寶馬N55發動機渦輪增壓系統故障
寶馬N55發動機採用的是單渦輪雙渦管增壓器，其控制原理如圖1所示。發動機運轉產生的廢氣，流經廢氣渦輪增壓器的渦輪側，推動渦輪轉動。渦輪又帶動與其剛性相連的泵輪轉動，進而將進氣道內的空氣壓縮，提高進氣壓力。因此，增壓壓力與到達廢氣渦輪增壓器渦輪側的廢氣氣流有直接關係。發動機控制單元通過廢氣旁通閥調節增壓壓力。當達到所需增壓壓力時，廢氣旁通閥打開，部分廢氣通過旁通通道排出。這樣可以在發動機不需要增壓時降低渦輪的轉速，進而控制增壓壓力。該廢氣旁通閥由真空執行機構直接操縱，而真空執行機構是由發動機控制單元通過電子氣動壓力轉換器來控制的。其真空負壓由一個持續運行的發動機真空泵產生，並儲存在氣門室蓋內的蓄壓器中。這樣可以避免對制動助力功能產生不利影響。
渦輪增壓系統常見的故障是增壓壓力過低或者增壓壓力過高。很多情況下故障並不是渦輪增壓器本身引起，而是由於控制部件控制不良引起的，下面以具體的故障案例進行說明。
故障1
關鍵詞：寶馬X6增壓壓力調節，增壓壓力過低
故障現象：一輛2010年產寶馬X6，車型為E71，配置N55發動機，車輛行駛里程2.6萬km。用戶反映車輛行駛中急加速時發動機無力，發動機故障燈點亮。
檢查分析：筆者接車後首先起動發動機，怠速狀態下發動機運轉非常平穩，發動機故障燈並沒有點亮。連接故障診斷儀進行診斷測試，讀取發動機系統故障碼如下：“2C57-增壓壓力調節，可信度：壓力過低”；“2C58-增壓壓力調節，關閉：建壓已鎖止”。
查看2個故障細節的描述如表1和表2所示。通過表2中的故障描述可以看出，“2C58-增壓壓力調節，關閉：建壓已鎖止”是由於“2C57-增壓壓力調節，可信度：壓力過低”這個故障引起的，所以只要排除了增壓壓力調節過低的故障，增壓壓力調節關閉這個故障也就迎刃而解了。
通過表1中對故障內容的描述可知，發動機控制單元對增壓壓力傳感器測出的壓力進行監控，
當測得的壓力小於額定壓力時，才記錄了該故障碼。
增壓壓力傳感器和進氣溫度傳感器集成在一起，安裝在增壓空氣管上，向發動機控制單元提供增壓壓力和進氣溫度信息。
通過調用控制單元功能讀取發動機增壓的數據流（圖2）。節氣門前增壓壓力標準為131.62kPa；
節氣門前的實際增壓壓力為108.56kPa；節氣門後壓力為107.54kPa，接近標準大氣壓力，幾乎沒有增壓。
選擇故障內容執行檢測計劃，故障診斷系統分析認為一般造成增壓壓力過低的可能故障原因：減壓裝置真空供應裝置；排氣旁通閥；增壓空氣導管；廢氣渦輪增壓器；排氣背壓過高。 筆者檢查了減壓裝置閥門的控制管以及廢氣渦輪增壓器泵輪側至節氣門的增壓空氣管及軟管的連接、密封都沒有問題。接下來用真空壓力錶測量電子氣動壓力轉換器至廢氣旁通閥之間的真空壓力，測量結果不到-10 kPa。而正常真空負壓壓力只有達到-80 kPa以上，才可以在發動機需要增壓時驅動廢氣旁通閥關閉。正常情況下，發動機每次起動後，廢氣旁通閥是要關閉的，每次熄火後旁通閥打開。此車起動或熄火發動機時，觀察廢氣旁通閥的軸，幾乎不動，急踩加速踏板，提高發動機轉速，廢氣旁通閥控制軸還是不動作。說明旁通閥是常開的，這樣一來排氣歧管排出的大部分廢氣並沒有經過渦輪，而是被直接旁通到排氣管中，
廢氣渦輪增壓器起不到增壓的作用。於是安裝在節氣門前增壓管路上的增壓壓力傳感器就會檢測到發動機增壓壓力過低。 接著測量氣門室蓋中的真空蓄壓器至電子氣動壓力轉換器的真空壓力，測量結果也不到-10 kPa。由於真空蓄壓器和制動助力泵的真空壓力都是通過發動機驅動的真空泵產生的，既然用戶沒有投訴制動助力方面的故障，說明真空泵應該沒有問題。問題應該出在氣門室蓋中的真空壓力蓄壓器或者相關的真空管路上。
