N54 двигатель бмв


Двигатель BMW N55 - характеристика - проблемы - фото

Структура двигателя

Структура двигателя BMW N55

В корпусе двигателя, по сравнению с N54, картер остался неизменным, так же как и диаметр поршня, большие продольные вентиляционные отверстия и подача масла в вакуумный насос. В корпусе была изменена головка цилиндра — был встроенный водный канал для охлаждения инжектора.

В кривошипно-шатунном механизме, в крышке головки блока цилиндров встроена труба — вентиляции картера.

Коленчатый вал получил асимметричную расстановку противовеса и уменьшенный вес.

В шатуне было добавлено небольшое отверстие и бессвинцовые шатунные вкладыши подшипников.

Механизм газораспределения остался тот же. VANOS с электромагнитными клапанами со встроенным обратным клапаном, Valvetronic с интегрированным в головке блока цилиндров и 3-им поколением безщеточным сервоприводом.

В отличии от N54, на N55 был установлен новый ременный привод и демпфер.

В масляной системе N55 маслоотражатель и маслосборник интегрированы в одном компоненте, а корпус масляного фильтра был изменен.

Вакуумный насос N55 аналогичный тому, который устанавливается на двигатель N63.

Система охлаждения осталась прежней и адаптирована для одного турбонагнетателя.

В электрооборудовании мотора N55 датчик коленвала интегрирован для MSA, а система управления Digital Motor Electronics (DME) установлена на впускном коллекторе.

В термоанемометрическом расходомере воздуха (HFM) было улучшено качество сигнала и температура сопротивление. Кислородный датчик взят от двигателя N63 (LSU ADV).

Датчик давления масла для измерения абсолютного давления был установлен новый, а сенсор температуры масла установлен в главный масляный канал.

Катушка зажигания была установлена новая с более высоким напряжением и улучшенным EMC. Свечи зажигания общие с двигателем N63, а вот топливные форсунки на N55 устанавливаются электромагнитные.

Двигатель BMW N55 в большинстве соединяется с 8-ступенчатой ZF автоматической коробкой передач с Steptronic, таких как в 535i (2011 г.) и 740i (2013 г.), хотя в 2011 году 335i использует вместо 6-ступенчатой автоматической Steptronic, 6-ступенчатую механическую, как правило для 7-й серии, но не для кроссовера.

Двигатели БМВ Н55 с 2011 года в 135i и 135is (2013 г.) поставляется с 7-ступенчатой DCT (с двойным сцеплением) от Getrag или 6-ступенчатой механической коробкой.

Механическая часть двигателя

Картер двигателя

Картер двигателя N55 состоит из блока цилиндров (блок-картер и постели двигателя), головки блока цилиндров, крышки блока цилиндров, масляного картера и уплотнений.

Блок цилиндров

Блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава и состоит из блок-картера с постелью двигателя.

Блок-картер и постель двигателя

Гильзы цилиндров (2) изготовленные из серого чугуна. Новой функцией является то, что перемычки между двумя цилиндрами имеют канавку (3). По этим канавкам охлаждающая жидкость может протекать от одной стороны блок-картера к другой, охлаждая перемычку. По сравнению с двигателем N54 теперь пять сливных каналов (4) на стороне выпуска ОГ обеспечивают возврат масла от головки блока цилиндров в масляный картер. Эти каналы имеют окончание ниже успокоителя. Они способствуют уменьшению потерь на взбалтывание, т.к. возвращаемое моторное масло, даже при большом поперечном ускорении, больше не попадает на кривошипно-шатунный механизм. На стороне впуска теперь также пять сливных каналов (5) обеспечивают беспрепятственное прохождение картерных газов из кривошипной камеры во внутреннее пространство ГБЦ и до вентиляции картера к крышке головки блока цилиндров. Канал (1) охлаждается в блоке цилиндров делится на два канала, и прямо через него протекает охлаждающая жидкость.

Блок-картер с охлаждением перемычек в двигателе N55: 1 — канал охлаждения; 2 — гильзы цилиндра; 3 — канавка; 4 — каналы слива масла на стороне выпуска ОГ; 5 — каналы слива масла на стороне впуска;

Для подачи масла к вакуумному насосу предусмотрены каналы, т.к. насос теперь смазывается отфильтрованным маслом, а не неочищенным, как у двигателя N54. Для регулировки давления масла с использованием поля характеристик в систему был встроен клапан регулировки давления масла.

Вид постели двигателя N55 снизу: 1 — масляный насос; 2 — каналы слива масла на стороне впуска; 3 — постель двигателя; 4 — успокоитель масла; 5 — впускной коллектор с сетчатым фильтром; 6 — каналы слива масла на стороне выпуска ОГ;

Блок-картер имеет большие высверленные продольные вентиляционные отверстия. Благодаря им улучшается выравнивание давления между воздушными столбами, расположенными под поршнями при работе двигателя.

Вентиляционные отверстия в блок-картере двигателя N55: кроме того, пришлось адаптировать штуцеры подачи масла и жидкостного охлаждения на турбонагнетателе

Головка блока цилиндров

ГБЦ двигателя N55 является новой разработкой. Таким образом впервые 6-цилиндровый двигатель BMW имеет непосредственный впрыск топлива с турбонаддувом и Valvetronic. ГБЦ очень компактна и оснащена третьим поколением Valvetronic. При такой технологии возможно сокращение на 3-6% содержания CO2, т.е. экономия топлива. Обратные клапаны VANOS теперь встроены в электромагнитные клапаны. Еще одним признаком головки блока цилиндров являются каналы охлаждения вокруг форсунок для их непрямого охлаждения.

Головка блока цилиндров двигателя N55

Крышка головки блока цилиндров
Конструкция

Крышка ГБЦ является новой разработкой. В нее интегрирован ресивер вакуумной системы. Все детали вентиляции картера. а также каналы картерных газов также интегрированы в крышку. Встроенные обратные заслонки обеспечивают надежный подвод картерных газов во всасываемый воздух. Двигатель N55 оснащается системой вентиляции картера, регулируемой с помощью разрежения. Регулирование начинается при разрежении около 38 мбар.

Крышка головки блока цилиндров N55 с вентиляцией картера: 1 — Подсоединение трубопровода картерных газов к трубопроводу чистого воздуха; 2 — Подсоединение вакуумного трубопровода к вакуумному насосу; 3 — Резервное подсоединение вакуумного трубопровода; 4 — Подсоединение вакуумного шланга к электропневматическому преобразователю давления EPDW для перепускного клапана; 5 — Канал для подачи картерных газов во впускной коллектор со встроенной обратной заслонкой; 6 — Канал картерных газов с успокоительной камерой, ударной пластиной, клапаном регулировки давления и обратными заслонками; 7 — Клапан регулировки давления;

Картерные газы через отверстие в районе шестого цилиндра попадают в успокоительную камеру в крышке головки блока цилиндров. Из успокоительной камеры картерные газы проходят через отверстия в ударной пластине, о которую, вследствие большой скорости потока, масло ударяется и стекает. Очищенные от масла картерные газы теперь проходят через клапан регулировки давления и, в зависимости от режима работы, через обратные заслонки в соответствующую зону всасывания перед турбонагнетателем или через ГБЦ — перед впускными клапанами. Отделенное масло отводится через возвратный канал ниже уровня масла в масляном картере.

Принцип работы

Стандартный принцип работы может использоваться до тех пор, пока во впускном коллекторе имеется разрежение, т.е. в безнаддувном режиме. В безнаддувном режиме под действием разрежения во впускном коллекторе открывается обратная заслонка в канале картерных газов в крышке головки блока цилиндров и картерные газы засасываются через клапан регулировки давления. Под действием разрежения одновременно закрывается вторая обратная заслонка в канале к всасывающему трубопроводу системы наддува. Через интегрированную в крышку головки блока цилиндров распределительную магистраль картерные газы попадают прямо в канал всасывания в ГБЦ.

Вентиляция картера двигателя N55 в безнаддувном режиме: A — давление окружающей среды; B — разрежение; C — отработавшие газы; D — масло; E — картерные газы; 1 — воздушный фильтр; 2 — впускной коллектор; 3 — перфорированные пластины; 4 — канал слива масла; 5 — полость картера; 6 — масляный картер; 7 — канал слива масла; 8 — турбонагнетатель; 9 — сливной клапан; 10 — всасывающий трубопровод системы наддува; 11 — шланг к всасывающему трубопроводу системы наддува; 12 — обратный клапан; 13 — клапан регулирования давления; 14 — дроссельная заслонка; 15 — обратный клапан; 16 — канал в головке блока цилиндров и крышке головки блока цилиндров;

Как только давление во впускном коллекторе увеличивается, подача картерных газов по этому пути больше невозможна. Иначе давление наддува достигло бы блока цилиндров. Обратный клапан в канале картерных газов закрывает канал к впускному коллектору и, тем самым, защищает блок цилиндров от избыточного давления. Вследствие возросшей потребности в наружном воздухе в трубопроводе чистого воздуха между турбонагнетателем и глушителем шума всасывания создается разрежение. Этого разрежения достаточно для того, чтобы открыть обратную заслонку и засасывать картерные газы через клапан регулировки давления.

Вентиляция картера двигателя N55 в режиме наддува: A — избыточное давление; B — разрежение; C — отработавшие газы; D — масло; E — картерные газы; 1 — воздушный фильтр; 2 — впускной коллектор; 3 — перфорированные пластины; 4 — канал слива масла; 5 — полость картера; 6 — масляный картер; 7 — канал слива масла; 8 — турбонагнетатель; 9 — сливной клапан; 10 — всасывающий трубопровод системы наддува; 11 — шланг к всасывающему трубопроводу системы наддува; 12 — обратный клапан; 13 — клапан регулирования давления; 14 — дроссельная заслонка; 15 — обратный клапан; 16 — канал в головке блока цилиндров и крышке головки блока цилиндров;

В случае рекламации на большой расход масла и диагностировании замасленного турбонагнетателя нельзя сразу делать заключение о неисправном турбонагнетателе. Если замасливание имеет место уже после подачи картерных газов, то нужно проверить на герметичность весь двигатель. Причиной прохождения слишком большого количества картерных газов могут быть как неисправные уплотнения, так и сальники коленвала. Негерметичные сальники коленвала могут увеличить расход масла до 3 литров на 1000 км.

Масляный картер

Масляный картер отлит из алюминия. Успокоитель масла и всасывающая трубка к масляному насосу являются одной деталью. Соединение с постелью двигателя выполнено таким образом, чтобы сливные каналы проходили и через успокоитель масла. При этом сливные каналы заканчиваются в масляном картере.

Постель двигателя N55 с масляным насосом и успокоителем масла: 1 — Масляный насос; 2 — Каналы слива масла на стороне впуска; 3 — Постель двигателя; 4 — Успокоитель масла; 5 — Впускной коллектор с сетчатым фильтром; 6 — Каналы слива масла на стороне выпуска ОГ;

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал

Коленвал оптимизирован по массе. Так коленчатый вал двигателя N55 имеет массу 20,3 кг, что, примерно, на 3 кг меньше  чем у коленвала мотора N54. Он имеет, так называемую, облегченную конструкцию и изготовлен из серого чугуна (GGG70). Расположение противовесов асимметричное, также удалось обойтись без инкрементного колеса. Подсоединение приводных цепей осуществляется с помощью центрального болта M18.

