一辆行驶里程约6.3万km、搭载N20型欧5排放标准的发动机的2014款宝马525Li（F18）轿车 。车主反映：该车高速状态下急加速感觉发动机无力，有时发动机故障灯点亮，信息显示屏显示“发动机功率下降”，若熄火后再次启动，发动机故障灯可以熄灭。

  故障诊断：接车后，路试验证故障现象，确实如车主所述。连接专用诊断仪ISTA，系统存有“涡轮增压压力调节可信度低”的故障码。在动手维修之前，我们先了解一下宝马N20发动机的涡轮增压系统，这样维修起来才能做到有的放矢。

  宝马N20型发动机采用的是单涡轮双涡管增压器。所谓的双涡管是指有两条互不干涉的管路都通向废气涡轮侧，其排气歧管采用无间隙四合二结构，每两个排气分别汇聚成一个排气通道，排气歧管和废气涡轮增压器彼此焊接在一起组成一个总成。宝马N20型发动机的单涡轮双涡管构造如图1所示。

  N20发动机将1缸和4缸集成为一个废气通道、2缸和3缸集成为另一个废气通道，这样做才能够更高效地利用脉冲增压效果。脉冲增压可实现涡轮增压器的快速响应特性，提升增压的效果，尤其是在转速较低情况下，因为此时脉动最强。宝马N20型发动机单涡轮双涡管涡轮增压器最大限度地解决了涡轮迟滞的问题，发动机转速大概在1 250r/min，涡轮增压器便可介入工作，使得发动机的扭矩达到最高。宝马单涡轮双涡管增压器控制原理如图2所示。

  宝马N20型发动机的点火顺序为1-3-4-2。普通的涡轮增压器（单涡轮单涡管）的排气歧管是将所有气缸的排气管集合到一起，将废气汇集后再去推动涡轮。所有废气经过排气歧管进入排气涡管推动叶片之前都会联通在一起，而在叶片阻力形成的高压下，一部分从工作缸排出来的废气会回流进上一个缸。也就是说普通的涡轮增压器会导致上一个缸排气不完全，这会直接影响到接下来的充气质量，另一部分会冲击上一个工作缸的废气波，两股废气叠加在一起反而会削弱涡轮的废气驱动力。

  发动机工作时产生的废气流经废气涡轮增压器的涡轮侧，推动涡轮转动，涡轮又带动与其刚性相连的泵轮转动，进而将进气道内的空气压缩，来提升进气压力。因此，增压压力与到达废气涡轮增压器涡轮侧的废气气流有直接关系。发动机控制单元通过废气旁通阀调节增压压力。当达到所需增压压力时，废气旁通阀打开，部分废气通过旁通通道排出。这样做才能够在发动机不需要增压时降低涡轮的转速，进而控制增压压力。该废气旁通阀由真空执行机构直接操纵，而真空执行机构是由发动机控制单元通过电子气动压力转换器来控制的。其真空负压由一个持续运行的发动机真空泵产生，并储存在气门室盖内的蓄压器中。这样做才能够避免对制动助力功能产生不利影响。

  宝马N20型发动机的线型发动机相似，除为制动助力器提供真空压力外，大多数都用在启用废气轮增压器上的废气旁通阀。此外在宝马N20型发动机上还通过真空压力来操作排气风门。

  宝马N20型发动机真空泵采用两级设计，以便为制动助力器提供所产生的大部分真空压力。为了确认和保证始终提供充足的真空压力用于操控废气旁通阀，系统还采用了一个真空蓄能器。真空蓄能器与发动机盖板牢固地连接在一起。宝马N20型发动机线所示。

  废气涡轮增压器的增压压力与到达废气涡轮增压器涡轮处的废气气流有直接关系。无论是废气气流的速度还是质量，都直接取决于发动机转速与发动机负荷。发动机管理系统通过废气旁通阀调节增压压力。废气旁通阀由真空执行机构操纵，这些执行机构由发动机管理系统通过电子气动压力转换器（EPDW）来控制。持续运行的发动机真空泵产生真空并将其存储在一个蓄压器内，这样做才能够确保这些用电器不会对制动助力功能产生不利影响。通过废气旁通阀可将全部或部分废气气流输送至涡轮处，达到所需增压压力时，废气旁通阀开始打开，部分废气气流通过旁通通道排出，这样可防止通过涡轮继续提高压缩机转速。

  通过这种操控方法可处理各种运作状况。发动机处于怠速运行阶段时，涡轮增压器的废气旁通阀关闭，全部废气气流在发动机处于低转速阶段都用于压缩机加速。当需要提高发动机功率时，压缩机可立即提供所需增压压力，这样可最大限度地降低甚至避免涡轮增压迟滞。在满负荷情况下，发动机扭矩达到最大允许值时，通过部分开启废气旁通阀以保持比较高的恒定增压压力值。也就是说，压缩机始终根据运作情况保持相应的转速，通过开启废气旁通阀可降低涡轮的驱动能量，系统不会进一步提升增压压力，从而不会额外增加耗油。

