¿Dos casos de falla en la entrada de aire VANOS del BMW 740Li?

Caso 1: El tensor de cadena del BMW 740Li (F02) 2010 está atascado, provocando que el sistema de transmisión suene la alarma

Fenómeno de falla: Un sedán BMW 740Li 2010, equipado con un N54 motor, kilometraje 56814km. Debido a que el sistema de transmisión dio la alarma durante una aceleración rápida, vine a nuestra estación para su reparación. Hay una falla de prueba y cuando ocurre una alarma, la aceleración deja de ser efectiva.

Diagnóstico de fallas: se encuentran los siguientes códigos de falla al conectarse al ISID: 130108 Error de ajuste de la entrada de aire VANOS, posición no alcanzada; 120408 El ajuste de la presión de refuerzo está prohibido; Para el código de falla 120408, si falla el sistema VANOS de admisión, el DME desactivará el sistema de refuerzo y la ejecución del plan de detección también requiere que la falla del sistema VANOS se resuelva primero. A continuación se ofrece una breve introducción al sistema VANOS (como se muestra en la Figura 1).

Figura 1 Diagrama del principio de ajuste de VANOS

Todos los motores N54 utilizan VANOS dobles continuos y los dos árboles de levas pueden alcanzar cualquier posición de acuerdo con las instrucciones del DME. DME calcula las posiciones requeridas del árbol de levas de admisión y del árbol de levas de escape en función de la velocidad, la señal de carga, la temperatura del aire de admisión y la temperatura del motor. La válvula solenoide VANOS recibe la señal DME y distribuye el aceite a las dos unidades VANOS. La unidad VANOS impulsa los árboles de levas de admisión y escape para que se ajusten de forma variable dentro de su rango de ajuste máximo. Cuando se alcanza la posición correcta del árbol de levas, la válvula solenoide VANOS mantiene un volumen de aceite constante en ambas cámaras de paletas del cilindro regulador y, por lo tanto, mantiene el árbol de levas de admisión en esta posición. Para realizar ajustes, el dispositivo de control del árbol de levas ajustable requiere una señal de retroalimentación sobre la posición actual del árbol de levas. Un sensor del árbol de levas en los lados de admisión y escape detecta la posición del árbol de levas. A través del sensor del árbol de levas de admisión, el control del motor puede identificar. si el cilindro 1 está en fase de compresión o en fase de intercambio de gases. Además, el sensor proporciona una señal de la posición del árbol de levas al DME, que se utiliza para ajustar el árbol de levas variable (VANOS). El sensor del árbol de levas detecta la posición de los árboles de levas de admisión y escape con la ayuda de una rueda incremental (placa de engranaje del sensor del árbol de levas) fijada en el árbol de levas. La rueda incremental tiene 6 superficies de dientes diferentes, y el sensor Hall registra la distancia entre las superficies de los dientes. , la señal de salida muestra el estado bajo a través de la superficie del diente y el estado alto a través del espacio. Cuando falla el sensor del cigüeñal, DME calcula la velocidad del motor en función de la velocidad del árbol de levas y realiza una operación de emergencia. Pero la resolución de la señal del sensor del árbol de levas es demasiado imprecisa para reemplazar el sensor del cigüeñal. El sensor del árbol de levas de admisión, junto con el sensor del cigüeñal, proporciona la señal de velocidad necesaria y el momento óptimo de encendido para el dispositivo de inyección secuencial. El controlador del motor lee la señal del sensor y la compara con una muestra guardada. Comparando la señal del sensor y la muestra, se puede identificar la posición correcta o la desviación del árbol de levas. A partir de esto se calcula: la velocidad del árbol de levas y la posición exacta del árbol de levas. Para arrancar el vehículo, el DME verifica si se cumplen las siguientes condiciones: si la señal del sensor del cigüeñal es correcta y si la señal de velocidad del cigüeñal y la señal de velocidad del árbol de levas deben identificarse en una secuencia de tiempo específica. Este paso se llama. el proceso de sincronización Sólo después de la sincronización Sólo el controlador del motor puede controlar correctamente la inyección de combustible y el vehículo no se puede arrancar cuando no está sincronizado. Cuando se arranca el vehículo y el árbol de levas de admisión está en la posición extrema (en la posición de "retraso"), el terminal KL 15N suministra la válvula solenoide VANOS. El sistema de control del motor envía señales de control moduladas en ancho de pulso. En ralentí, el árbol de levas se ajusta para que solo tenga una pequeña superposición de válvulas, o incluso ninguna superposición de válvulas. El pequeño volumen de aire restante hará que la combustión sea más estable y, por lo tanto, la velocidad de ralentí será estable. Cuando se alcanza el solapamiento mínimo de válvulas, se acompaña de grandes ángulos de admisión y escape, incluso hasta el máximo. En este momento, la válvula solenoide VANOS no está energizada. Esta posición del árbol de levas sigue ocupada incluso con el motor parado. Para conseguir una buena potencia a altas revoluciones y que la válvula de escape se abra más tarde, la combustión se extiende al pistón. La válvula solenoide VANOS se abre después del punto muerto superior y se cierra más tarde después del punto muerto inferior, por lo que el efecto dinámico de represurización del aire entrante se puede utilizar para aumentar la potencia del motor.

