一辆2020款宝马525Li车(开发系列号为G38),搭载B48发动机,累计行驶里程约为1.6万km。车主反映,发动机怠速运转时,车辆右后部偶尔会传出“突突”的异响。经过维修人员仔细检查,确认异响来源于右后轮内衬里的带电磁阀的NVLD(真空自然泄漏检测)压力开关(以下简称“NVLD压力开关”)。更换NVLD压力开关后试车,上述异响依然存在,于是找到笔者寻求技术支持。
故障诊断
笔者接车后首先试车确认故障现象。起动发动机,保持发动机怠速运行一段时间,此时NVLD压力开关就会间歇性地发出“突突”的异响。用手握住NVLD压力开关,能明显感觉到振动。另外,经过检查发现,该异响在活性炭罐电磁阀工作(即进行燃油蒸气吹气)时尤为明显,当活性炭罐电磁阀不工作时,异响几乎消失。用宝马专用故障检测仪(ISTA)检测,系统无相关故障代码存储。
查阅相关资料得知,该车配备了NVLD,NVLD是一种用于燃油蒸发系统的被动诊断系统。其物理原理基于理想气体定律,即物质量保持不变且体积恒定时,力与温度成正比。NVLD就是依据这个物理原理来识别燃油蒸发系统的泄漏。也就是说,温度降低时燃油箱内会产生真空。因此NVLD需要发动机关闭较长时间,以便识别泄漏。根据环境条件,诊断时间通常在发动机关闭后6h~12h。
如图1所示,与之前汽油车的燃油蒸发系统相比,装备NVLD的燃油蒸发系统多了2个部件,即NVLD压力开关和带温度传感器的NVLD电子装置(以下简称“NVLD电子装置”)。
NVLD压力开关安装在活性炭罐的通气管上,内部集成电磁阀和压力开关2个元件,其中电磁阀在燃油箱蒸气吹洗时工作,压力开关用于检测燃油蒸发系统的密封性。NVLD电子装置安装在燃油箱右侧的维修盖板上,其内部集成的温度传感器用于检测燃油箱内的温度。
此外,当发动机运行并进行燃油箱蒸气吹洗时,根据发动机控制单元(DME)的请求,NVLD电子装置通过脉冲宽度调制(PWM)信号控制NVLD压力开关中的电磁阀,进而完全打开圆盘阀,此时吹洗空气在主导真空作用下从滤尘器流入活性炭过滤器,然后从那里流入进气歧管,NVLD压力开关的工作示意如图2所示。
鉴于该车异响在发动机怠速运行并进行燃油蒸气吹气时尤为明显,结合上述燃油箱蒸气吹洗时的气流路径,推测NVLD压力开关中的圆盘阀未正常开启进而产生“突突”异响。
查阅相关电路(图3),将示波器IMIBR2的测试线连接在NVLD压力开关导线连接器S142*1B端子3和端子1(图4,备注:红表笔连接端子3,黑表笔连接端子1)上,起动发动机,保持发动机怠速运转,测得的信号波形如图5所示。
经过测试对比发现,当异响出现时,占空比明显变小。找来一辆正常车,测得正常车的信号波形如图6所示,在发动机刚起动时先以大约88%的占空比控制电磁阀打开圆盘阀,随后每隔10s会重复出现大约88%的占空比,其余时间均以41%的占空比控制电磁阀并使圆盘阀维持在打开位置。
分析认为,很可能是故障车的NVLD压力开关在41%的占空比控制阶段偶尔会出现占空比变小,使得NVLD压力开关中的电磁阀线圈缺少电磁能量,进而造成圆盘阀无法保持在打开位置,在复位弹簧的作用下关闭,此时若活性炭罐电磁阀工作进行燃油箱蒸气吹洗,被进气管真空吸入的新鲜空气经过该阀门膜片处,与复位的圆盘阀就会形成一个迎面的撞击,进而产生“突突”的异响。
鉴于在NVLD压力开关处测量到的占空比波形不正常,推测可能的故障原因有:NVLD电子装置故障;DME故障;相关的线路故障。脱开NVLD压力开关导线连接器S142*1B和NVLD电子装置导线连接器A248*1B,用万用表电阻挡测量NVLD压力开关与NVLD电子装置之间线路的导通性,均导通良好。测量NVLD电子装置导线连接器A248*1B端子4与端子2之间的电压,为蓄电池电压,正常。重新连接NVLD电子装置导线连接器A248*1B,用示波器IMIBR2测量NVLD电子装置导线连接器A248*1B端子3的信号波形,测得的信号波形如图7所示。
与正常车的信号波形进行对比,未发现任何异常。根据上述检查,将该车的故障点锁定在了NVLD电子装置上。
故障排除
更换NVLD电子装置(图8),起动发动机,反复试车,上述异响不再出现,至此故障排除。