宝马N55发动机采用的是单涡轮双涡管增压器，其控制原理如图1所示。发动机运转产生的废气，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，提高进气压力。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。这样可以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。这样可以避免对制动助力功能产生不利影响。
涡轮增压系统常见的故障是增压压力过低或者增压压力过高。很多情况下故障并不是涡轮增压器本身引起，而是由于控制部件控制不良引起的，下面以具体的故障案例进行说明。
1、故障1
关键词：宝马X6增压压力调节，增压压力过低
故障现象：一辆2010年产宝马X6，车型为E71，配置N55发动机，车辆行驶里程2.6万km。用户反映车辆行驶中急加速时发动机无力，发动机故障灯点亮。
检查分析：笔者接车后首先起动发动机，怠速状态下发动机运转非常平稳，发动机故障灯并没有点亮。连接故障诊断仪进行诊断测试，读取发动机系统故障码如下：“2C57-增压压力调节，可信度：压力过低”；“2C58-增压压力调节，关闭：建压已锁止”。
查看2个故障细节的描述如表1和表2所示。通过表2中的故障描述可以看出，“2C58-增压压力调节，关闭：建压已锁止”是由于“2C57-增压压力调节，可信度：压力过低”这个故障引起的，所以只要排除了增压压力调节过低的故障，增压压力调节关闭这个故障也就迎刃而解了。
通过表1中对故障内容的描述可知，发动机控制单元对增压压力传感器测出的压力进行监控，当测得的压力小于额定压力时，才记录了该故障码。增压压力传感器和进气温度传感器集成在一起，安装在增压空气管上，向发动机控制单元提供增压压力和进气温度信息。
通过调用控制单元功能读取发动机增压的数据流（图2）。节气门前增压压力标准为131.62kPa；节气门前的实际增压压力为108.56kPa；节气门后压力为107.54kPa，接近标准大气压力，几乎没有增压。
选择故障内容执行检测计划，故障诊断系统分析认为一般造成增压压力过低的可能故障原因：减压装置真空供应装置；排气旁通阀；增压空气导管；废气涡轮增压器；排气背压过高。
笔者检查了减压装置阀门的控制管以及废气涡轮增压器泵轮侧至节气门的增压空气管及软管的连接、密封都没有问题。接下来用真空压力表测量电子气动压力转换器至废气旁通阀之间的真空压力，测量结果不到-10 kPa。而正常真空负压压力只有达到-80 kPa以上，才可以在发动机需要增压时驱动废气旁通阀关闭。正常情况下，发动机每次起动后，废气旁通阀是要关闭的，每次熄火后旁通阀打开。此车起动或熄火发动机时，观察废气旁通阀的轴，几乎不动，急踩加速踏板，提高发动机转速，废气旁通阀控制轴还是不动作。说明旁通阀是常开的，这样一来排气歧管排出的大部分废气并没有经过涡轮，而是被直接旁通到排气管中，废气涡轮增压器起不到增压的作用。于是安装在节气门前增压管路上的增压压力传感器就会检测到发动机增压压力过低。
接着测量气门室盖中的真空蓄压器至电子气动压力转换器的真空压力，测量结果也不到-10 kPa。由于真空蓄压器和制动助力泵的真空压力都是通过发动机驱动的真空泵产生的，既然用户没有投诉制动助力方面的故障，说明真空泵应该没有问题。问题应该出在气门室盖中的真空压力蓄压器或者相关的真空管路上。
拆下发动机盖板和涡轮增压器前的进气软管检查真空压力蓄压器和相关的真空管路，发现真空蓄压器上有一个连接真空管路脱开了（图3）。真空蓄压器对外有2个输出压力控制管路：一个是至电子气动压力转换器；另一个是至其他装置的真空管路（排气管控制阀）。这个管路脱开后，真空蓄压器中的真空压力从这里泄压，所以通过真空压力表测量的真空蓄压器至电子气动压力转换器的真空压力不到-10 kPa。