Cuando la velocidad del motor de turbina es baja, la diferencia de presión de barrido en el área sobrealimentada es positiva y el ángulo de superposición de las válvulas es grande, por lo que se puede limpiar completamente y obtener un mayor par. Se quema más aire que fluye a través del motor y se superponen las válvulas. El ángulo es mayor. Casi no queda gas residual.

El circuito de aceite existente (que se muestra en la Figura 2) va desde el cárter de aceite, a través de la bomba de aceite, a través de una válvula de cierre de retorno integrada en el filtro de aceite del motor, hasta el filtro de aceite del motor y Expandir además con recortes y componentes adicionales.

Figura 2 Esquema del principio hidráulico básico de VANOS

El aceite ingresa a la electroválvula VANOS con estructura de 4/3 vías a través de una abertura. Esta válvula solenoide expone la presión del aceite a ambos lados del pistón regulador VANOS según sea necesario. El árbol de levas se ajusta mediante un mecanismo de engranaje helicoidal VANOS. El DME reconoce la posición del cigüeñal a través del sensor del cigüeñal y la posición del árbol de levas con respecto al cigüeñal a través del sensor del árbol de levas. Por lo tanto, el DME puede ajustar la posición del árbol de levas con respecto al cigüeñal controlando la válvula solenoide, y la curva característica relacionada con la posición del árbol de levas con respecto al cigüeñal se almacena en el DME. Estas curvas características tienen en cuenta principalmente los parámetros: régimen del motor, posición del acelerador (necesidad de carga).

Para que VANOS salga de su posición de reposo (como se muestra en la Figura 3), el aceite se entrega a través del canal de aceite a la cámara de presión de avance.

Figura 3 Diagrama del principio de ajuste de la unidad VANOS

Bajo la acción de la presión del aceite, el pasador de bloqueo supera la fuerza del resorte de bloqueo y presiona hacia afuera. Esto libera el rotor de la carcasa de la corona, permitiéndole girar bajo la acción de la presión del aceite. El aceite de la cámara de presión retardada se envía a la cámara de la válvula a través del canal de aceite. Debido a que el canal de aceite está ubicado en el punto más alto del canal de aceite VANOS, el canal de aceite VANOS no drenará el aceite.