拆下發動機蓋板和渦輪增壓器前的進氣軟管檢查真空壓力蓄壓器和相關的真空管路，發現真空蓄壓器上有一個連接真空管路脫開了（圖3）。真空蓄壓器對外有2個輸出壓力控制管路：一個是至電子氣動壓力轉換器；另一個是至其他裝置的真空管路（排氣管控制閥）。這個管路脫開後，真空蓄壓器中的真空壓力從這裡洩壓，所以通過真空壓力錶測量的真空蓄壓器至電子氣動壓力轉換器的真空壓力不到-10 kPa。
故障排除：連接脫開的真空控制管路，起動車輛，再次測量真空蓄壓器至電子氣動壓力轉換器的真空壓力，壓力立即可以達到-95 kPa。而此時起動或者熄滅發動機，均能觀察到廢氣旁通閥控制軸大幅度的動作，帶動廢氣旁通閥關閉或者開啟。最後再進行路試，讀取發動機增壓的數據流（圖4）。節氣門後壓力、節氣門前的增壓壓力以及節氣門前增壓的標準壓力基本一致，故障排除。
故障2
關鍵詞：寶馬535Li轎車，增壓壓力過低
故障現象：一輛2010年產寶馬535Li轎車，車型為F18，配置N55發動機，車輛行駛里程8萬km
。用戶反映車輛行駛中急加速時發動機故障燈點亮，信息顯示屏顯示“發動機功率下降”。 檢查分析：筆者接車後首先連接故障診斷儀進行診斷測試，讀取故障碼為：“12030-增壓壓力調節，可信度：壓力過低”。故障類型顯示為持續故障。按照常規接下來就要選擇故障內容執行檢測計劃，然後根據檢測計劃的提示進行檢查維修。但是故障類型顯示為持續故障，有點讓人疑惑。維修人員決定先實時讀取動態數據流進行分析。
刪除發動機存儲的故障碼，通過調用發動機控制單元功能，讀取發動機怠速狀態下增壓數據流（圖5）。怠速工況發動機負荷低，對充氣量要求不高，所以怠速狀態下發動機沒有增壓的需求。由於發動機轉速很低，廢氣渦輪轉速也很低，很難起到增壓的效果。從圖5可知，怠速工況下的增壓數據是沒有問題的，節氣門前的增壓壓力應該接近環境壓力，此時要求的標準壓力也接近環境壓力，所以此時發動機故障報警燈並沒有點亮。
廢氣渦輪增壓器的增壓壓力與經過渦輪側的廢氣氣流有直接關係，但是廢氣氣流的速度和質量不僅取決於發動機轉速，還和發動機的負荷有很大的關係。這就需要進行實際的路試，鎖定發動機的增壓數據流，觀察車輛在有負荷情況下的增壓壓力。路試中儘量控制車速，等發動機的轉速很低時，突然踩下加速踏板，刻意增大發動機的負荷，
減少發動機慣性滑行。當在一段略有坡度的路面上行駛時，觀察到發動機增壓數據流節氣門前的實際增壓壓力為108.96 kPa,明顯小於系統要求的標準值129.59 kPa，如圖6所示。此時發動機轉速2000 r/min，車速80 km/h。持續了幾秒鐘，發動機故障報警燈便被點亮。 故障診斷儀檢測故障內容和之前讀取的一樣。診斷系統對這種故障有很清晰的檢測計劃，首先要進行下列一般檢查：檢查連接減壓裝置閥門的控制管線是否密封，位置是否正確以及是否出現折彎；檢查從壓縮機直至節氣門的增壓空氣管及軟管是否密封，以及位置是否正確；檢查直到壓縮機為止的進氣管道是否密封，以及位置是否正確。
經檢查管路連接都沒有問題。但是觀察發現車輛起動或熄火時廢氣旁通閥的推杆一直沒有動作。正常情況下推杆會在真空壓力的作用下打開或關閉廢氣旁通閥，以起到控制增壓壓力的作用。接下來測量廢氣旁通閥真空供應裝置的真空壓力。首先測量真空蓄壓器至電子氣動壓力轉換器的真空壓力，為-90 kPa，壓力正常，旁通閥真空供應裝置沒有問題。繼續測量電子氣動壓力轉換器至廢氣旁通閥的真空壓力，不到-15 kPa。這點壓力明顯驅動不了廢氣旁通閥，在發動機需要增壓的時候，廢氣便被直接旁通了出去，起不到增壓的作用。真空壓力的供應沒有問題，輸出控制卻出了問題，說明故障出在電子氣動壓力轉換器上。而根據以往維修經驗，一般其出現故障是因為洩壓端的濾網被灰塵堵塞所致，但大都是造成增壓壓力過高的故障。這次怎麼會引起控制旁通閥的真空壓力過低，造成增壓壓力過低呢？解體電子氣動壓力轉換器，發現閥的膜片破裂開了一個小口（圖7）。真空壓力就是從這個小口洩漏了，所以即使蓄壓器真空壓力供應充足，但是經過電子氣動壓力轉換器後壓力直接洩漏了，造成電子氣動壓力轉換器至廢氣旁通閥的壓力過低。
