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宝马3系论坛 >  E46动力重生记 -宝马 M54 Vanos Rebulit

发表于 2015-04-12 01:38    IP属地:未知

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E46动力重生记 -宝马 M54 Vanos Rebulit

原厂Buna橡胶在发动机工况下的寿命差不多是3万公里,是的,你没看错,3万公里!!
也就说,几乎所有该年份内的BMW车型,Vanos都是废的。
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空气流动存在惯性,惯性还不小,它对燃烧室充排气有着极大影响。对发动机尤其是NA而言,优化气流,充分利用燃烧做功,是至为关键的。
可变正时技术就是调整不同转速下的气门开合时间、进排气重叠角度,来达到进气和燃烧的优化。我认为该技术是发动机设计上的一次伟大跃进,没有该技术,NA发动机的扭矩输出区间绝对没有现在那么宽广。
Vanos是宝马可变气门正时技术的统称,是一种连续可变的控制机械。早期宝马使用的是Single Vanos,只控制进气一侧凸轮轴,后期开始使用Double Vanos,对进排气都进行控制。从单到双,是很大的进步。这也是为什么E36 M3前后款的两台发动机,S50B30(Single Vanos),S50B32(Double Vanos),后者达到了100匹/升的升功率,比前者更高。
1998年后,宝马车搭载的新一代Double Vanos经过重新设计,可控气门角度达到进气40°、排气25°,性能更佳。


Double Vanos在高转速下的进排气气门角重叠


不过它也有个致命的缺点。
Vanos的原理是:凸轮轴与花键轴向啮合,在转动惯性下,花键总是向外甩出,而Vanos用机油压力推动活塞顶住花键,在内外两个力的平衡下,精确控制凸轮轴的啮合深度,达到需要的正时偏角。



油压推动活塞,压入花键




Double Vanos持续控制花键深度



所以保持压力非常重要,但恰恰是这一点上出了问题。
原因是BMW很鬼畜地使用不合需求的Buna (Buna-N, NBR, Nitrile)丁纳橡胶腈密封圈。
Buna密封圈很常见,但严格受到化学和温度的限制。在发动机内部恶劣工况下,它明显不胜任。老化、变硬、收缩、断裂,任何一种都会导致Vanos功能失效。2000年左右,第一批搭载此款Double Vanos的车型就陆续开始出现问题,最后厂方也介入了,但宝马的最终回应是:“No further development will be done”。


所以哪怕是去4S店换全新的Vanos总成,里面的密封环还是Buna橡胶。这是让车主自生自灭的意思吗?

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两大两小,四个密封环的位置所在


Vanos问题出现在所有代号为M52TU、M54、M56的六缸发动机上。这是几款非常优秀和经典的发动机,因而在宝马车型上应用极广。于是,从1998年到2006年,涵盖了3、5、7、X、Z各大系列的车型,一律中枪,它们包括:
3系 E46
5系 E39、E60、E61
7系 E38、E65、E66
Z3  E36
Z4  E85
X3  E83
X5  E53
Double Vanos失效的症状包含:
1、整体动力下降;
2、低转动力下降尤其明显,发动机光吼不动;
3、转速很难上3000rpm;
4、动力输出不线性;
5、升降档窜动;
6、怠速转速不稳;
7、开空调乏力;
8、油耗增加,至少10%;
9、冷启动难;
接诊断仪查看,能看到P1520、P1523、P1397等故障码,此外,对比实际正时调整角度和理论正时调整角度,也会发现不一致。
但事实上根本不用查。为什么呢,因为Buna橡胶在发动机工况下的寿命差不多是3万公里,是的,你没看错,3万公里!!也就说,几乎所有该年份内的BMW车型,Vanos都是废的。
Buna橡胶老化后是什么样子?