El sistema de control de sincronización del dispositivo de control del árbol de levas ajustable se utiliza para aumentar el par en los rangos de velocidad baja y media, al tiempo que establece la fase de sincronización de válvulas más razonable para la velocidad de ralentí y la potencia máxima, mejorando el rango de velocidades baja y media. de par. Cuando aumenta la velocidad del motor, el tiempo de cierre de la válvula de admisión se mueve en la dirección de "retraso". El tiempo de cierre se selecciona para garantizar la mejor carga posible del cilindro y, por tanto, una alta potencia. El dispositivo de ajuste del árbol de levas se puede utilizar para cambiar la tasa de superposición de apertura de la válvula, controlando así la cantidad de gas residual en el cilindro. Mantener algo de gas residual en el cilindro limita las temperaturas de combustión, reduciendo así las emisiones de NOx. VANOS continuo realiza la recirculación interna de los gases de escape cambiando la tasa de superposición de apertura de la válvula. Durante la fase de superposición de apertura de la válvula, los gases de escape fluyen desde el canal de escape hacia el canal de admisión. Por lo tanto, en el rango de velocidad baja y media, es necesario ajustar el árbol de levas de admisión. Se utiliza principalmente para aumentar el par motor y la recirculación interna de gases de escape. A velocidades más altas, se utiliza principalmente para mejorar la producción de potencia. El árbol de levas de escape se ajusta para optimizar la calidad del ralentí o lograr la máxima tasa de recirculación de gases de escape. En comparación con un motor sin doble VANOS continuo, se puede lograr un ahorro de combustible de hasta un 10%. En resumen, las principales ventajas del sistema VANOS doble continuamente variable son: mayor par en los rangos de velocidad inferior y media; reducción del volumen de aire residual al reducir la tasa de superposición de válvulas, mejorando así la regeneración interna de los gases de escape en el rango de carga parcial; . ciclo para reducir los óxidos de nitrógeno; calentar el convertidor catalítico más rápidamente y reducir los gases de escape no tratados después de los arranques en frío;

Las razones por las cuales aparece el código de falla 130108 al ejecutar el plan de prueba son: daño del sensor del árbol de levas de admisión, falla del circuito del sensor del árbol de levas de admisión, daño de la válvula solenoide VANOS de admisión, falla del circuito de la válvula solenoide VANOS de admisión, daño DME, hay Hay un problema con el programa de software, el módulo de control VANOS de admisión está dañado, el panel de señal de la unidad VANOS de admisión está dañado, la unidad VANOS no se puede ajustar debido al árbol de levas de admisión atascado y hay un problema con el control de presión de aceite. En orden de simple a complejo, primero lave la válvula solenoide de admisión VANOS y pruebe la conducción, pero la falla sigue siendo la misma. Reemplace las válvulas solenoides VANOS de admisión y escape, elimine el valor de ajuste VANOS y pruebe la falla. Después de ejecutar la programación del vehículo y excluir la posibilidad del programa de software, la falla aún existe. En ralentí, comprobamos que la alimentación de la válvula solenoide VANOS de entrada de aire sea de 15,3 V, lo cual es normal, y la conexión a tierra es normal.

Cuando la velocidad de ralentí alcanza 5000 r/min y cuando se acelera rápidamente, se mide que la forma de onda de la válvula solenoide VANOS de admisión es normal (como se muestra en la Figura 4).

