2016年宝马316Li发动机3缸失火

这几天朋友工厂发来了2016年宝马316Li维修，这车搭载N13发动机，故障代码有两个。

检测到三缸火

三缸喷射装置关闭

点火线圈、火花塞、喷油器都更换了，发动机也分解了，说一个阀门弯曲，那个阀门更换了，但还是和以前一样，三缸着火了。

他们已经测试过缸压，4个汽缸差别不大，1100kPa左右。

在维修过程中他们发现只要拔去一个凸轮轴位置传感器，发动机就正常。更换了CVVT执行电磁阀，无效。最后到我处寻求帮助。

基于已经测试过缸压，笔者采用自制的汽缸压力传感器，采集1缸、3缸怠速状态下的压力波形。

3缸波形，气门升程控制模式，如图1所示。

1缸波形，节气门模式，如图2所示。因为3缸已经失火，所以只能用节气门模式。

因为两张图片的工作状态不同，不具有参考意义，也没有看出明显的异常，压力正常。气门开启和关闭点，因为VVT分别参与或者不参与工作，也看不出到底3缸的开启和关闭是不是正常。唯一的差别就是在排气门关闭时一个有上翘部分，一个没有。

其实故障分析到这儿，节气门模式和电子气门升程模式下一个正常一个不正常，答案已经呼之欲出。

两者的区别就是气门升程的不同，顺着这个思路一定会有结果。

因此到这儿就有必要再介绍一下宝马车的进气系统结构了，尽管前后好几代了，但是其技术的发展还是一脉相承的，并没有太多的创新。以前杂志上包括网络上也介绍的不少了，因为是检修故障的原因，要分析前因后果，还是有必要再仔细描述一遍。

宝马车型的气门机构由全变量气门升程控制装置（电子气门控制系统）和可调式凸轮轴控制装置（双凸轮可变正时控制系统）组成，因此能够自由选择进气门的关闭时刻。气门升程控制只在进气侧进行，凸轮轴控制在进气侧和排气侧进行。

只有当下列参数都可控制时，才能进行无须节气门的负荷控制：①进气门的气门升程；②进气和排气凸轮轴的凸轮轴调整装置。

装备电子气门控制系统时，为执行下列功能而控制电动节气门调节器及所谓的节气门模式：

车辆启动（暖机过程）

怠速控制

满负荷运转

紧急运行

在所有其他运行状态下，DME运行与气门升程控制模式下，节气门打开至只产生一个轻微的真空为止。这个真空假如是燃油箱排气所需要的。发生故障时，气门升程会被尽量大地打开。然后通过节气门调节空气输送。如果不能识别偏心轴的当前位置，则阀门会被不加调节地最大打开（受控的紧急运行）。为达到正确的阀门孔开启程度，必须通过调校补偿气门机构内的所有公差。在这个调校过程中，调节到偏心轴的机械限位。

所以该车拔不拔凸轮轴位置传感器，系统处于两种状态：一个是节气门模式，一个是气门升程控制模式。两者最大的区别就是，气门的升程不同。

通过一根电动可调式偏心轴，凸轮轴对凸轮推杆的影响可通过一根中间杠杆改变。由此产生一个可变气门升程。仔细研究中间推杆，推杆的下部轮廓分成左右两部分，左边一大半比较平直，右边一半是个斜坡，偏心轴的偏心轮不同的部位压在中间推杆上部的轴承上，从而导致气门摇臂轴承和推杆下部接触点偏左或者偏右的变化，中间推杆的左右摇动，左下部因为较平整，所以气门不动，当气门摇臂接触到斜坡位置时，气门开始打开。因为凸轮的外形是一定的，推杆左右摆动的距离也是一定的，所以初始位置在左下部偏左时气门升程小，偏右时气门升程大。

回过头我们再来看这辆车的故障，为什么会缸压正常，喷油、点火正常，节气门模式和气门升程模式下的结果却不相同呢？两种状态下最大的区别就是前者最大升程，后者最小升程，会不会最小升程时，有一个气门不打开呢？

在三代电子气门升程控制系统中，宝马引入了一个定相的概念。通过全可变气门机构可以非常迅速、准确地调节扭矩。通过所谓的定相可为气门下部行程范围内的调整提供支持。此时某一气缸的进气门同步开启最大0.2mm。从该行程起气门1 开始超前。因此气门2稍稍延迟开启，并在行程大约为6mm 时赶上气门1。随后两个气门继续同步开启。

定相通过气缸偏心轴上两个偏心轮的不同形状实现。这种开启特性有助于气体进入气缸。通过保持较小的进气门开启横截面，可在进气量不变的情况下显著提高流速。与燃烧室上部区域的几何形状配合，该流速有助于吸入的混合气更有效地混合。

在下部部分负荷区中两个进气门之间产生一个最大1.8mm的升程偏差，因此吸入的新鲜气体被搅动并旋转。

如果在最小气门升程时，有一个气门不打开，尽管有空气进入了汽缸，但是旋转不够，燃油不能形成较好的可燃混合气，在火花塞电极之间的混合气浓度不对，导致燃烧的困难。理论分析这就是该故障的根本原因。

接下来就是怎么去找原因了。

拆下气门室盖，拆去扭转弹簧，取出中间推杆，拿下气门摇臂。直接用游标卡尺测量气门杆顶部到上部的距离。发现6号进气门比5号进气门要高0.30mm左右。其他气门没有量。询问气门是原厂的。注意原来的缸压也是正常的，但是说原来的气门弯曲，对原来的气门座圈进行的铰削加工。所以认为是6号气门铰动导致气门杆的上移。

拆下汽缸盖，接下来怎么检查定相呢？怎么检查气门打开的同步关系呢？动了点脑筋，把电机调整到最小极限位置，发现一个问题，所有的进气门都不工作，再调电机往回回几圈，1号、3号、5号、7号气门开始工作，所以机械最小极限位置和气门最小升程位置是两个不同的概念。

分别用两个百分表顶着气门，6号气门开始工作时，5号气门的开度为2.2，而其他缸2号、4号、8号气门打开时，1号、3号、7号气门开度为1.6，所以典型的6号气门打开晚了。

为什么6号气门打开会晚呢？如图3所示。

气门杆的上移动必然会导致摇臂轴承和中间推杆的接触面从A点移动到B点，所以导致6号气门的升程的减少，在最小气门升程时甚至不打开。

到这儿又来问题了，气门座圈铰多了，怎么救回来呢？尝试着换了一个等级为3的中间推杆，无效。检测气门同步就不对。所以果断更换拆车的缸盖总成。

又有一个小插曲，找到了故障开始时的真正的原因，也是一个人为的故障。缸盖装上去以后车子还是一样的缺3缸，但是和原来的不一样了，不管是节气门模式还是气门控制模式，全部缺火。观察到这儿，把点火线圈，2缸、3缸互相倒了个位置，一切恢复正常。仔细观察点火线圈插头，3缸、4缸的点火线圈是假的，3缸有时接触不好。

所以推定该车刚开始的故障就是3缸点火线圈接触不好，导致失火。先前外修的人胡说八道，气门弯的，因为开始缸压也是好的，铰了气门导致缸盖报废，这才是真正的原因。