  发动机循环空气减压阀用于降低节气门快速关闭时不希望出现的增压压力峰值。如果发动机转速较高时关闭节气门，进气管内就会产生真空压力。由于通向进气管的通道已被阻断，因此会在压缩机后形成无法消除的较大背压，造成增压器“泵气”，出现非常明显的干扰性泵噪音。与此同时，废气涡轮增压器还承受可造成部件损坏的负荷，因为高频压力波会给废气涡轮增压器轴承施加轴向方向的负荷。

  循环空气减压阀是机械操纵式弹簧膜片阀，通过进气管压力控制这些阀门。如果节气门前后存在压力差，进气管压力就会使循环空气减压阀打开，并将增压压力转至压缩机的进气侧。压力差一旦超过30kPa，循环空气减压阀就会开，以防止出现造成部件损坏的干扰性泵动作用。循环空气减压控制管理系统结构如图4所示，其中“1”为循环空气减压阀处于关闭状态；2”为循环空气减压阀处于打开状态。

  循环空气减压阀在通电的情况下阀门向内运动，此时经过泵轮增压后的空气从旁通阀回到泵轮前部，从而执行泄压程序。当循环空气减压阀断电时，阀门通过膜片内部的弹簧弹力把阀门往外顶，此时阀门执行旁通阀的关闭过程。正常增压时，泵轮后的压力远大于泵轮前的压力，为避免阀门被增压后的压力顶开，因此在阀门顶部设计了4个小孔。正常增压时，增压后的空气从4个小孔进入到膜片内，此时膜片内的压力作用在阀门内侧加上弹簧的弹力大于阀门外侧增压后的压力，因此阀门能够隔断旁通阀（如图5）。

  涡轮增压器运行过程中，假如慢慢的出现功能故障、不可信数值或与废气涡轮增压调节相关的传感器失灵，发动机管理系统DME就会切断废气旁通阀的控制，阀门完全打开。进入应急运行模式，因此不再进行增压。

  详细了解了宝马N20型发动机涡轮增压系统的结构和控制原理后，我们继续诊断本故障车。

  通过车辆OBD接口连接宝马专用故障诊断仪ISTA，进行车辆快速测试，进行读取车辆故障码记忆，故障详细描述如图6。

  删除故障代码后，再试车，重新连接宝马专用故障诊断仪，依旧出现相同的故障代码。诊断检测仪上对故障车上故障码的描述及提示信息如图7所示。

  根据提示信息，需要检查的项目有：DME和增压压力传感器之间的线束是否异常、减压装置阀门是否因卡住而无法关闭、三元催化器是不是真的存在堵塞、发动机管理系统DME软件版本；真空管路和真空度是否异常、减压装置阀门的压力变换器是不是正常等。

  1．检查相关线所示电路图，检查推力换气阀（即电子气动压力转换器）的导线，未发现断路、短路等不正常的情况，也没有存储相关的故障码，基本能排除线路故障。更换EPDW阀并进行路试，发生故障时的EPDW占空比信号波形（图9）正常，通过此波形可排除DME和线路发生故障的可能性。

  2．检查增压空气导管。根据图10所示宝马N20型发动机空气导管流向，检查连接减压装置阀门的控制管密封性、真空管路安装有无弯曲、从进气到排气的连接管路是不是真的存在漏气、节气门有无卡滞等。通过检查，上述部件均未发现异常，说明故障点不在进气系统。

  3．检查废气旁通阀（图11）。手动检查废气旁通阀的开闭正常，且无卡滞情况；用专用电脑控制旁通阀也正常。所以，可以排除由于废气旁通阀故障造成涡轮工作异常的可能。

  4．检查三元催化器和涡轮增压器。三元催化器堵塞会导致发动机排气不顺，排气背压过高。同时，排气不顺还会导致涡轮转速过低，从而造成增压压力过低。拆开两个前氧传感器，使用内窥镜查看三元催化器内部，并未曾发现堵塞情况。另外，通过与车主交流得知该车一直在正规加油站加注98＃汽油，从未加过劣质燃油，基本能排除三元催化器堵塞。拆下进气管和增压空气管，未曾发现明显的油迹（管路中有少量机油为正常，因曲轴通风装置可能会排出少量机油），用压缩空气吹动涡轮增压器进气压气轮，转动平稳并没异常噪音，说明涡轮本身无异常。

  5．检查车辆的软件版本。通过诊断仪里的IS丁A/P软件或BMW钥匙数据读取器均可查看发动机管理系统DME软件版本，另外，在宝马维修工单中就有最新的钥匙数据。因此，能够迅速地查询故障车的软件版本。在集成等级信息中，可以了解到此车的软件版本是F010-14-11-502（图12），目前，可将软件升级至F010-17-11-540。对故障车的软件版本进行升级、编程后试车，故障依旧，说明不是软件版本的问题。

  6．读取发动机数据流。怠速时，删除故障车系统内存储的故障码，通过调用发动机DME控制单元功能，读取发动机怠速状态下的增压数据流（图13），节气门前的增压压力标准值为100.473kPa，节气门前的实际增压压力为100.008kPa，节气门后压力为95.809kPa。从数据对比中不难发现，发动机怠速时增压数据流正常。