Коленчатый вал двигателя N55: A — Противовесы; 1 — Шейка коренного подшипника 7; 2 — Смазочное отверстие от шатунного подшипника к коренному подшипнику; 3 — Смазочное отверстие от коренного подшипника к шатунному подшипнику; 4 — Шатунная шейка, цилиндра 4;

Коренной подшипник

Коренные подшипники коленвала аналогичны подшипникам с двухслойными вкладышами двигателя N54 и не содержат свинец. Упорный подшипник установлен в четвертой опоре.

Шатуны с подшипниками

Шатун двигателя Н55 имеет длину 144,35 мм. Его особенностью является фасонное отверстие в малой неразъемной головке шатуна. Благодаря ему сила, действующая через поршневой палец, оптимально распределяется по поверхности втулки, и нагрузка на кромки уменьшается.

Малая неразъемная головка шатуна в двигателе N55: 1 — Втулка; 2 — Шатун;

На следующем рисунке показана удельная нагрузка при обычном шатуне без фасонного отверстия. Вследствие давления на поршень сила передается через поршневой палец в основном на кромки втулки малой неразъемной головки шатуна.

Малая неразъемная головка шатуна без фасонного отверстия в двигателе N54: A — Малая удельная нагрузка; B — Большая удельная нагрузка;

Если в малой неразъемной головке имеется фасонное отверстие, то сила распределяется по большой поверхности, нагрузка на кромку втулки заметно уменьшается. Сила передается теперь через большую поверхность.

Малая неразъемная головка шатуна без фасонного отверстия в двигателе N55: A — Малая удельная нагрузка; B — Большая удельная нагрузка;

В нижней части головке шатуна используются вкладыши шатунного подшипника, не содержащее свинца. Со стороны стержня используется материал G-488, а со стороны крышки материал G-444.

Шатунные болты двигателей N55 и N54 одинаковые и имеют размер M9 × 47.

Поршни с поршневыми кольцами

На N55 используются поршни с вырезом в юбке до зоны поршневых колец фирмы KS. Диаметр поршня составляет 82,5 мм. Первое поршневое кольцо прямоугольного сечения с хромо-керамическим покрытием на поверхности скольжения. В качестве второго поршневого кольца используется скребковое коническое кольцо. Маслосъемное кольцо представляет собой кольцо из стальной ленты с пружиной, известное также, как система VF.

Поршень с поршневыми кольцами и поршневым пальцем двигателя N55: 1 — кольцо прямоугольного сечения; 2 — скребковое коническое кольцо; 3 — кольцо системы VF; 4 — стальной вкладыш для первого поршневого кольца; 5 — канавка для первого поршневого кольца; 6 — канавка для второго кольца; 7 — канавка для маслосъемного кольца; 8 — отверстие для стока масла; 9 — графитовое покрытие;

Форма камеры сгорания

На следующем рисунке показано расположение отдельных деталей вокруг камеры сгорания. Из рисунка видно, что используется не высокоточный впрыск (HPI) BMW, а электромагнитная форсунка с соплом имеющим несколько отверстий, фирмы Bosch. Форсунка комбинируется с турбонаддувом и Valvetronic ΙΙΙ. Для лучшей наглядности на рисунке удалено по одному клапану с седлом.

Камера сгорания двигателя N55: 1 — седло впускного клапана, выпускной клапан; 2 — выпускной клапан; 3 — свечи зажигания; 4 — топливная форсунка; 5 — впускной клапан; 6 — седло впускного клапана;

Привод распределительного вала

Привод распредвала соответствует приводу двигателя N54.

Привод клапанов

Конструкция

На рисунке ниже показана головка блока цилиндров двигателя Н55 с комбинацией Valvetrоnic ΙΙΙ и непосредственного впрыска.

Привод клапанов двигателя N55: 1 — исполнительный узел VANOS распредвала впускных клапанов; 2 — исполнительный узел VANOS распредвала выпускных клапанов; 3 — гнездо форсунки; 4 — гнездо свечи зажигания; 5 — корпус распределительного вала; 6 — Valvetronic (серводвигатель); 7 — распредвал впускных клапанов; 8 — торсионная пружина; 9 — кулиса; 10 — эксцентриковый вал; 11 — промежуточный рычаг; 12 — роликовый рычаг толкателя; 13 — тарелка клапана; 14 — масляная форсунка; 15 — отверстие для подачи картерных газов;

Распределительные валы

В моторе N54 установлены литые распредвалы или распредвалы облегченной конструкции. Таким образом в одном двигателе Н54 была возможна установка как распредвалов облегченной конструкции, так и литых распредвалов или смешанной конструкции.

В двигателе Н55 используются только распредвалы облегченной конструкции. Они изготавливаются способом внутренней формовки высоким давлением. Распредвал выпускных клапанов имеет кольца подшипников и помещен в корпус. Благодаря корпусу уменьшается вспенивание при работе двигателя.

Распределительный вал двигателя N55 изготовленный способом внутренней формовки высоким давлением: 1 — кулачок в форме оболочки; 2 — труба основание;

Фазы газораспределения

Диаграмма фаз газораспределения в двигателе N55

N54B30O0 N55B30M0
∅ впускного клапана, мм 31,4 32
∅ выпускного клапана, мм 28 28
максимальный ход впускного/выпускного клапана, мм 9,7/9,7 9,9/9,7
угол изменения положения распредвала впускных клапанов (диапазон регулировки VANOS), ºKB 55 70
угол изменения положения распредвала выпускных клапанов (диапазон регулировки VANOS), ºKB 45 55
угол открытого состояния распредвала впускных клапанов (максимальный-минимальный угол изменения положения распредвала), ºKB 125-70 120-50
угол открытого состояния распредвала выпускных клапанов (максимальный-минимальный угол изменения положения распредвала), ºKB 130-85 115-60
продолжительность открытия распредвала впускных клапанов, ºKB 245 255
продолжительность открытия распредвала выпускных клапанов, ºKB 261 261
Впускные и выпускные клапаны

Стержень впускного клапана имеет диаметр 5 мм. У выпускного клапана диаметр 6 мм. Причиной большего диаметра является то, что выпускной клапан высверлен внутри и заполнен натрием. Кроме того, седло выпускного клапана имеет защитное покрытие.

Пружины клапанов

Клапаны стороны впуска и стороны выпуска имеют разные пружины.

Valvetronic

VANOS
Обзор

Система VANOS оптимизирована. Теперь регулирующие воздействия блоков системы ВАНОС выполняются с большей скоростью. Также удалось уменьшить загрязняемость. Сравнение системы VANOS двигателе N54 и N55 показывает, что в Н55 требуется меньше масляных каналов.

VANOS с системой смазки в N54: 1 — главный смазочный канал; 2 — электромагнитный клапана VANOS стороны впуска; 3 — электромагнитный клапана VANOS стороны выпуска; 4 — натяжитель цепи; 5 — обратный клапан стороны выпуска; 6 — обратный клапан стороны впуска; 7 — исполнительный узел системы VANOS стороны выпуска; 8 — исполнительный узел системы VANOS стороны впуска;

VANOS с системой смазки в N55: 1 — главный смазочный канал; 2 — электромагнитный клапана VANOS стороны впуска; 3 — электромагнитный клапана VANOS стороны выпуска; 4 — натяжитель цепи; 5 — исполнительный узел системы VANOS стороны выпуска; 6 — исполнительный узел системы VANOS стороны впуска;

Детали колес датчиков теперь изготавливаются только методом глубокой штамповки и колесо собирается не более, чем из двух деталей. Такая мера повышает точность изготовления и снижает затраты на производство.

Колесо датчика распредвала в Н55: A — вид с задней стороны; B — вид с передней стороны;

Электромагнитные клапаны системы VANOS

В электромагнитные клапаны системы ВАНОС встроены обратные клапаны. Благодаря этому также удалось уменьшить количество смазочных каналов в головке блока цилиндров. Сетка на электромагнитном клапане системы ВАНОС обеспечивает безупречное функционирование и надежно предотвращают заедание клапана при попадании частиц грязи.

Регулировка хода клапанов
Обзор

Как видно из следующего рисунка, изменено место установки серводвигателя. Другой особенностью является то, что датчик эксцентрикового вала не стоит теперь на эксцентриковом вале, а встроен в серводвигатель.

Регулировка хода клапана в двигателе N55: 1 — серводвигатель Valvetronic; 2 — масляная форсунка; 3 — эксцентриковый вал; 4 — упор минимального положения; 5 — упор максимального положения;

Используется Valvetronic ΙΙΙ. Он от Valvetronic ΙΙ отличается расположением серводвигателя и датчика. При Valvetronic ΙΙΙ для улучшения смесеобразования повышается уровень турбулентности с помощью фазирования и маскирования в конце сжатия, как и в случае Valvetronic ΙΙ. Благодаря такому движению заряда улучшается сгорание в режиме частичной нагрузки и в режиме прогрева катализатора.

Фазирование

Фазирование создает в нижнем диапазоне частичных нагрузок разность хода обоих впускных клапанов до 1,8 мм. При этом всасываемый поток наружного воздуха распределяется асимметрично.

Маскирование

Под маскированием понимается придание особой формы области седла клапана. Эта форма направляет поступающий наружный воздух в таком направлении, что получается нужное движение заряда. Преимуществом таких мероприятий является например то, что задержка сгорания уменьшается примерно на 10 ºКВ. Сгорание происходит быстро, и перекрытие клапанов может быть увеличено. Это позволяет заметно уменьшить выбросы NOx.

Верх камеры сгорания двигателя Н55: 1 — поверхность сжатия; 2 — выпускные клапаны; 3 — свеча зажигания; 4 — форсунка; 5 — впускной клапан; 6 — маскирование; 7 — поверхность сжатия;

На следующем рисунке показано влияние описанных ранее мероприятий. В красной зоне они позволяют улучшить и ускорить сгорание. Речи идет о кинетической энергии турбулентности.

Влияние фазирования и маскирования на потоки в камере сгорания: A — Valvetronic Ι; B — Valvetronic ΙΙ + ΙΙΙ c фазированием и маскированием; TKE — Кинетическая энергия турбулентности;

Параметры реагирования можно улучшить с помощью комбинации Valvetronic ΙΙΙ, непосредственного впрыска и турбонаддува. Параметры реагирования улучшаются вплоть до полной нагрузки в безнаддувном режиме, как и в случае безнаддувного двигателя с Valvetronic, так как отсутствует процесс заполнения впускного коллектора. Последующее нарастание крутящего момента при запуске турбонагнетателя можно ускорить при низких оборотах настройкой неполного хода клапанов. Это способствует продувке остатков газа, что и дает ускорение нарастания крутящего момента.

Valvetronic

В двигателе Н55 используется бесщеточный электродвигатель постоянного тока. Серводвигатель Valvetronic имеет следующие особенности:

  • открытая конструкция (омывается маслом)
  • угол поворота эксцентрикового вала определяется по датчику положения вала электродвигателя
  • снижение потребляемой мощности примерно на 50  %
  • повышение динамики (например, регулировка отдельного для каждого цилиндра, регулировка холостого хода и т.д.)
  • снижение массы (около 600 г.)

Серводвигатель Valvetronic третьего поколения имеет также датчик положения эксцентрикового вала. Другой особенностью является то, что серводвигатель Valvetronic омывается моторным маслом внутри и снаружи. Одна масляная форсунка обеспечивает смазку червячного привода эксцентрикового вала.