Figura 4 Forma de onda de la válvula solenoide VANOS de admisión

Compruebe que la fuente de alimentación del sensor del árbol de levas de admisión sea de 15,2 V, lo cual es normal y que no hay una conexión a tierra anormal. Al estar en ralentí a 5000 r/min y al acelerar rápidamente, la forma de onda de la señal del sensor del árbol de levas de admisión era normal. Después de cambiar los sensores del árbol de levas de admisión y escape para una prueba, la falla existía. ¿Podría ser un problema con la unidad VANOS de entrada de aire? Quitamos la tapa de válvulas y verificamos la sincronización de válvulas y la unidad VANOS de admisión. No se encontraron anomalías. Para los motores N55 y N52, las unidades VANOS son propensas a tener problemas. Verifique la unidad VANOS de entrada de aire de este automóvil. No se encontraron anomalías en el panel de señales. Sin embargo, por razones de seguridad, se reemplazó la unidad VANOS de entrada de aire y sí. No hubo anomalías durante la ejecución de la prueba. Pensamos que la avería se solucionaba de esta manera, pero la avería volvió a aparecer cuando el cliente recogió el coche. Notamos que la avería se produce fácilmente al acelerar al girar. Esta vez reorganicé mi pensamiento y revisé el filtro de aceite. No hubo anomalías ni limaduras de hierro. El primer mantenimiento y reemplazo de aceite nuevo puede eliminar el problema del aceite en sí. Mida la presión del aceite del motor. Es de 200 kPa cuando el automóvil está caliente y en ralentí. Cuando se reposta el motor a 3000 r/min, la presión del aceite alcanza los 600 kPa, lo cual es normal. Hay una sola válvula en la base de aceite que se usa para mantener la presión del aceite de la culata. ¿Podría ser su problema? Cambie la base del filtro de aceite por un automóvil del mismo modelo y pruebe la falla. Verifique que las válvulas unidireccionales VANOS de admisión y escape en la culata no estén sucias ni bloqueadas, y que no haya anormalidades. Las válvulas unidireccionales VANOS de admisión y escape están ajustadas mutuamente, pero la falla persiste. Para eliminar la falla del circuito, se invirtieron los pines del mazo de cables de las válvulas solenoides VANOS de admisión y escape, pero la falla persistió. Invierta los pasadores del mazo de cables del sensor del árbol de levas de admisión y escape, pero la falla persiste. Se invirtió la válvula solenoide de VANOS de admisión, se invirtió el sensor del árbol de levas de admisión y se invirtieron los circuitos relevantes. La unidad VANOS es nueva y ahora solo queda el DME. Después de reemplazar el DME y programar el vehículo, la falla. sigue siendo el mismo. Se solucionó todo lo que había que solucionar, ¿habrá desgaste interno del motor? Se desmontó y revisó nuevamente el mecanismo de sincronización, se desmontó la tira de soporte del árbol de levas de admisión y no se encontró desgaste anormal en la tira de soporte y el anillo rectangular era normal. Después de revisar el tensor de cadena y el árbol de levas, se encontró que había algunas horquillas y muchos rayones. En comparación con el tensor de cadena del mismo automóvil, no había horquillas ni rayones. Con la actitud de intentarlo, monté el tensor de cadena en buen estado en el vehículo y lo probé, y no hubo ninguna anomalía. Después de muchas vueltas y aceleraciones rápidas, la falla no ocurrió.

Solución de problemas: reemplace el tensor de la cadena, pruebe la conducción repetidamente y solucione el problema.

Resumen de fallos: La razón principal de este coche es que el tensor de cadena está atascado, provocando un error en el ajuste de la unidad VANOS de admisión, pero ¿por qué solo informa un fallo de ajuste de la leva de admisión? Cuando el motor acelera, el VANOS de admisión se ajusta más que el VANOS de escape. En este caso, sólo se informará el fallo VANOS de admisión.

Caso 2: El desgaste de la tira de soporte del árbol de levas de admisión de un BMW 740Li (F02) 2012 provocó una alarma en el sistema de transmisión

Fenómeno de falla: Un BMW 740Li (F02) 2012 equipado con Motor N54, kilometraje 92586 km. Debido a que el sistema de transmisión dio una alarma y no pudo acelerar, vine a nuestra fábrica para su reparación. Hubo una falla en la prueba de funcionamiento después de recoger el automóvil. El sistema de transmisión dio una alarma durante una aceleración rápida y falló el reabastecimiento de combustible.

Diagnóstico de fallas: utilice la detección ISID del equipo de diagnóstico original de BMW. Los códigos de falla son 120408: el ajuste de la presión de refuerzo está prohibido; 130108: error de ajuste de la entrada de aire VANOS, no se alcanza la posición. Al ejecutar el plan de detección de fallas de presión de sobrealimentación, se sugiere resolver primero la falla de ajuste de admisión VANOS. Las causas de esta falla incluyen la falla de la unidad VANOS de admisión, la placa de señal VANOS de admisión está dañada, el árbol de levas de admisión está desgastado y atascado y. el sistema de suministro de aceite de la unidad VANOS de admisión Hay un problema, hay un problema con la válvula solenoide VANOS y su cableado, hay un problema con el DME. En teoría, cuando el sistema de transmisión falla durante una aceleración rápida y no se puede repostar combustible, el DME desactiva el sistema de sobrealimentación por razones de seguridad. Sin embargo, no descarta la posibilidad de que haya problemas con el sistema de sobrealimentación, por lo que es necesario corregir la falla de VANOS. resuelto primero.

