，慢慢轉動曲軸直至排氣門完全關閉，繼續轉動曲軸50°左右，進氣門才開始打開，異常（正常情況下，在排氣門完全關閉之前，進氣門就開始打開了），說明確實存在進氣門延遲打開的問題。

7. 找來同款車的凸輪軸配件做對比，如圖6所示，當進氣凸輪軸的二維碼標誌朝上時，故障車的1缸凸輪凸緣向左上方傾斜，而配件的1缸凸輪凸緣向右上方傾斜，說明故障車的進氣凸輪軸逆時針扭轉了（順時針方向為提前，逆時針方向為延遲）。 進一步拆檢發現，進氣凸輪軸軸瓦已拉傷，決定更換氣缸蓋總成。

8. 更換汽缸蓋總成後試車，引擎能夠順利發動，且運轉正常，故障排除。

結論:

重新測量起動時1缸的汽缸壓力波形，由圖7可知，汽缸壓力約為12.4 bar，進氣門關閉時刻的角度為進氣行程下止點後38.36°，且進氣行程的真空帶明顯變小。藉由示波器量測缸壓波型來診斷進排氣門開啟關閉時間，迅速縮小診斷範圍到進氣凸輪的角度問題，確認進氣凸輪軸扭轉故障，導致引擎正時記號正確，但凸輪軸角度錯誤的故障發生，使引擎無法在正確的進排氣行程運行。