Система регулировки хода клапанов в двигателе N55: 1 — масляная форсунка; 2 — эксцентриковый вал; 3 — торсионная пружина; 4 — кулиса; 5 — распредвал впускных клапанов; 6 — промежуточный рычаг; 7 — роликовый рычаг толкателя; 8 — гидравлическая система компенсации клапанного зазора; 9 — пружина клапана; 10 — впускной клапан; 11 — Valvetronic (серводвигатель); 12 — выпускной клапан; 13 — пружина клапана; 14 — гидравлическая система компенсации клапанного зазора; 15 — роликовый рычаг толкателя; 16 — распределительный вал выпускных клапанов; 17 — уплотнительная манжета; 18 — гнездо разъема;

Ременный привод и навесное оборудование

Ременный привод

В моторе N55 имеется два варианта ременного привода. Так исполнение без автоматического запуска и выключения двигателя (MSA) имеет три обводных ролика и один двойной рифленый ремень.

Ременный привод без MSA в двигателе N55: 1 — шкив генератора; 2 и 3 — обводной ролик; 4 — шкив компрессора кондиционера; 5 — шкив насоса гидроусилителя рулевого управления; 6 — обводной ролик; 7 — демпфер со шкивом; 8 — натяжитель ремня;

Благодаря изменению конструкции компрессора кондиционера в автомобилях с MSA можно использовать односторонний поликлиновый рифленый ремень. Новый подшипник скольжения натяжителя ремня дополняет изменения.

Ременный привод с MSA в двигателе N55: 1 — шкив генератора; 2 — обводной ролик; 3 — шкив компрессора кондиционера; 4 — шкив насоса гидроусилителя рулевого управления; 5 — обводной ролик; 6 — демпфер со шкивом; 7 — натяжитель ремня;

Демпфер

В двигателе N55 используется одномассовый демпфер. Собственно шкив привода агрегатов является частью вторичного шкива с инерционной массой демпфера. Такая конструкция дополнительно уменьшает нагрузку на ремень по сравнению с двигателем N54, так как собственно шкив с инерционной массой отделен от коленчатого вала вулканизируемой частью.

Демпфер мотора N54: A — Демпфер двигателя N55; B — Демпфер двигателя N54; 1 — Коленчатый вал; 2 — Винты; 3 — Ведущий шкив; 4 — Вулканизируемая часть; 5 — Вторичный шкив с инерционной массой; 6 — Первичный шкив; 7 — Инерционная масса;

Демпфер двигателя N55: 1 — Вторичный шкив с инерционной массой; 2 — Фланец; 3 — Вулканизируемая часть;

Система подачи масла

Масляный контур

Смазочные каналы

На следующих рисунках дан обзор масляного контура двигателя N55. По сравнению с двигателем N54 количество смазочных каналов в головке блока цилиндров заметно меньше. Это стало возможным благодаря использованию новых электромагнитных клапанов VANOS.

Смазочные каналы двигателя N55: 1 – впускной коллектор; 2 – масляный насос; 3 – канал неочищенного масла; 4 – масляный фильтр; 5 – главный смазочный канал (канал чистого масла); 6 – натяжитель цепи; 7 – электромагнитный клапан VANOS стороны выпуска; 8 – электромагнитный клапан VANOS стороны впуска; 9 – исполнительный узел системы VANOS стороны впуска; 10 – исполнительный узел системы VANOS стороны выпуска; 11 – канал для смазки распредвала впускных клапанов и эксцентрикового вала; 12 – гидравлическая система компенсации клапанного зазора; 13 – канал для смазки распредвала выпускных клапанов; 14 – гидравлическая система компенсации клапанного зазора; 15 – подсоединение к системе смазки турбонагнетателя; 16 – подсоединение к масляным форсункам; 17 – подшипники коленчатого вала; 18 и 20 – канал к системе регулировки давления масла; 21 – канал к системе смазки вакуумного насоса; 22 – вакуумный насос;

Смазочные каналы мотора N55: 1 – впускной коллектор; 2 – масляный насос; 3 – канал неочищенного масла; 4 – масляный фильтр; 5 – главный смазочный канал (канал чистого масла); 6 – натяжитель цепи; 7 – электромагнитный клапан VANOS стороны выпуска; 8 – электромагнитный клапан VANOS стороны впуска; 9 – исполнительный узел системы VANOS стороны впуска; 10 – исполнительный узел системы VANOS стороны выпуска; 15 – подсоединение к системе смазки турбонагнетателя; 16 – подсоединение к масляным форсункам; 17 – подшипники коленчатого вала; 18 – канал к системе регулировки давления масла; 19 – клапан регулировки давления масла; 21 – канал к системе смазки вакуумного насоса; 22 – вакуумный насос;

Возврат масла

На следующих рисунках показан встроенный успокоитель масла. Были объединены следующие детали:

  • успокоитель масла
  • всасывающий патрубок

Благодаря встроенному успокоителю масла получается максимально возможная перегородка между масляным картером и кривошипно-шатунным механизмом. На постели двигателя дополнительно имеются маслосборные кромки, которые целенаправленно отводят разбрызгиваемое масло от кривошипно-шатунного механизма.

За счет изменения всасывающего патрубка можно очень просто адаптировать необходимые варианты масляного картера.

Масло, возвращающееся из головки блока цилиндров, направляется по каналам под успокоитель масла. При этом даже при большом поперечном ускорении масло не попадает на коленчатый вал и не возникают потери на взбалтывание.

Постель двигателя с масляным насосом и успокоителем масла в двигателе N55: 1 – масляный насос; 2 – каналы слива масла на стороне впуска; 3 – постель двигателя; 4 – успокоитель масла; 5 – впускной коллектор с сетчатым фильтром; 6 – каналы слива масла на стороне выпуска ОГ;

Каналы слива масла в моторе Н55: 1 – канал охлаждения; 2 – гильза цилиндра; 3 – канавка; 4 – каналы слива масла на стороне выпуска ОГ; 5 – каналы слива масла на стороне впуска;

Масляный насос и регулировка давления

Масляный насос на N55 используется уже известный по двигателю N54 — шиберный насос маятникового типа в измененном исполнении. Так, впервые устанавливается маятниковый шибер из дуропласта. Также используется известное по двигателю N53 — регулирование расхода по объему.

Масляный насос и клапан регулировки давления в N55: 1 — регулирующий клапан давления масла; 2 — масляный насос;

Масляный насос двигателя N55: 1 — масляная камера; 2 — клапан ограничения давления; 3 — ротор; 4 — лопасть; 5 — шибер маятникового типа; 6 — внутренний ротор; 7 — корпус; 8 — отверстие для клапана регулировки давления; 9 — демпфирующая масляная камера; 10 — пружина сжатия (2 шт.); 11 — ось вращения;

Конструкция масляного насоса переработана под использование маятникового шибера из дуропласта.

Очистка и охлаждение масла

Корпус масляного фильтра также изготовлен из дуропласта. Для охлаждения системы смазки двигателя также используется проверенный радиатор охлаждения моторного масла. В зависимости от температуры масла термостат на корпусе масляного фильтра открывает поток масла к масляному радиатору.

Масляные форсунки

Двигатель N55 имеет масляные форсунки для охлаждения днищ поршней. Для позиционирования масляных форсунок требуется специальное приспособление.

Контроль масла
Давление масла

Так как мотор N55 имеет масляный насос с регулированием расхода по объему, необходимо точно отслеживать давление масла. Для этого используется новый датчик фирмы Sensata. Двигатели N43 и N53 имели датчик фирмы Honeywell.

Преимущество нового датчика:

  • измерение абсолютного давления (прежде относительного)
  • возможность регулировки по полю характеристик при любой частоте вращения

Уровень масла

Для измерения уровня масла используется известный датчик состояния масла.

Система впуска и система выпуска ОГ

Система впуска

Обзор

Система впуска двигателя Н55 была переработана:

  • воздуховод до глушителя шума всасывания (адаптирован от двигателя Н54)
  • полностью новый воздуховод от глушителя шума всасывания до нового турбонагнетателя
  • вентиляция картера двигателя
  • клапаны сброса давления встроены в турбонагнетатель
  • адаптирована вентиляция топливного бака

Конструкция системы всасывания стала проще, так как используется только один турбонагнетатель.

Система всасывания в двигателе N55: 1 — Всасывающий патрубок; 2 — Трубопровод неочищенного воздуха; 3 — Глушитель шума всасывания; 5 — Крышка глушителя шума всасывания; 6 — Пленочный термоанемометрический расходомер воздуха; 7 — Подсоединение системы вентиляции картера двигателя; 8 — Турбонагнетатель; 9 — Трубопровод наддувочного воздуха; 10 — Охладитель наддувочного воздуха; 11 — Трубопровод наддувочного воздуха; 12 — Датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 13 — Дроссельная заслонка; 14 — Впускной коллектор;

Система всасывания в моторе Н55: A — Неочищенный воздух; B — Чистый воздух; C — Нагретый наддувочный воздух; 1 — Всасывающий патрубок; 2 — Трубопровод неочищенного воздуха; 3 — Глушитель шума всасывания; 4 — Фильтрующий элемент; 5 — Крышка глушителя шума всасывания; 6 — Пленочный термоанемометрический расходомер воздуха; 7 — Подсоединение системы вентиляции картера двигателя; 8 — Турбонагнетатель; 9 — Трубопровод наддувочного воздуха; 10 — Охладитель наддувочного воздуха; 11 — Трубопровод наддувочного воздуха; 12 — Датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 14 — Впускной коллектор;

Основная функция клапана сброса давления не изменилась. Но в отличии от двигателя N54 управления клапаном сброса давления осуществляется не пневматически. В двигателя N55 этот клапан является электрическим исполнительным органом, который активируется непосредственно DME. С помощью позиционирования клапана сброса давления на турбонагнетателе удалось заметно уменьшить количество деталей. Через клапан можно накоротко соединить сторону впуска со стороной нагнетания.

Как и у двигателя N54, сглаживаются нежелательные пики давления наддува, которые могут возникать при быстром закрывании дроссельной заслонки. При этом клапан выполняет важную функцию с точки зрения акустики двигателя и защищает детали турбонагнетателя.

Система впуска

Блок управления двигателем крепится винтами к впускному коллектору. Всасываемый воздух одновременно охлаждает блок управления двигателем.

Благодаря такой установке двигатель может быть укомплектован блоком управления уже в процессе производства, а датчик и исполнительные органы могут быть подключены на двигателе.

Система впуска с блоком управления DME в N55: 1 — Фланец крепления блока управления двигателем; 2 — Фланец соединения с дроссельной заслонкой; 3 — Система впуска; 4 — Блок управления двигателем; 5 — Ребра охлаждения;

Система вентиляции топливного бака

В фильтре с активированным углем пары топлива и через клапан вентиляции топливного бака подаются на сжигание. Технология турбонаддува требует адаптировать эту систему к данным условиям.

Система вентиляции топливного бака в моторе Н55: 1 — Подсоединение к вентиляционному трубопроводу фильтра с активированным углем; 2 — Подсоединение перед дроссельной заслонкой; 3 — Клапан вентиляции топливного бака; 4 — Подсоединение за дроссельной заслонкой; 5 — Подсоединение перед турбонагнетателем;

Система выпуска ОГ

Обзор

Благодаря турбонагнетателю TwinScroll система выпуска ОГ проще, чем у двигателя N54 с двумя турбонагнетателями. Наряду с одним, расположенным рядом с двигателем, катализатором (3) установлены один средний глушитель (4) и два задних глушителя (5 + 6).