故障排除：连接脱开的真空控制管路，起动车辆，再次测量真空蓄压器至电子气动压力转换器的真空压力，压力立即可以达到-95 kPa。而此时起动或者熄灭发动机，均能观察到废气旁通阀控制轴大幅度的动作，带动废气旁通阀关闭或者开启。最后再进行路试，读取发动机增压的数据流（图4）。节气门后压力、节气门前的增压压力以及节气门前增压的标准压力基本一致，故障排除。
2、故障2
关键词：宝马535Li轿车，增压压力过低
故障现象：一辆2010年产宝马535Li轿车，车型为F18，配置N55发动机，车辆行驶里程8万km。用户反映车辆行驶中急加速时发动机故障灯点亮，信息显示屏显示“发动机功率下降”。
检查分析：笔者接车后首先连接故障诊断仪进行诊断测试，读取故障码为：“12030-增压压力调节，可信度：压力过低”。故障类型显示为持续故障。按照常规接下来就要选择故障内容执行检测计划，然后根据检测计划的提示进行检查维修。但是故障类型显示为持续故障，有点让人疑惑。维修人员决定先实时读取动态数据流进行分析。
删除发动机存储的故障码，通过调用发动机控制单元功能，读取发动机怠速状态下增压数据流（图5）。怠速工况发动机负荷低，对充气量要求不高，所以怠速状态下发动机没有增压的需求。由于发动机转速很低，废气涡轮转速也很低，很难起到增压的效果。从图5可知，怠速工况下的增压数据是没有问题的，节气门前的增压压力应该接近环境压力，此时要求的标准压力也接近环境压力，所以此时发动机故障报警灯并没有点亮。
废气涡轮增压器的增压压力与经过涡轮侧的废气气流有直接关系，但是废气气流的速度和质量不仅取决于发动机转速，还和发动机的负荷有很大的关系。这就需要进行实际的路试，锁定发动机的增压数据流，观察车辆在有负荷情况下的增压压力。路试中尽量控制车速，等发动机的转速很低时，突然踩下加速踏板，刻意增大发动机的负荷，减少发动机惯性滑行。当在一段略有坡度的路面上行驶时，观察到发动机增压数据流节气门前的实际增压压力为108.96 kPa,明显小于系统要求的标准值129.59 kPa，如图6所示。此时发动机转速2000 r/min，车速80 km/h。持续了几秒钟，发动机故障报警灯便被点亮。
故障诊断仪检测故障内容和之前读取的一样。诊断系统对这种故障有很清晰的检测计划，首先要进行下列一般检查：检查连接减压装置阀门的控制管线是否密封，位置是否正确以及是否出现折弯；检查从压缩机直至节气门的增压空气管及软管是否密封，以及位置是否正确；检查直到压缩机为止的进气管道是否密封，以及位置是否正确。
经检查管路连接都没有问题。但是观察发现车辆起动或熄火时废气旁通阀的推杆一直没有动作。正常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。接下来测量废气旁通阀真空供应装置的真空压力。首先测量真空蓄压器至电子气动压力转换器的真空压力，为-90 kPa，压力正常，旁通阀真空供应装置没有问题。继续测量电子气动压力转换器至废气旁通阀的真空压力，不到-15 kPa。这点压力明显驱动不了废气旁通阀，在发动机需要增压的时候，废气便被直接旁通了出去，起不到增压的作用。真空压力的供应没有问题，输出控制却出了问题，说明故障出在电子气动压力转换器上。而根据以往维修经验，一般其出现故障是因为泄压端的滤网被灰尘堵塞所致，但大都是造成增压压力过高的故障。这次怎么会引起控制旁通阀的真空压力过低，造成增压压力过低呢？解体电子气动压力转换器，发现阀的膜片破裂开了一个小口（图7）。真空压力就是从这个小口泄漏了，所以即使蓄压器真空压力供应充足，但是经过电子气动压力转换器后压力直接泄漏了，造成电子气动压力转换器至废气旁通阀的压力过低。