  在高转速负荷时，读取发动机电脑DME里的有关数据（图14）。把发动机转速提高至3 300r/min左右，发现节气门前的压力值却只有100.5kPa，也就是跟大气压力一样。继续提高发动机转速至4000r/min，压力值的波动不足1.5kPa。查阅维修手册得知，宝马N20型发动机在转速为1 100～1 200r/min时涡轮增压器就可以介入。该数据流显示，涡轮增压器没有起到增压作用，无法对进气管空气进行增压。

  7．检查线所示，检查线，未发现异常。一般的情况下推杆会在真空压力的作用下打开或关闭废气旁通阀，以起到控制增压压力的作用。首先测量真空蓄压器至旁通阀控制电子气动压力转换器（EPDW）的真空压力，测量线kPa, VAC端却正常，旁通阀真空供应装置压力供应没问题。继续测量EPDW阀至旁通阀线kPa，正常。

  8．检查空气循环减压阀。经过反复试车及综合检查发现，每次急加速收油门时空气循环减压阀发出减压泄气声音比其他同款车的声音稍大。拆卸循环空气减压阀的阀门时，发现此阀的膜片破损（图16），明白增压器的结构后，彻底明白为什么只在特定的转速内才会出现增压压力过低的故障。

  更换循环空气减压阀后试车，并观察发动机的增压压力数据流，增压压力达到106.297kPa（图17），增压回到正常状态，该车故障被彻底排除。

  维修小结：涡轮增压系统发生故障时，故障点往往不在涡轮增压器本身，应首先观察增压压力数据流。当发现涡轮增压压力过低时，还要留意涡轮工作声音是否发生明显的变化。另外，验证故障时一定要找到故障发生的条件及规律。

  循环空气减压阀的阀门膜片出现破损时，会导致增压压力的损失。急加速时，由于涡轮转速变化较快、负荷大，此时的增压压力更高，膜片即使出现很小的破损，损失的压力也会影响进气增压。与此同时，发动机控制单元DME测量节气门前的增压压力，并与规定数据来进行比较。若发现增压压力过低，将进入紧急模式，导致发动机功率下降。

  维修点评：本文诊断方法正确，图文记录完整，尤其作者用一半篇幅浓墨重彩地介绍宝马N20型发动机单涡轮双涡管增压器，使我们清楚了解双涡管的作用，此项设计解决了废气扰流问题。

  发动机故障中的“怠速不稳”和“功率下降”占比最大，该车是尸例典型的功率下降故障。具体表现为：急加速发动机无力，发动机故障灯有时点亮，显示屏出现“发动机功率下降”。作者查询故障码为：DME傲字发动机管理系统，亦称发动机模块））12308一增压压力调节，可信度，压力过低。大家请看图7，厂家资料对该故障码的故障描述、故障识别条件、故障代码存储记录条件、保养措施、故障影响和抛锚说明、对司机信息提醒、服务提示等做了非常细致的说明。作者根据厂家资料并且还加入自己对可能故障原因的分析，一步一步检测，一项一项验证，但均不是本故障的原因。

  读取数据流（图14），发动机转速3 369r/min，节气门前增压压力100.539kPa（标准大气压101.325kPa），节气门后增压压力95.273kPa，说明增压不足，而该车1 100～1 200r/min应开始增压。作者反复试验发现空气循环减压阀发出的减压泄气声音比同款车声音稍大，随即拆却阀门看到膜片破损，故障原因的实质是增压成果被空气循环减压阀损毁掉。

  请再看图14，发动机转速3 369r/min，节气门前增压压力标准值100.473kPa，这不是线r/min以上的标准值是150kPa左右，可能是增压压力上不去，控制单元应急程序下调了标准。图16，是故障排除后的数据流，界面中没有显示发动机转速，作者可以截屏一幅高转速下的界面，观查高转速时的增压标准值和实际增压值，进一步验证本车故障已被彻底排除。

  1．指向某个元件叶感器、执行黝的信号，如电线开路、电线短路（与正极或与地短路）、没信号、信号错误、信号超上限、信号超下限、基本设置／自适应错误等，其故障原因4游为一一线路、元件、控制单元。

  2．指向不正常状态，例如本案例“12308增压压力调节，可信度，压力过低”，故障识别条件是增压压力传感器数值不在正常范围内，发动机转速大于1 900r/min，达到了故障代码记录全部条件。进入不正常状态一般涉及电器、电子元件和机械部件及其它，新型高端汽车自诊断能力强大，涉及电器、电子元件大多存储故障码，如果涉及机械部件，因控制单元没有神经纤维（电线）与神经细胞（机械构件）相连，所以不会存储故障代码。

  另外，在故障诊断仪界面中，被翻译成中文的故障码内容、数据流文字等，可能翻译者不是汽车专业方面技术人员，个别词语我们不容易看懂，还要从专业角度诊释、揣摩出最确切的涵义。

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