Система выпуска ОГ в двигателе N55 на примере BMW F07: 1 — Выпускной коллектор; 2 — Турбонагнетатель; 3 — Катализатор; 4 — Промежуточный глушитель; 5 — Задний глушитель, правый; 6 — Задний глушитель, левый;

Выпускной коллектор

Соединение  каналов в выпускном коллекторе осуществляется как шесть в два. Объединение трех каналов выпуска ОГ а один канал необходимо для создания оптимального набегающего потока для турбонагнетателя TwinScroll. Выпускной коллектор и турбонагнетатель сварены друг с другом и являются одной деталью.

Соединение турбонагнетателя с картером двигателя N55: 1 — Выпускной коллектор; 2 — Вакуумный регулятор; 3 — Подсоединение к охладителю наддувочного воздуха; 4 — Трубопровод подвода масла; 5 — Клапан сброса давления; 6 — Трубопровод для стока масла; 7 — Подвод охлаждающей жидкости; 8 — Отвод охлаждающей жидкости; 9 — Ось перепускного клапана; 10 — Подсоединение к системе выпуска ОГ;

Турбонагнетатель

Двигатель N55 имеет один турбонагнетатель TwinScroll вместо двух отдельных маленьких турбонагнетателей, как у двигателя N54.

Турбонагнетатель TwinScroll для двигателя N55: A — Канал 1 выпуска ОГ (цилиндр 1-3); B — Канал 2 выпуска ОГ (цилиндр 4-6); C — Подсоединение к катализатору; D — Вход глушителя шума всасывания; E — Кольцевой канал; F — Выход к охладителю наддувочного воздуха; 1 — Перепускной клапан; 2 — Плечо рычага перепускного клапана; 3 — Вакуумный регулятор перепускного клапана; 4 — Клапан сбора давления; 6 — Турбинное колесо; 8 — Канал охлаждения; 10 — Возврат масла; 11 — Отвод охлаждающей жидкости;

Турбонагнетатель Twin Scroll мотора N55: A — Канал 1 выпуска ОГ (цилиндр 1-3); B — Канал 2 выпуска ОГ (цилиндр 4-6); C — Подсоединение к катализатору; D — Вход глушителя шума всасывания; E — Кольцевой канал; F — Выход к охладителю наддувочного воздуха; 1 — Перепускной клапан; 2 — Плечо рычага перепускного клапана; 3 — Вакуумный регулятор перепускного клапана; 4 — Клапан сбора давления; 10 — Возврат масла; 11 — Отвод охлаждающей жидкости;

Турбонагнетатель Twin Scroll в Н55: A — Канал 1 выпуска ОГ (цилиндр 1-3); B — Канал 2 выпуска ОГ (цилиндр 4-6); C — Подсоединение к катализатору; D — Вход глушителя шума всасывания; E — Кольцевой канал; F — Выход к охладителю наддувочного воздуха; 1 — Перепускной клапан; 2 — Плечо рычага перепускного клапана; 3 — Вакуумный регулятор перепускного клапана; 4 — Клапан сбора давления; 5 — Обходной канал; 6 — Турбинное колесо; 7 — Колесо компрессора; 8 — Канал охлаждения; 9 — Вал турбины;

Принцип работы турбонагнетателя TwinScroll

Турбинное колесо нагнетателя в редких случаях подвергается воздействию постоянного давления ОГ. При низких частотах вращения отработавший газ достигает турбины пульсообразно. Из-за таких пульсаций на турбине возникают кратковременные увеличения давления наддува. Так как с увеличением давления коэффициент полезного действия так же увеличивается, то вследствие пульсации так же улучшается характеристика давления наддува и, вместе с этим, характеристика крутящего момента двигателя.

Для предотвращения влияния процессов газообмена различных цилиндров друг на друга, цилиндры 1-3 (ряд первый) и цилиндры 4-6 (ряд второй) объединяются соответственно в одну выпуклую трубу. Так же отдельно потоки ОГ подводятся в турбонагнетателе к турбине по спирали (Scrolls) через каналы выпуска ОГ (1 + 2). Благодаря такой  конструкции  возникающие пульсации оптимально используются для нагнетания давления наддува.

Для регулировки давления наддува используется известный перепускной клапан.

Катализатор

В корпусе катализатора находится два керамических монолита. Катализатор имеет объем 2,7 литра. Керамические монолиты имеют, в зависимости от типа автомобиля, различные покрытия:

  • керамический монолит 1 имеет объем 1,2 литра, диаметр 124 мм и 600 ячеек
  • керамический монолит 2 имеет объем 1,5 литра, диаметр 124 мм и 400 ячеек

Катализатор двигателя N55: 1 — Лямбда-зонд перед катализатором; 2 — Подсоединение к турбонагнетателю; 3 — Керамический монолит 1; 4 — Выходная воронка катализатора; 5 — Керамический монолит 2; 6 — Лямбда-зонд перед керамическим монолитом 1;

Вакуумная система

Конструкция

Силовой агрегат N55 имеет вакуумный насос для создания разрежения, необходимого для усилителя тормозов и одного дополнительного потребления. Этим дополнительным потреблением в случае F07 является перепускной клапан. Для постоянного поддержания достаточного разрежения для перепускного клапана используется вакуумный ресивер.

Вакуумная система двигателя N55: 1 — Вакуумный насос; 2 и 3 — Обратный клапан; 4 — Усилитель тормозов; 5 — Обратный клапан; 6 — Вакуумный ресивер; 7 — Электропневматический преобразователь давления; 8 — Вакуумный регулятор перепускного клапана;

Вакуумный насос

Вакуумный насос аналогичен насосу двигателя N63. Он имеет две ступени и соответственно два подсоединительных элемента. Первая ступень предназначена для усилителя тормозов, вторая — для дополнительных потребителей.

Вакуумный насос мотора N55: 1 — Обратный клапан для усилителя тормозов; 2 — Обратный клапан для дополнительных потреблений; 3 — Отверстие для подсоединения дополнительных потребителей; 4 — Корпус вакуумного насоса; 5 — Лопасть; 6 — Отверстие для подсоединения усилителя тормозов;

Для первой ступени используется самая большая часть увеличения объема (вакуумирования), таким образом быстро создается разрежение для усилителя тормозов. Только на последнем отрезке времени открывается отверстие для дополнительного потребителя, таким образом включается вторая ступень. Создание разрежения поэтому продолжается в этом случае дольше, что видно на следующей диаграмме.

Производительность двухступенчатого вакуумного насоса в двигателе N55: 1 — Разрежение; 2 — Время; 3 — Производительность для дополнительного потребления; 4 — Производительность для усилителя тормозов;

С помощью такого решения учитываются разные потребности усилителя тормозов и дополнительного потребителя.

Система подготовки рабочей смеси

Мотор Н55 имеет систему впрыска высокого давления (HDE). В отличие от высокоточного впрыска (HPI) используются электромагнитные форсунки с соплом, имеющим несколько отверстий.

На следующем рисунке показана вся система подготовки рабочей смеси двигателя N55 родственна системе двигателя N54. Используется такой же насос высокого давления. Новшеством являются форсунки высокого давления. Используются форсунки фирмы Bosch с обозначением HDEV5.2.

Общий вид системы впрыска высокого давления в двигателе Н55: 1 — Трубопровод высокого давления; 2 — Магистраль высокого давления Rail; 3 — Трубопровод высокого давления; 4 — Датчик давления в магистрали Rail; 5 — Электромагнитная форсунка;

Датчик давления топлива

Топливо подается из топливного бака с помощью топливного электронасоса через подводящий трубопровод с давлением подкачки 5 бар к насосу высокого давления. Давление подкачки контролируется датчиком давления топлива. Топливо подается в зависимости от потребности. Используется известный по двигателям N54, N53 и N63 датчик давления топлива.

При отказе датчика давления топлива при включенном контакте 15 топливный электронасос продолжает работать с производительностью 100 %.

Система подготовки рабочей смеси в Н55: 1 — Обратный клапан для усилителя тормозов; 2 — Обратный клапан для дополнительных потреблений; 3 — Датчик детонации; 4 — Подсоединение трубопровода высокого давления к магистрали Rail; 5 — Датчик давления топлива; 6 — Трубопровод подвода топлива; 7 — Датчик давления масла; 8 — Клапан управления количеством; 9 — Насос высокого давления; 10 — Вакуумный насос;

Насос высокого давления

Давление топлива увеличивается в постоянно работающем трех-поршневом насосе высокого давления, и через напорный трубопровод топливо подается в магистраль Rail. Из магистрали Rail топливо под давлением распределяется через напорные трубопроводы по форсункам высокого давления. Необходимое давление подачи топлива определяется системой управления двигателем в зависимости от его нагрузки и частоты вращения коленвала. Достигнутое давление регистрируется датчиком давления в магистрали Rail и передается блоку управления двигателем. Регулировка осуществляется на основании сравнения заданного и фактического значений давления в магистрали Rail  с помощью клапана управления количеством. Величина давления задается в соответствии с наилучшим расходом топлива и плавностью хода двигателя N55. Давление 200 бар требуется только при высокой нагрузке и низкой частоте вращения. Насос высокого давления имеет ту же конструкцию, что и насос двигателей N53 и N54.

Диаграмма давления топлива в двигателе N55: m — Нагрузка двигателя; n — Частота вращения; p — Давление;

Форсунка

Форсунка высокого давления HDEV5.2 фирмы Bosch является электромагнитной форсункой. В отличие от пьезофорсунок современных двигателей BMW электромагнитная форсунка открывается внутрь и имеет несколько отверстий с большим количеством вариантов угла и формы струй. Электромагнитная форсунка рассчитана на давление в системе до 200 бар. Работы на системе питания разрешается проводить только после остывания двигателя. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 40ºC. На это необходимо обратить особое внимание, так как в противном случае вследствие остаточного давления в системе питания высокого давления возникает опасность выброса топлива. При работах на системе питания высокого давления следует обращать особое внимание на отсутствие загрязнений и соблюдать описанный в руководстве по ремонту рабочий процесс. Уже самые маленькие загрязнения и повреждение резьбовых креплений напорных трубопроводов могут привести к негерметичности. При работах на системе питания двигателя N55 следует обратить внимание на то, чтобы катушки зажигания  не были загрязнены топливом. Устойчивость силиконовых материалов существенно снижается при контакте с топливом. Это может вести к пробоям на головке свечи зажигания и, как следствие, к пропускам зажигания. - Перед работами на системе питания обязательно снять катушку зажигания и закрыть гнезда свечей зажигания с помощью ветоши от попадания в них топлива. - Перед установкой новых электромагнитных форсунок нужно демонтировать катушку зажигания, обеспечив максимально возможную чистоту. - Сильно загрязненные топливом катушки зажигания подлежат замене.

Система  охлаждения

Система  охлаждения двигателя N55 состоит из контура жидкостного и контура масляного охлаждения. В зависимости от комплектации используются различные варианты жидкостного охлаждения. В комплектации для жарких стран, отделение масляного радиатора от контура охлаждающей жидкости предотвращает перенос тепла моторным маслом в область охлаждающей жидкости двигателя.