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拆出的密封圈,这还是橡胶吗,这TMD就是塑料啊,还是很脆的那种,轻轻一掰,肝肠寸断。这样的货色,怎么保持完美的密封。
      

你的Vanos,也在苟延残喘吗?
      准备动手吧。
一、物料准备:

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1、全新材料的Vanos密封圈,内圈是杜邦Viton氟素橡胶,外圈是同样来自杜邦的Teflon铁氟龙材料,耐用性跟原厂比起来不可同日而语。
2、VICTOR REINZ气门室盖垫
3、Vanos 密封垫
4、大量的清洗剂
5、校准过的扭力扳手,我不太相信预载扭力的那种,还是指针的最放心



当然,还有这个,”专注宝马密封20年“


二、进手
1、拆点火线圈等一系列附件,最后开缸盖。我习惯把拆出来的东西都标号

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2、有点震惊的泥垢,Vanos都变成熏黄色了


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3、气缸盖上的泥垢,上一次换油偷懒,是在1.5万公里,看来要反省一下了


*****


4、一路拆进Vanos,里面是有反向螺栓的,别乱拧,拧断的几率很高


*****


5、用塑料袋包裹着Vanos拆出,顺便接住废油,不要滴到皮带上。新的Vanos单元比起上一代M50发动机上使用的人性化很多啊,可以单独拆下组装,不用每次都对正时了。



6、一个视频,那个松垮垮的样子,打开总成,活塞就会自己滑出来,100%密封坏了。

7、拆出来的活塞,可以看到密封圈,已经平了…………


*****


8、开始清洁


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9、检查活塞、Vanos缸体密封面,应该是完全光滑的,不能有任何划痕或者瑕疵,我的有些划痕,先用2000目砂纸打磨,再用4000目精磨,最后牛皮抛光,修复完的活塞应该光滑锃亮。


*****


10、安装密封环需要极大的耐心和细致,不能卷曲,不能用力拉,用80度热水浸泡后轻轻安装,并反复检查


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11、要洗得彻底,两个Vanos Solenoid也拆下来,浸泡、清洗、冲刷整个Vanos,包括油路,务必做到光亮净透


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12、两个进排气Vanos Solenoid编号相同,不分位置,但最好也要保持原位。这两个东西也极有可能损坏,症状是低速正常、高速锁死,结果凸轮轴正时偏角就经常锁在高转位置,低速乏力。最好检测后一并更换。千万不要用化清剂喷洗电磁阀内部


*****


13、安装活塞又是件耗时费力且细致的工作,关键词是充分润滑、角度、手法、经验,因为间隙很紧,要是让活塞和缸体金属互相seize,那就完了。最后用原厂标定的扭力交叉锁紧。


*****


15、装配好Vanos Solenoid,整个Vanos Unit就重生了



16、原路返回,记得别搞错顺序或者扭力


*****


17、做彻底的清洁,让工人把能洗的都洗了,务必干干净净


装配完,等到密封胶固化稳定,就能发动引擎了,当场就体验到动力回来一些。不过还没完,因为铁氟龙材质较硬,新的密封圈至少需要400-500公里才能磨合完全,多跑跑市区和山路,让Vanos充分运动,能加速磨合。


《Vanos重生记 之二 E46 325i Turbo》
《Vanos重生之三 带病工作染绝症、幸遇巧手重复春》
《Vanos重生之四 异地作业E46》

[ 本帖最后由 luovise 于 2015-5-17 10:25 编辑 ]

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来自 爱卡iPhone版 发表于 2015-04-12 02:37    IP属地:未知

N20B20呢?

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来自 爱卡Android版 发表于 2015-04-12 07:18    IP属地:未知

喜欢技术贴。

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发表于 2015-04-12 21:33    IP属地:未知

技术真好。 油泥不忍直视

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发表于 2015-04-12 22:19    IP属地:未知

技术这么好,国外教程上发现的吗还是自我发现的,那是不是E46的325都中枪啊,很多人不换车子都不行吗

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来自 爱卡iPhone版 发表于 2015-04-12 22:48    IP属地:未知

好帖,必须要顶。宝马早就该在密封圈这个环节加以改进了,比如E90的真空泵,其实也是两个密封圈的事。

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发表于 2015-04-13 00:20    IP属地:未知

e90的vanos好像也是这个问题。我的那个也漏过,最后换的橡胶圈,但是还是有点漏的

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来自 爱卡iPhone版 发表于 2015-04-13 01:36    IP属地:未知

嗯,宝马发动机温度高,密封件受到的考验更大。宝马还时不时脑抽,用一些问题件。
别的车型我不知道,M54节温器标定温度就是97度,实测打开温度都接近99度了。而一般其他牌子发动机的运行温度都是80度上下,相差整整17度

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发表于 2015-04-13 11:42    IP属地:未知

老潜水员啊

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发表于 2015-04-13 16:13    IP属地:未知

4缸机呢?比如N42B20 N46B20之类的

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