故障排除：更換電子氣動壓力轉換器，再次測量其至廢氣旁通閥真空壓力，壓力可以達到-40 kPa。路試觀察發動機的增壓壓力數據流，增壓壓力恢復正常（圖8），故障排除。
回顧總結：以上2個案例，都是由於增壓壓力過低所引起的故障，但是其根本原因並不在於廢氣渦輪增壓器本身，而在於真空壓力控制機構。維修人員在遇到渦輪系統故障時，應首先觀察增壓壓力數據流，若發現增壓壓力過低，要進一步確定是否由於廢氣旁通閥不能正常動作。當確定故障源在於真空壓力控制機構時，只要認真排查相關管路及蓄壓器、電子氣動壓力轉換器等相關零件，問題就能迎刃而解。 除此之外，增壓壓力過低還有以下幾種常見的原因。
（1）增壓後壓力管路密封不良引起的漏氣，特別應注意增壓空氣散熱器前後的空氣導管安裝不到位引起的密封不良，以及密封圈老化斷裂造成的漏氣。
（2）廢氣渦輪增壓器本身故障，如渦輪卡滯，這一般是增壓器潤滑或冷卻不良引起。
（3）三元催化轉換器堵塞，廢氣排出不暢，導致排氣管背壓過高，阻礙廢氣渦輪正常轉動，也會造成增壓壓力過低。 故障3 關鍵詞：寶馬X5，增壓壓力過高
故障現象：一輛2010年產寶馬X5，車型為E70，配置N55發動機，行駛里程3萬km。用戶反映車輛行駛中發動機故障燈點亮，信息顯示屏顯示“發動機功率下降”，車輛提速緩慢，加速踏板踩到底，車速勉強可以達到130 km/h。若熄火後再次起動，發動機故障燈可以熄滅，但只要車速達到100 km/h左右，或者急加速，發動機故障燈就會立即點亮。
檢查分析：筆者接車後首先根據用戶描述的故障現象，結合平時的維修經驗進行初步分析，認為很有可能是渦輪增壓系統或者高壓燃油噴射系統出現了故障。連接故障診斷儀進行診斷檢測，讀取相關的故障碼為：“2C58-增壓壓力調節，關閉：建壓已鎖止”；“2C56-增壓壓力調節，可信度：壓力過高”。根據故障碼得知高壓燃油噴射系統正常，而渦輪增壓系統有故障。並且“2C58-增壓壓力調節，關閉：建壓已鎖止”
這個故障是由“2C56-增壓壓力調節，可信度：壓力過高”引起的。
這種關於渦輪增壓壓力過高的故障，早期在N54型雙渦輪發動機上出現過一些，一般都是由於電子氣動壓力轉換器的濾網堵塞所致。不同的是，N55使用的是單渦輪雙渦管增壓器，只使用一個增壓壓力調節電磁閥；N54發動機使用的雙渦輪增壓器，使用了2個增壓壓力調節電磁閥。
接下來刪除存儲的故障碼，連接診斷儀進行路試，觀察實時數據流，看是否存在增壓壓力過高的情況。實際觀察測量的數據流如圖9所示。節氣門前的增壓壓力高於標準值。
借鑑以前的維修經驗，筆者首先檢查了增壓壓力調節電磁閥。拆下電磁閥，輕輕撬開塑料防
護蓋，果然發現濾網上面覆蓋了很多灰塵（圖10）。
借鑑以前的維修經驗，筆者首先檢查了增壓壓力調節電磁閥。拆下電磁閥，輕輕撬開塑料防護蓋，果然發現濾網上面覆蓋了很多灰塵（圖10）。 回顧總結：渦輪增壓壓力調節電磁閥的濾網堵塞了怎麼會引起發動機的增壓壓力過高呢？在發動機運行過程中，廢氣旁通閥會根據特性曲線隨時開啟或關閉，參與負荷控制過程。其動作是由電磁閥控制的。
這就要求電磁閥能夠快速響應發動機控制單元的指令，根據需要改變管路中的真空壓力。當電磁閥根據需要從一個較大的壓力控制階段向一個較小的壓力控制階段轉換時，就需要藉助外界的大氣壓力來幫助快速洩壓，進而打開廢氣旁通閥，以達到快速降低增壓壓力的目的。 而電磁閥對外的洩壓孔就是過濾網口。如果過濾網口堵塞的話，將會直接影響電磁閥對廢氣旁通閥執行機構的控制速度，導致發動機的進氣壓力高於實際需要，即增壓壓力過高。發動機控制單元測量節氣門前的增壓壓力，並與特性曲線的規定數據進行比較。若發現增壓壓力過高，將進入緊急模式，切斷廢氣旁通閥的控制，閥門完全打開，關閉增壓。因此車輛的急加速性能將會受到影響，並且車輛會報警提示。