Система охлаждения двигателя N55: 1 — Радиатор охлаждающей жидкости; 2 — Радиатор охлаждения моторного масла (в комплектации для жарких стран); 3 — Нагревательная спираль; 4 — Программируемый термостат; 5 — Электрический насос охлаждающей жидкости; 6 — Турбонагнетатель; 7 — Теплообменник отопителя; 8 — Клапан охлаждающей жидкости; 9 — Жидкостно-масляный теплообменник (в комплектации для Европы); 10 — Датчик температуры охлаждающей жидкости; 11 — Термостат моторного масла (в комплектации для жарких стран); 12 — Расширительный бачок; 13 — Датчик уровня охлаждающей жидкости; 14 — Уравнительный трубопровод; 15 — Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости (комплектация для Европы); 16 — Электровентилятор;

Выделенные на рисунке красным цветом детали устанавливаются только в комплектации для Европы. В комплектации для Европы входит дополнительный радиатор охлаждающей жидкости (A) с левой стороны автомобиля. Охлаждение системы смазки двигателя выполняет жидкостно-масляный теплообменник (C).

Система охлаждения мотора Н55: A — Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости; B — Трубопровод подачи охлаждающей жидкости к дополнительному радиатору охлаждающей жидкости; C — Жидкостно-масляный теплообменник; D — Трубопровод подачи охлаждающей жидкости к жидкостно-масляному теплообменнику; E — Трубопровод подачи охлаждающей жидкости от дополнительного радиатора охлаждающей жидкости; 1 — Подводящий трубопровод, зона 1, теплообменник отопителя; 2 — Подводящий трубопровод, зона 2, теплообменник отопителя; 3 — Клапан охлаждающей жидкости; 4 — Расширительный бачок; 5 — Уравнительный трубопровод; 6 — Радиатор охлаждающей жидкости; 7 — Перепускной трубопровод малого охлаждающего контура; 8 — Термостат; 9 — Электрический насос охлаждающей жидкости; 10 — Трубопровод подвода к турбонагнетателю; 11 — Термостат системы охлаждения масла коробки передач; 12 — Трубопровод подвода охлаждающей жидкости в блоке цилиндров; 13 — Теплообменник охлаждения трансмиссионного масла; 14 и 15 — Подсоединение маслопровода коробки передач; 16 — Отводящий трубопровод теплообменника отопителя; 17 — Теплообменник отопителя;

На следующем рисунке показано подсоединение дополнительного радиатора охлаждающей жидкости к системе охлаждения. Дополнительный радиатор параллельно подсоединен трубопроводами к основному радиатору, благодаря чему увеличивается площадь охлаждения.

Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости в двигателе N55: 1 — Радиатор охлаждающей жидкости; 2 — Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости; 3 и 4 — Подсоединение трубопровода подвода охлаждающей жидкости к дополнительному радиатору; 5 — Подсоединение трубопровода возврата охлаждающей жидкости на дополнительном радиаторе; 6 — Подсоединение трубопровода возврата охлаждающей жидкости от дополнительного радиатора;

В комплектации для жарких стран используется вынесенный теплообменник моторного масла.

Охлаждение системы смазки двигателя N55 в комплектации для жарких стран: 1 — Модуль масляного фильтра; 2 — Термостат; 3 — Трубопроводы масляного радиатора; 4 — Радиатор охлаждения моторного масла;

Каналы подачи охлаждающей жидкости

Каналы подачи охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров используются теперь также для непрямого охлаждения форсунок. На следующем рисунке можно видеть, что клапаны и форсунки обтекаются охлаждающей жидкостью, что позволило уменьшить подвод тепла к деталям до минимума.

Каналы охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров N55: 1 — Проход впускных клапанов; 2 — Проход форсунки; 3 — Проход выпускных клапанов; 4 — Подсоединение шланга системы охлаждения к термостату (малый охлаждающий контур); 5 — Подсоединение шланга системы охлаждения к радиатору охлаждающей жидкости (большой охлаждающий контур);

Гильзы цилиндра из серого чугуна залиты в блок, отлитый из алюминиевого сплава под давлением. Для оптимизации охлаждения предусмотрены перемычки между цилиндрами с канавками. По этим канавкам охлаждающая жидкость может перетекать с с одной стороны блок-картера к другой и охлаждать перемычки.

Электрооборудование двигателя

Подключение к бортовой сети

Впервые блок цифровой электронной системы управления двигателем (DME) устанавливается на двигателе. Блок DME привернут с помощью фланца к спускному коллектору и охлаждается всасываемым воздухом. Расположение блока DME рядом с двигателем имеет следующие преимущества:

  • разделение жгута проводов двигателя на шесть отдельных модулей
  • питание всех электрических компонентов на двигателе непосредственно через DME
  • отсутствие отсека управляющей электроники
  • разъемы в целом имеют 211 штырей и являются герметичными

Электрические схемы

Электрическая схема подключения к бортовой сети в двигателе N55: 1 — Цифровая электронная система управления двигателем; 2 — Электрическое управление воздушными заслонками; 3 — Механическое управление воздушными заслонками; 4 – Электровентилятор; 5 — Стартер; 6 — Компрессор кондиционера; 7 — Токораспределитель в моторном отсеке; 8 — Электронный блок JBE; 9 — Электронно-управляемый токораспределитель; 10 — Интегрированная система управления ходовой частью; 11 — Модуль диагностики течи топливного бака (только в комплектации для США и Южной Кореи); 12 — Электронный блок управления топливным насосом; 13 — Токораспределитель в багажном отделении; 14 — Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи; 15 — Токораспределитель АКБ; 16 — Переключающий клапан заслонки глушителя; 17 — Гнездо диагностического разъема (сигнал частоты вращения); 18 — Модуль педали акселератора; 19 — Комбинация приборов; 20 — Система доступа в автомобиль; 21 — Центральный межсетевой преобразователь; 22 — Система динамического контроля стабильности;

Электрическая схема системы охлаждения двигателя N55: 1 — Комбинация приборов; 2 — Центральный межсетевой преобразователь; 3 — Датчик уровня охлаждающей жидкости; 4 — Датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — Электровентилятор; 6 — Механическое управление воздушными заслонками; 7 — Электрическое управление воздушными заслонками; 8 — Цифровая электронная система управления двигателем; 9 — Токораспределитель в моторном отсеке; 10 — Электронный блок JBE; 11 — Электронно-управляемый токораспределитель; 12 — Реле электровентилятора; 13 — Токораспределитель в багажном отделении; 14 — Реле электровентилятора (только при мощности электровентилятора 850 или 1000 Вт); 15 — Токораспределитель АКБ;

Электрическая схема MEVD17.2:1 — Электронная система управления двигателем, Valvetronic, непосредственный впрыск 17.2 МЕVD17.2; 2 — Датчик давления окружающей среды; 3 — Датчик температуры; 4 — Выключатель стоп-сигналов; 5 — Стартер; 6 — Система доступа в автомобиль (CAS); 7 — Модуль сцепления; 8 — Электронный блок управления топливным насосом (EKPS); 9 — Топливный электронасос; 10 — Реле контакта 15N; 11 — Компрессор кондиционера; 12 — Насос охлаждающей жидкости; 13 — Реле Valvetronic; 14 — Блок управления JBE; 15 — Датчик давления хладагента; 16 — Реле зажигания и впрыска; 17 — Реле контакта ЗОВ; 18 — Диагностический блок для обнаружения течи топливного бака (DMTL); 19 — Реле электровентилятора; 20 — Электровентилятор; 21 — Программируемый термостат; 22 — Клапан сброса давления; 23 — Клапан вентиляции топливного бака; 24 — Электромагнитный клапан VANOS, распредвал впускных клапанов; 25 — Электромагнитный клапан VANOS, распредвал выпускных клапанов; 26 — Клапан регулировки давления масла; 27 — Электропневматический преобразователь давления (EPDW) для перепускного клапана; 28 — Клапан управления количеством; 29-34 — Форсунки; 35-40 — Катушки зажигания; 41 Подогрев системы вентиляции картера двигателя; 42 — Соединения с массой; 43 — Лямбда-зонд за катализатором; 44 — Лямбда-зонд перед катализатором; 45 — Гнездо диагностического разъема; 46 — Датчик низкого давления топлива; 47 — Датчик давления во впускном коллекторе за дроссельной заслонкой; 48 — Датчик давления в магистрали Rail; 49 — Датчик давления и температуры наддувочного воздуха; 50 — Датчик детонации, цилиндры 1—3; 51 — Датчик детонации, цилиндры 4—6; 52 — Термоанемометрический расходомер воздуха (HFM); 53 — Датчик распредвапа впускных клапанов; 54 — Датчик распредвапа выпускных клапанов; 55 — Датчик положения копенвапа; 56 — Модуль педали акселератора (FPM); 57 — Дроссельная заслонка двигателя (MDK); 58 — Датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя; 59 — Датчик давления масла; 60 — Датчик температуры масла; 61 — Серводвигатель Valvetronic; 62 — Датчик состояния масла; 63 — Генератор; 64 — Активное управление заслонками охлаждающего воздуха; 65 — Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS); 66 — Система динамического контроля стабильности (DSC); 67 — Центральный межсетевой преобразователь (ZGM); 68 — Интегрированная система управления ходовой частью (ICM);

Блок управления двигателем

С двигателем N55 устанавливается блок управления двигателем MEVD17.2 фирмы Bosch. Этот блок встроен во впускной коллектор и охлаждается всасываемым воздухом. MEVD17.2 работает с шинной системой FlexRayи непосредственно обеспечивает напряжением питания датчика и исполнительные органы.

Верхняя сторона корпуса DME одновременно является нижней частью впускного коллектора. В районе впускного коллектора на корпусе установлен профильный элемент для обеспечения оптимального прохождения воздуха во впускном коллекторе.

Разъемы между жгутом приводов и DME в соединительном состоянии герметичны.

Система управления двигателем MEVD17.2 в N55: 1 — Модуль 100, датчик 2; 2 — Модуль 200, датчик 1; 3 — Модуль 300, подсоединение к кабельной сети автомобиля; 4 — Модуль 400, Valvetronic; 5 — Модуль 500, модуль питания; 6 — Модуль 600, впрыск и зажигание;

Функции

Система питания

Датчик давления топлива между топливным насосом и насосом высокого давления выдает сигнал напряжения блоку управления двигателем (ЭБУ DME). Давление в системе (давление подачи топлива) определяется перед насосом высокого давления. ЭБУ DME постоянно сравнивает заданное и фактическое значения давления. При отклонении заданного значения от фактического блок управления двигателем увеличивает или уменьшает напряжение для топливного электронасоса, которое передается в виде сообщения по шине PT-CAN блоку управления EKP.

Блок управления ЕКР преобразует сообщение в выходное напряжение для топливного электронасоса. Таким образом осуществляется регулировка давления подачи топлива до необходимого для двигателя (или насоса высокого давления). При отсутствии сигнала (отказе датчика давления топлива) при включенном контакте 15 топливный электронасос работает с полной производительностью. При неисправности шины CAN топливный электронасос работает с подаваемым через блок управления EKP напряжением бортовой сети. Насос высокого давления повышает давление подачи топлива до 50 и 200 бар. По напорному трубопроводу топливо попадает в магистраль Rail. В магистрали Rail топливо распределяется по форсункам высокого давления.

Регулирование количества подаваемого топлива

Датчик давления в магистрали Rail измеряет текущее давление в магистрали Rail. Когда клапан управления количеством в насосе высокого давления открывается, излишки поданного топлива снова отводятся в трубопровод подвода перед насосом высокого давления. При отказе насоса высокого давления возможен ограниченный режим движения.