De acuerdo con el orden de simple a complejo, primero use ISID para limpiar las válvulas solenoides VANOS de admisión y escape, elimine el código de falla y pruebe la falla. La falla ocurre durante la aceleración rápida. El código de falla que aparece en este momento es solo la falla de sobrealimentación. y no aparece. Esto prueba que la admisión VANOS debe resolverse primero. El problema es correcto. Después de invertir las electroválvulas de admisión y escape y probar el auto, la falla persistió. En ralentí, verifique que el suministro de energía a la válvula solenoide VANOS de entrada de aire sea de 14,08 V y que el enchufe, la conexión a tierra y los cables estén todos normales. La fuente de alimentación del sensor del árbol de levas de admisión es de 14,2 V al ralentí y el enchufe, el cable de señal y el cable de tierra son normales. Verifique que la forma de onda de la válvula solenoide VANOS de admisión sea normal y verifique que la forma de onda del sensor del árbol de levas de admisión sea normal. Marque aquí para descartar DME, líneas relacionadas y la válvula solenoide VANOS de entrada de aire. Dado que la forma de onda de la válvula solenoide VANOS de admisión es normal, la forma de onda del sensor del árbol de levas de admisión es normal y el cable de tierra del voltaje medido es normal, es decir, la válvula solenoide VANOS de admisión, el sensor del árbol de levas de admisión, el DME y las líneas entre ellos son normales. , solo queda la presión del aceite y la parte mecánica del sistema VANOS de admisión de aire. Verificar la calidad del aceite del motor. El color y la viscosidad son normales (el cliente realizó el mantenimiento del aceite antes de los 1000 km) y no hay impurezas ni limaduras de hierro. Verifique la presión del aceite del motor. La presión es de 600 kPa al arrancar con el motor frío, cae a 400 kPa después de 15 minutos y luego cae lentamente a 200 kPa. Cuando el automóvil está caliente y en ralentí, es de 200 kPa. Cuando se reposta el motor a 3000 r/min, la presión del aceite alcanza los 600 kPa. El tensor de cadena fue desmontado e inspeccionado y se encontró que el tensor de cadena tenía una horquilla al extenderse y retraerse. Después de cambiar un tensor de cadena nuevo, la falla persistió durante la prueba. Se detectó que todavía había un error de ajuste del VANOS de admisión y la posición no llegaba al código de falla. Ahora solo queda la fase de distribución de gas y las piezas mecánicas internas. Se desmonta e inspecciona la tapa de la cámara de válvulas, y se comprueba que no haya anomalías en la fase de distribución de gas, la unidad VANOS de admisión y el panel de señales. e inspeccionado y se encuentra el soporte del árbol de levas de admisión. Las partes de contacto del anillo rectangular estaban severamente desgastadas (como se muestra en la Figura 5), ​​y finalmente se encontró la causa de la falla. Debido a que la presión del aceite es relativamente baja al ralentí, la unidad VANOS de entrada de aire se puede ajustar normalmente. Al acelerar repentinamente, la presión del aceite aumenta. Debido al desgaste severo en la unión entre la barra de soporte y el anillo rectangular, el paso del aceite no puede ser. sellado, lo que hace que la presión del aceite disminuya. La presión reducida del aceite. La unidad VANOS de entrada de aire no puede conducirse normalmente, por lo que la aceleración es débil y la luz de falla del motor emite una alarma. Esta es también la razón por la cual la prueba de ralentí se ejecuta normalmente pero la falla ocurre al acelerar bruscamente.

Figura 5 Ubicación del desgaste

Solución de problemas: reemplace el nuevo árbol de levas de admisión y el anillo rectangular, elimine el código de falla y pruebe la conducción repetidamente para eliminar la falla.