故障排除：更换电子气动压力转换器，再次测量其至废气旁通阀真空压力，压力可以达到-40 kPa。路试观察发动机的增压压力数据流，增压压力恢复正常（图8），故障排除。
回顾总结：以上2个案例，都是由于增压压力过低所引起的故障，但是其根本原因并不在于废气涡轮增压器本身，而在于真空压力控制机构。维修人员在遇到涡轮系统故障时，应首先观察增压压力数据流，若发现增压压力过低，要进一步确定是否由于废气旁通阀不能正常动作。当确定故障源在于真空压力控制机构时，只要认真排查相关管路及蓄压器、电子气动压力转换器等相关零件，问题就能迎刃而解。
除此之外，增压压力过低还有以下几种常见的原因：
a、增压后压力管路密封不良引起的漏气，特别应注意增压空气散热器前后的空气导管安装不到位引起的密封不良，以及密封圈老化断裂造成的漏气。
b、废气涡轮增压器本身故障，如涡轮卡滞，这一般是增压器润滑或冷却不良引起。
c、三元催化转换器堵塞，废气排出不畅，导致排气管背压过高，阻碍废气涡轮正常转动，也会造成增压压力过低。
3、故障3
关键词：宝马X5，增压压力过高
故障现象：一辆2010年产宝马X5，车型为E70，配置N55发动机，行驶里程3万km。用户反映车辆行驶中发动机故障灯点亮，信息显示屏显示“发动机功率下降”，车辆提速缓慢，加速踏板踩到底，车速勉强可以达到130 km/h。若熄火后再次起动，发动机故障灯可以熄灭，但只要车速达到100 km/h左右，或者急加速，发动机故障灯就会立即点亮。
检查分析：笔者接车后首先根据用户描述的故障现象，结合平时的维修经验进行初步分析，认为很有可能是涡轮增压系统或者高压燃油喷射系统出现了故障。连接故障诊断仪进行诊断检测，读取相关的故障码为：“2C58-增压压力调节，关闭：建压已锁止”；“2C56-增压压力调节，可信度：压力过高”。根据故障码得知高压燃油喷射系统正常，而涡轮增压系统有故障。并且“2C58-增压压力调节，关闭：建压已锁止”这个故障是由“2C56-增压压力调节，可信度：压力过高”引起的。
这种关于涡轮增压压力过高的故障，早期在N54型双涡轮发动机上出现过一些，一般都是由于电子气动压力转换器的滤网堵塞所致。不同的是，N55使用的是单涡轮双涡管增压器，只使用一个增压压力调节电磁阀；N54发动机使用的双涡轮增压器，使用了2个增压压力调节电磁阀。
接下来删除存储的故障码，连接诊断仪进行路试，观察实时数据流，看是否存在增压压力过高的情况。实际观察测量的数据流如图9所示。节气门前的增压压力高于标准值。
借鉴以前的维修经验，笔者首先检查了增压压力调节电磁阀。拆下电磁阀，轻轻撬开塑料防护盖，果然发现滤网上面覆盖了很多灰尘（图10）。
故障排除：清洁滤网上面的灰尘，安装上塑料防护盖，将电磁阀装复到位，进行路试，加速正常，车速可轻松达到160 km/h以上，发动机故障灯熄灭，故障排除。
回顾总结：涡轮增压压力调节电磁阀的滤网堵塞了怎么会引起发动机的增压压力过高呢？在发动机运行过程中，废气旁通阀会根据特性曲线随时开启或关闭，参与负荷控制过程。其动作是由电磁阀控制的。这就要求电磁阀能够快速响应发动机控制单元的指令，根据需要改变管路中的真空压力。当电磁阀根据需要从一个较大的压力控制阶段向一个较小的压力控制阶段转换时，就需要借助外界的大气压力来帮助快速泄压，进而打开废气旁通阀，以达到快速降低增压压力的目的。
而电磁阀对外的泄压孔就是过滤网口。如果过滤网口堵塞的话，将会直接影响电磁阀对废气旁通阀执行机构的控制速度，导致发动机的进气压力高于实际需要，即增压压力过高。发动机控制单元测量节气门前的增压压力，并与特性曲线的规定数据进行比较。若发现增压压力过高，将进入紧急模式，切断废气旁通阀的控制，阀门完全打开，关闭增压。因此车辆的急加速性能将会受到影响，并且车辆会报警提示。