Клапан управления количеством управляет давлением подачи топлива в магистрали Rail. Система управления двигателем активирует клапан управления количеством с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией. От длительности импульса зависит степень открытия дросселя и установка количества топлива, соответствующего состоянию нагрузки двигателя. Кроме того, имеется возможность сбросить давление в магистрали Rail.

Регулировка давления наддува

Давление наддува регулируется системой управления двигателем с помощью перепускного клапана на турбонагнетателе. Для бесступенчатого изменения положения перепускного клапана с помощью разрежения используется электропневматический преобразователь давления, который преобразует сигналы системы управления двигателем в определенное разрежение.

На Фланце турбонагнетателя установлен клапан сброса давления. Этот клапан может быть непосредственно активирован системой управления двигателем и при этом образовывать короткозамкнутое соединение между стороной впуска и стороной нагнетания. С помощью клапана сброса давления быть сглажены нежелательные пики давления наддува, которые могут возникать при быстром закрывании дроссельной заслонки. Поэтому клапан сброса давления оказывает существенное влияние на акустику двигателя и защищает детали турбонагнетателя. Когда дроссельная заслонка закрывается, возникает волна давления от дроссельной заслонки к турбонагнетателю. Эта волна давления наталкивается в турбонагнетателе на лопатки турбины и прижимает их к опоре. Клапан сброса давления заметно уменьшает эту волну давления, а значит, и нагрузку на турбонагнетатель.

Охлаждение двигателя

Для системы охлаждения с электрическим насосом охлаждающей жидкости используются возможности обычной системы охлаждения. Система управления теплоэнергией определяет потребность в охлаждении в данный момент и регулирует систему охлаждения соответствующим образом. При определенных обстоятельствах насос охлаждающей жидкости может быть даже совсем выключен, например, для быстрого нагрева охлаждающей жидкости в стадии прогрева. При стоящем автомобиле и сильно нагретом двигателе насос охлаждающей жидкости работает и при выключенном двигателе. Поэтому интенсивность охлаждения может быть запрошена независимо от частоты вращения. Дополнительно к программируемому термостату стало возможным использование различных полей характеристик для управления насосом охлаждающей жидкости. Так блок управления двигателем может приводить температуру двигателя в соответствие с динамическими показателями автомобиля.

Блок управления двигателем регулирует следующие температурные диапазоны:

  • 108 °С = экономичный режим
  • 104 °С = нормальный режим
  • 95 °С = высокий режим
  • 90 °С = высокий режим и регулировка с помощью программируемого термостата.

Если блок управления двигателем распознает на основании динамических показателей автомобиля экономичный рабочий диапазон, система управления двигателем доводит температуру до 108 градусов. В этом температурном диапазоне двигатель работает с относительно низким расходом топлива. Внутреннее трение двигателя уменьшается при высокой температуре. Таким образом, повышение температуры способствует небольшому расходу топлива в диапазоне низких нагрузок. В режиме «Высокий и регулировка с помощью программируемого термостата» водитель хочет использовать максимальную мощность двигателя. Для этого температура в головке блока цилиндров снижается до 90 °С. Это снижение обеспечивает улучшение степени наполнения, что ведет к повышению крутящего момента двигателя. Блок управления двигателем теперь может, в соответствии с ситуацией движения, осуществлять регулировку в определенном рабочем диапазоне. Таким образом можно влиять на расход и мощность через систему охлаждения.

Защита системы

Если в процессе работы двигателя имеет место повышенная температура охлаждающей жидкости или моторного масла, определенные функции в автомобиле отказывают влияние в направлении увеличения энергии для охлаждения двигателя.

Мероприятия подразделяются на две группы:

  • защита деталей
    • температура охлаждающей жидкости между 117 °С и 124 °С
    • температура масла в двигателе между 150 °С и 157 °С
    • Мероприятие: например, снижение мощности кондиционера (до 100 %) и двигателя
  • экстренный случай
    • температура охлаждающей жидкости между 125 °С и 129 °С
    • температура масла в двигателе между 158 °С и 163 °С
    • Мероприятие: например, снижение мощности двигателя (прим. до 90 %)

Датчики

Датчик положения коленвала

Новый встроенный датчик положения коленвала по принципу работы идентичен датчикам, которые используются с системой автоматического запуска и выключения двигателя (MSA). Для функции MSA необходимо распознавание обратного вращения двигателя.

Место установки датчика положения коленвала в N55:A — Вид на коленчатый вал; B — Тот же вид без стартера; 1 — Разъем; 2 — Пыленепроницаемое уплотнение; 3 — Датчик; 4 — Многополюсное колесо;

Датчик положения коленвала мотора N55 с многолопюсным колесом:1 — Разъем; 2 — Пыленепроницаемое уплотнение; 3 — Датчик;

Катушка зажигания

Для двигателя N55 разработана новая катушка зажигания. Она обеспечивает высокое напряжение зажигания, лучшую электромагнитную совместимость и высокую надежность.

В случае двигателей N43 и N53 напряжение вторичной обмотки катушки имеет обратную полярность. Это достигается с помощью активации обратной полярности и диода во вторичной цепи. Благодаря положительной поляризации искра лучше, вследствие чего улучшается воспламеняемость смеси. Это мероприятие необходимо только при режиме работы с послойным смесеобразованием. Т к. в случае двигателя N55 речь идет о гомогенном смесеобразовании, здесь также используется «нормальная» катушка зажигания.

Свеча зажигания

Мотор N55 имеет свечи с воздушным искровым промежутком, которые являются одинаковыми деталями с двигателями N63 и N74. Повышены надежность и диэлектрическая прочность за счет улучшенной керамики.

Датчик давления масла

Датчик давления масла может определять абсолютное давление. Это требуется для более точной регулировки давления масла. Датчик по конструкции идентичен датчику давления топлива.

Датчик давления масла получает питание 5 В от DME.

Датчик давления масла двигателя N55

Катализатор и сажевый фильтр мотора N55:1 — Лямбда-зонд перед катализатором; 2 — Подсоединение к турбонагнетателю; 3 — Керамический монолит 1; 4 — Катализатор; 5 — Керамический монолит 2; 6 — Лямбда-зонд за катализатором;

Для лямбда-зондов используются новые разъемы. Новая система штекерных соединений предлагает значительно лучшие контактные свойства и снимает «основные помехи» при плохом контакте. Еще одним улучшением является выбор места установки разъема без колебаний и вибраций.

Лямбда-зонд перед катализатором

В качестве регулировочного зонда перед катализатором используется лямбда-зонд LSU ADV фирмы Bosch. Его принцип работы схож с лямбда-зондом LSU 4.9. Такой лямбда-зонд также используется в двигателе N63. Аббревиатура LSU обозначает Lambdasonde Universal (Универсальный), а ADV — Advanced (Усовершенствованный).

Лямбда-зонд перед катализатором LSU ADV имеет следующие преимущества:

  • высокая стабильность сигнала, особенно в режиме наддува, благодаря слабой зависимости от давления;
  • увеличенный срок службы;
  • повышенная точность (по сравнению с LSU 4.9 на коэффициент 1,7);
  • быстрая готовность к работе < 5 секунд;
  • повышенная термостойкость;
  • усовершенствованный разъем с улучшенными контактными свойствами;

LSU ADV имеет расширенный диапазон измерения, при этом возможно точное измерение лямбда от 0,65. Данный лямбда-зонд раньше готов к работе, уже через 5 секунд он подает точные результаты измерения.

Выше динамика измерений зонда, это позволяет измерять и, соответственно, регулировать соотношение топливо-воздух отдельно для каждого цилиндра. Как результат, возможность получения гомогенного потока ОП снижения выброса вредных веществ и оптимизации значений выброса вредных веществ на перспективу.

Лямбда-зонд за катализатором

Лямбда-зонд за катализатором также называют контрольным зондом. Используется известный контрольный зонд LSF 4.2 фирмы Bosch.

Пленочный термоанемометрический расходомер воздуха

Используется пленочный термоанемометрический расходомер воздуха SIMAF GT2 фирмы Siemens. Датчик Siemens Mass Air Flow GT2 имеет планарные металлические резисторы на стекле. Такая технология применяется уже свыше 15 лет в датчиках SIMAF GT1. Основывающийся на их технологии датчик SIMAF GT2 является улучшенной разработкой с повышенной вибростойкостью, точностью при всех температурных условиях и уменьшенной чувствительностью к воде и пульсациям.

HFM для N55

Исполнительные устройства

Серводвигатель Valvetronic

В качестве серводвигателя Valvetronic используется бесщеточный электродвигатель постоянного тока (brushless direct current motor = двигатель BLDC). Вследствие бесконтактной передачи энергии двигатель BLDC не требует технического обслуживания и обладает высокой мощностью. Благодаря применению встроенных электронных элементов он имеет оченьточное управление.

Принцип работы

Активация серводвигателя Valvetronic ограничена током 40 А. В промежутке времени > 200 миллисекунд в распоряжении имеется максимум 20 А. Серводвигатепь Вальвитроник активируется сигналом с широтно-импульсной модуляцией. Скважность сигнала между 5 и 98 %.

Серводвигатель Valvetronic в N55:1 — Гнездо разъема; 2 — Червячный вал; 3 — Игольчатый подшипник; 4 — Крышка подшипника; 5 — Колесо магнитного датчика; 6 — Ротор с четырьмя магнитами; 7 — Датчик; 8 — Статор; 9 — Корпус; 10 — Подшипник;

Датчик получает питание 5 В от DME. DME получает сигналы от пяти датчиков Холла и анализирует их. Из пяти датчиков Холла три служат для грубой разбивки, а два — для точного сегментирования. Таким образом угол поворота серводвигателя можно определить с погрешностью < 7,5°. С помощью передаточного отношения червячного привода можно очень точно и быстро изменять ход клапанов.

Форсунка высокого давления

Используемая в двигателе Н55 форсунка HDEV5.2 является разработкой на базе используемой в двигателе N14 форсунки высокого давления HDEV5.1. Принцип работы тот же самый.

Принцип работы

Активация HDEV5.2 осуществляется в четыре фазы, как показано на следующем рисунке.

Фазы активации HDEV5.2 в двигателе N55:A — Сигнал активации DME; B — Ток HDEV5.2; C — Напряжение на HDEV5.2; 1 — Фаза заряда конденсатора; 2 — Фаза открывания; 3 — Фаза удержания; 4 — Фаза закрывания;

  1. Фаза заряда конденсатора: в фазе заряда конденсатора форсунка HDEV5.2 открывается с помощью подачи от DME увеличенного уровня напряжения. Фаза заряда конденсатора заканчивается при токе ок. 10 А. Большой ток достигается за счет высокого напряжения, прим. до 65 В.
  2. Фаза открывания: в фазе открывания HDEV5.2 полностью открывается после фазы заряда конденсатора с помощью изменения тока до значения ок. 6,2 А. В конце фазы открывания ток с уровня открывания снижается до уровня удержания прим. 2,5 А.
  3. Фаза удержания: в фазе удержания надежно открытая форсунка HDEV5.2 удерживается в открытом состоянии с помощью снижения тока прим. до 2,5 А.
  4. Фаза закрывания: в фазе закрывания после окончания времени впрыска форсунка обесточивается. Между двумя процессами впрыска проходит не менее 2 миллисекунд.

Указания по обслуживанию

Крышка головки блока цилиндров

В случае рекламации на большой расход масла и диагностировании замасленного турбонагнетателя нельзя сразу делать заключение о неисправном турбонагнетателе. Если замасливание имеет место уже после подачи картерных газов, то нужно проверить на герметичность весь двигатель. Причиной прохождения слишком большого колличества картерных газов могут быть как неисправные уплотнения, так и сальники коленвала. Негерметичные сальники коленвала могут увеличить расход масла до 3 л/1000 км.

Форсунки

Работы на системе питания разрешается проводить только после остывания двигателя. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 40 °С. На это необходимо обратить особое внимание, т. к. в противном случае вследствие остаточного давления в системе питания высокого давления возникает опасность выброса топлива.

При работах на системе питания высокого давления следует обращать особое внимание на отсутствие загрязнений и соблюдать описанный в руководстве по ремонту рабочий процесс. Уже самые маленькие загрязнения и повреждение резьбовых креплений напорных трубопроводов могут привести к негерметичности.

При работах на системе питания двигателя Н55 следует обратить внимание на то, чтобы катушки зажигания не были загрязнены топливом. Устойчивость силиконовых материалов существенно снижается при контакте с топливом. Это может вести к пробоям на головке свечи зажигания и, как следствие, к пропускам зажигания.

Перед работами на системе питания обязательно снять катушки зажигания и закрыть гнезда свечей зажигания с помощью ветоши от попадания в них топлива.

Перед установкой новых электромагнитных форсунок нужно демонтировать катушки зажигания, обеспечив максимально возможную чистоту.

Сильно загрязненные топливом катушки зажигания подлежат замене.

Катушка зажигания

В случае двигателей N43 и N53 напряжение вторичной обмотки катушки имеет обратную полярность. Это достигается с помощью активации обратной полярности и диода во вторичной цепи. Благодаря положительной поляризации искра лучше, вследствие чего улучшается воспламеняемость смеси. Это мероприятие необходимо только при режиме работы с послойным смесеобразованием. Т. к. в случае двигателя N55 речь идет о гомогенном смесеобразовании, здесь также используется «нормальная» катушка зажигания.

www.bimmerfest.ru

Моторы BMW N54 опасны для жизни ? - BMW в России

Битурбированный агрегат, выдающий 300 лошадиных сил и 407 Нм, считался настолько перспективным, что сфера его применения была расширена на автомобили BMW первой, третьей и пятой серии.

Рядная «шестерка» BMW N54, дебютировавшая вместе с моделью E90 335i образца 2006 года, успела завоевать множество автомобильных наград и признание экспертов. Однако, избавление от «турбоямы», высокая мощность и экономичность могут слишком дорого обойтись владельцам машин с таким мотором.

Битурбированный агрегат, выдающий 300 лошадиных сил и 407 Нм, считался настолько перспективным, что сфера его применения была расширена на автомобили BMW первой, третьей и пятой серии. Более того, мотором начали комплектовать открытый спорткар Z4 и кроссоверы X6.

К сожалению, двигатель имеет и ряд принципиальных недостатков. Так, очень часто выходит из строя топливный насос высокого давления, а дефект в конструкции турбокомпрессоров требует ограничения их производительности на уровне ниже номинального. В конечном счете, жалоб набралось достаточно для того, чтобы предъявить BMW коллективный иск.

В рамках дела, инициированного калифорнийским адвокатским бюро «Kershaw, Cutter and Ratinoff», истцы указывают на то, что упомянутый выше топливный насос предрасположен к поломке, в результате чего автомобиль в самый неподходящий момент теряет способность потреблять топливо, провоцируя риск возникновения аварийных ситуаций. И эти обвинения звучат в адрес N54 уже не в первый раз.

Что касается турбокомпрессоров, то их неисправные образцы не работают на полную мощность, что приводит к появлению странных звуков под капотом и серьезной задержке отклика на манипуляции с педалью газа. Концерн BMW отреагировал на наличие дефекта выпуском новой программной прошивки, которая просто-напросто не дает турбинам раскручиваться на максимальное количество оборотов. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению динамических характеристик и появлению «турбоямы», от которой данный мотор призван избавлять.

Плюс ко всему прочему, юристы KC&L обвиняют BMW в умышленном сокрытии информации о неисправностях не только от клиентов, но и от Национального управления по безопасности дорожного движения США. Итогом разбирательств может стать грандиозный отзыв всех моделей BMW, укомплектованных бензиновым двигателем N54.

источник      auto.vesti.ru 

bmwgtn.ru

Двигатель BMW M54 - техническая характеристика и фото

Структура двигателя

Структура двигателя BMW M54

Двигатель М54

Блок-картер

Блок-картер двигателя M54 заимствован у M52TU. Его можно сравнить с двигателем M52 модели Z3 объемом 2,8 литра. Он изготовлен из алюминиевого сплава с запрессованными гильзами из серого чугуна.

У этих двигателей блок-картер унифицирован для автомобилей в любом экспортном исполнении. Имеется возможность одноразовой обработки зеркала цилиндров (+0,25).

Картер двигателя M54: 1 — Блок цилиндров с поршнями; 2 — Болт с шестигранной головкой; 3 — Резьбовая пробка M12X1,5; 4 — Резьбовая пробка M14X1,5-ZNNIV; 5 — Уплотнительное кольцо A14X18-AL; 6 — Центрирующая втулка D=10,5MM; 7 — Центрирующая втулка D=14,5MM; 8 — Центрирующая втулка D=13,5MM; 9 — Установочный штифт M10X40; 10 — Установочный штифт M10X40; 11 — Резьбовая пробка M24X1.5; 12 — Промежуточная вставка; 13 — Болт с шестигранной головкой с шайбой;

Коленчатый вал

Для двигателей M54B22 и M54B30 коленвал был адаптирован. Так у M54B22 ход поршня составляет 72 мм, а у M54B30 — 89,6 мм.

У двигателя объемом 2,2/2,5 литров коленвал изготовлен из чугуна с шаровидным графитом. Из-за более высокой мощности у двигателей объемом 3,0 литра используется штампованный стальной коленчатый вал. Массы коленвалов были оптимально уравновешены. Такое преимущество, как высокая прочность,способствует снижению вибраций и повышению комфортности.

Коленчатый вал имеет (аналогично двигателю M52TU) 7 коренных подшипников и 12 противовесов. Центрирующий подшипник установлен на шестой опоре.

Коленчатый вал мотора М54: 1 — Оборотный коленвал с вкладышами подшипников; 2 и 3 — Вкладыш упорного подшипника; 4 — 7 — Вкладыш подшипника; 8 — Колесо импульсного датчика; 9 — Стопорный болт с зубчатым буртиком;

Поршни и шатуны

Поршни двигателя M54 усовершенствованны с целью уменьшения токсичности ОГ, на всех двигателях (2,2/2,5/3,0 литра) имеют идентичную конструкцию. Юбка поршня графитизирована. Этот метод снижает уровень шума и трение.

Поршень мотора M54: 1 — Поршень Mahle; 2 — Пружинное стопорное кольцо; 3 — Ремонтный комплект поршневых колец;

Поршни (то есть двигатели) рассчитаны на использование топлива ROZ 95 (неэтилированный супер). В крайних случаях можно использовать топливо марки не ниже ROZ 91.

Рекомендуется использование топлива ROZ 98. Это увеличивает выход мощности, приносит приносит меньший вред окружающей среде и экономит топливо.

Шатуны двигателя объемом 2,2/2,5 литров выполнены из специальной кованной стали, способной образовывать хрупкий излом.

Шатун двигателя М54: 1 — Оборотный комплект шатуна с надломом; 2 — Втулка нижней головки шатуна; 3 — Шатунный болт; 4 и 5 — Вкладыш подшипника;

Длина шатуна у М54Б22/М54Б25 равняется 145 мм, а у М54Б30 — 135 мм.

Маховик

На автомобилях с автоматической коробкой передач маховик — цельной стальной. На автомобилях с механической коробкой передач используется двухмассовый маховик (ZMS) с гидравлическим демпфированием.

Маховик АКПП в двигателе М54: 1 — Маховик; 2 — Центрирующая втулка; 3 — Распорная шайба; 4 — Ведомый диск; 5-6 — Болт с шестигранной головкой;

Саморегулирующее сцепление (SAC — Self Adjusting Chlutch), который используется с одной из механических КПП с начала серийного производства, имеет уменьшенный диаметр, что ведет к более низкому моменту инерции масс и, тем самым, к лучшей переключаемости коробки передач.

Маховик МКПП в двигателе М54: 1 — Двухмассовый маховик; 3 — Центрирующая втулка; 4 — Болт с шестигранной головкой; 5 — Радиальный шарикоподшипник;

Демпфер крутильных колебаний

Для данного двигателя был разработан новый демпфер крутильных колебаний. Кроме того используется также демпфер крутильных колебаний другого изготовителя.

Демпфер крутильных колебаний одночастный, нежестко закрепленный. Демпфер отбалансирован с наружной стороны.

Для установки центрального болта и демпфера крутильных колебаний будет использоваться новое приспособление.

Демпфер двигателя M54: 1 — Демпфер крутильных колебаний; 2 — Болт с шестигранной головкой; 3 — Прокладочная шайба; 4 — Звездочка; 5 — Сегментная шпонка;

Привод вспомогательного и навесного оборудования выполняет поликлиновый ремень, не требующий технический обслуживания. Он натягивается с помощью подпружиненного или (при соответствующем специальном оснащении) гидро-амортизируемого натяжителя.

Смазочная система и масляный картер

Подача масла осуществляется двухсекционным насосом ротором типа со встроенной системой регулировки давления масла. Он приводится в действие от коленчатого вала через цепь.

Успокоитель уровня масла установлен отдельно.

Для придания жесткости корпусу коленчатого вала на М54В30 устанавливаются металлические уголки.

Головка блока цилиндров

Алюминиевая ГБЦ M54 не отличается от ГБЦ M52TU.

Головка блока цилиндров двигателя М54: 1 — Головка блока цилиндров с опорными планками; 2 — Опорная планка сторона выпуска; 3 — Центрирующая втулка; 4 — Гайка фланца; 5 — Направляющая втулка клапана; 6 — Кольцо седла впускного клапана; 7 — Кольцо седла выпускного клапана; 8 — Центрирующая втулка; 9 — Установочный штифт M7X95; 10 — Установочный штифт M7/6X29,5; 11 — Установочный штифт M7X39; 12 — Установочный штифт M7X55; 13 — Установочный штифт M6X30-ZN; 14 — Установочный штифт D=8,5X9MM; 15 — Установочный штифт M6X60; 16 — Центрирующая втулка; 17 — Крышка; 18 — Резьбовая пробка M24X1,5; 19 — Резьбовая пробка M8X1; 20 — Резьбовая пробка M18X1,5; 21 — Крышка 22,0MM; 22 — Крышка 18,0MM; 23 — Резьбовая пробка M10X1; 24 — Уплотнительное кольцо A10X15-AL; 25 — Установочный штифт M6X25-ZN; 26 — Крышка 10,0MM;

Для снижения веса, крышка головки блока цилиндров изготовлена из пластмассы. Во избежание шумоизлучения она нежестко соединена с головкой блока цилиндров.

Клапаны, привод клапанов и газораспределение

Привод клапанов в целом отличается не только низким весом. Он также очень компактный и жесткий. Этому помимо всего прочего, способствует максимально малый размер гидравлических элементов компенсации зазора.

Пружины были адаптированны к увеличенному ходу клапанов у M54B30.

Газораспределительный механизм в М54: 1 — Распредвал впускных клапанов; 2 — Распредвал выпускных клапанов; 3 — Впускной клапан; 4 — Выпускной клапан; 5 — Ремкомплект маслоотражательных колпачков; 6 — Тарелка пружины; 7 — Пружина клапана; 8 — Тарелка пружины Вх; 9 — Сухарь клапана; 10 — Гидравлический тарельчатый толкатель;

ВАНОС

Как и у M52TU, на М54 изменение фаз газораспределения обоих распределительных валов осуществляется с помощью Doppel-VANOS.

Распредвал впускных клапанов М54Б30 был переработан. Это привело к изменению фаз газораспределения, которые показаны ниже.

Регулировочный ход распредвалов двигателя М54: UT — нижняя мертвая точка; OT — верхняя мертвая точка; A — распредвал впускных клапанов; E — распредвал выпускных клапанов;

Система впуска

Всасывающий модуль

Система впуска была адаптирована к изменившимся значениям мощности и рабочему объему цилиндров.

У двигателей M54B22/M54B25 трубы были укорочены на 10 мм. Поперечное сечение было увеличено.

У M43B30 трубы были укорочены на 20 мм. Поперечное сечение, также увеличено.

Двигатели получили новую направляющую всасываемого воздуха.

Картер вентилируется через нагнетательный клапан по шлангу к распределительной планке. Изменилось соединение с распределительной планкой. Оно теперь расположено между цилиндрами  1 и 2, а также 5 и 6.

Система впуска двигателя M54: 1 — Впускной трубопровод; 2 — Комплект профильных прокладок; 3 — Датчик температуры воздуха; 4 — Кольцо круглого сечения; 5 — Адаптер; 6 — Кольцо круглого сечения 7X3; 7 — Исполнительный узел; 8 — Клапан регулировки х.х.T-образной формы BOSCH; 9 — Кронштейн клапана холостого хода; 10 — Резиновый раструб; 11 — Резино-металлический шарнир; 12 — Болт Torx с шайбой M6X18; 13 — Винт с полупотайной головкой; 14 — Гайка шестигранная с шайбой; 15 — Колпачок D=3,5MM; 16 — Колпачковая гайка; 17 — Колпачок D=7,0MM;

Система выпуска ОГ

В система ОГ на двигателе М54 используются катализаторы, которые были приведены в соответствие с предельными значениями нормы EU4.

На моделях с левым рулевым колесом используются два катализатора, расположенные рядом с двигателем.

На автомобилях с правым рулевым колесом используются первичный и основной катализаторы.

Выпускной коллектор с катализатором в двигателе M54

Система подготовки и регулировки рабочей смеси

Система ПРРС аналогична двигателю M52TU. Имеющиеся изменения перечислены ниже.

  • дроссельная заслонка с электроприводом (EDK)/клапан холостого хода
  • компактный термоанемометрический расходомер воздуха (HFM тип B)
  • форсунки с распылением под углом (M54B30)
  • трубопровод возврата топлива:
    • только до топливного фильтра
    • отсутствует возвратный топливопровод от топливного фильтра до распределительной магистрали
  • функция диагностики течи в топливном баке (США)

На двигателе M54 используется система управления Siemens MS 43.0 взятая от двигателя M62TU. Система включает в себя электрическую дроссельную заслонку (EDK) и датчик положения педали (PWG) для управления мощностью двигателя.

Система управления двигателем Siemens MS43

MS43 — это двухпроцессорный электронный блок управления (ЭБУ). Он представляет собой переработанный блок MS42 с дополнительными компонентами и функциями.

Двухпроцессорный ЭБУ (MS43) состоит из основного и контрольного процессоров. Благодаря этому осуществляется концепция безопасности. ELL (электронная система регулировки мощности двигателя) также интегрирована в блок MS43.

Разъем блока управления имеет 5 модулей в корпусе с однорядным расположением выводов (134 штыря).

 Модуль 1  питание
 Модуль 2  периферийные сигналы (лямбда-зонды/CAN и т.д.)
 Модуль 3  сигналы двигателя
 Модуль 4  сигналы автомобиля
 Модуль 5  сигналы зажигания

Внутри блока управления MS43

Для всех вариантов двигателя М54 используется один и тот же блок MS43, который программируется для использования с конкретным вариантом.

Датчики/Исполнительные механизмы

  • лямбда-зонды Bosch LSH;
  • датчик положения распредвала (статический датчик Холла);
  • датчик положения коленчатого вала (динамический датчик Холла);
  • датчик температуры масла;
  • температура на выходе из радиатора (электровентилятор/программируемое охлаждение);
  • HFM 72 тип B/1 фирмы Siemens для М54Б22/М54Б25 HFM 82 тип В/1 фирмы Siemens для М54В30;
  • функция темпомата, интегрированная в блок МС43;
  • электромагнитные клапаны системы ВАНОС;
  • резонансная выпускная заслонка;
  • EWS 3.3 с подсоединением к шине K-Bus;
  • термостат с электрообогревом;
  • электровентилятор;
  • нагнетатель добавочного воздуха (в зависимости от требований к токсичности ОГ);
  • модуль диагностики течи топливного бака DMTL (только США);
  • EDK — дроссельная заслонка с электроприводом;
  • резонансная заслонка;
  • клапан вентиляции топливного бака;
  • регулятор холостого хода (ZDW 5);
  • датчик положения педали (PWG) или модуль педали акселератора (FPM);
  • датчик высоты, встроенный в MS43 в виде интегральной схемы;
  • диагностика главного реле контакта 87;

Объем функций

Заслонка глушителя

Для оптимизации уровня шума возможно управление заслонкой глушителя в зависимости от частоты вращения и нагрузки. Эта заслонка используется на автомобилях БМВ Е46 с двигателем М54Б30.

Активизация заслонки глушителя осуществляется как у блока MS42.

Превышение уровня пропусков зажигания

Принцип контроля превышения уровня пропусков зажигания не отличается от MS42 и одинаково действует в отношении моделей для ЭКЕ и США. Оценивается сигнал от датчика положения коленчатого вала.

Если через датчик положения коленвала распознаются пропуски зажигания, то они различаются и оцениваются по двум критериям:

  • Во-первых, пропуски зажигания ухудшают показатели токсичности ОГ;
  • Во-вторых, пропуски зажигания могут даже привести к повреждению катализатора из-за перегрева;

Пропуски зажигания, наносящие вред окружающей среде

Пропуски зажигания, ухудшающие показатели ОГ, контролируются с периодичностью 1000 оборотов двигателя.

При превышении заложенной в ЭБУ границы в блок управления в целях диагностики записывается неисправность. Если при втором цикле проверки и этот уровень будет превышен, то включится сигнальная лампа в комбинации приборов (Check-Engine), а цилиндр будет отключен.

Эта лампа также активизируется у моделей для ЭКЕ.

Пропуски зажигания, ведущие к повреждению катализатора

Пропуски зажигания, которые могут привести к повреждению катализатора, контролируются с периодичностью 200 оборотов двигателя.

Как только превышается заложенный в ЭБУ уровень пропусков зажигания в зависимости от частоты и нагрузки, то сразу включается сигнальная лампа (Check-Engine) и отключается сигнал впрыска в соответствующий цилиндр.

Информация от датчика уровня топлива в баке «Бак пуст» выдается на DIS-тестер в виде диагностического указания.

Еще имеющееся шунтирующее сопротивление 240 Ω контроля цепей системы зажигания является только входным параметром для контроля уровня пропусков зажигания.

В качестве второй функции по этому проводу контроля цепей системы зажигания в ЗУ в целях диагностики записываются неисправности исключительно системы зажигания.

Сигнал скорости движения (сигнал v)

Сигнал v поступает к системе управления двигателем от ЭБУ системы ABS (правого заднего колеса).

Ограничение скорости (ограничение v max) также осуществляется посредством закрывания дроссельной заслонки (EDK) с помощью электропривода. При наличии неисправности EDK ограничение v max осуществляется через выключение цилиндра.

Второй сигнал скорости движения (усредненное значение сигналов от обоих передних колес) передается по шине CAN. Он, например, также используется системой FGR (система поддержания заданной скорости).

Датчик положения коленчатого вала (KWG)

Датчик положения коленчатого вала — это динамический датчик Холла. Сигнал поступает только при работающем двигателе.

Колесо датчика установлено непосредственно на валу в районе 7-го коренного подшипника, а сам датчик находится под стартером. Поцилиндровое распознавание пропусков зажигания осуществляется также по этому сигналу. В основе контроля пропусков зажигания лежит контроль ускорения коленчатого вала. Если происходит пропуск зажигания в одном из цилиндров, то у коленчатого вала в то время, когда он описывает определенный сегмент окружности, падает угловая скорость в сравнении с остальными цилиндрами. При превышении рассчитанных значений неплавности хода распознаются пропуски зажигания индивидуально для каждого цилиндра.

Принцип оптимизации токсичности при глушении двигателя

После выключения двигателя (контакта 15) система зажигания М54 не обесточивается, и уже впрыскнутое топливо сгорает. Это положительно влияет на параметры токсичности ОГ после глушения двигателя и при его повторном пуске.

Принцип оптимизации токсичности ОГ при глушении мотора

 1  частота вращения коленвала двигателя
 2  впрыск
 3  зажигание

Расходомер воздуха HFM

Функции расходомера воздуха фирмы Siemens не изменились.

 М54В22/М54В25  М54В30
 диаметр HFM  диаметр HFM
 72 мм  82 мм

Регулятор холостого хода

По регулятору холостого хода ZWD 5 блок МС43 определяет заданное значение частоты вращения холостого хода.

Регулировка холостого хода осуществляется с помощью скважности импульса с основной частотой 100 Гц.

Задачи регулятора холостого хода состоят в следующем:

  • обеспечение необходимого количества воздуха при пуске, (при температуре < -15C дроссельная заслонка (EDK) дополнительно открывается с помощью электропривода);
  • предварительное управление холостым ходом для соответствующего заданного значения частоты вращения и нагрузки;
  • регулировка холостого хода для соответствующих значений частоты вращения, (быстрая и точная регулировка осуществляется через зажигание);
  • управление турбулентным потоком воздуха для холостого хода;
  • ограничение разряжения (голубое дымление);
  • повышение комфортности при переходе на режим принудительного холостого хода;

Предварительное управление нагрузкой через регулятор холостого хода настраивается при:

  • включенном компрессоре кондиционера;
  • поддержке трогания с места;
  • различных частотах вращения электровентилятора;
  • включение «ходового» положения;
  • регулировке зарядного баланса;

Ограничение частоты вращения коленвала

Ограничение частоты вращения коленчатого вала зависит от передачи.

Сначала регулировка осуществляется мягко и комфортно через EDK. Когда же частота вращения становится > 100 об/мин, то она ограничивается более жестко выключением цилиндра.

То есть, при высокой передаче ограничение комфортное. При низкой передаче и на холостом ходу ограничение более жесткое.

Датчик положения распредвала впускных/выпускных клапанов

Датчик положения распредвала на стороне впуска — это статический датчик Холла. Он подает сигнал еще при выключенном двигателе.

Датчик положения распредвала впускных клапанов служит в целях распознавания ряда цилиндров для предварительного впрыска, в целях синхронизации, в качестве датчика частоты вращения при выходе из строя датчика коленвала, а также для регулировки положения распредвала впускных клапанов (VANOS). Датчик положения распредвала выпускных клапанов служит для регулировки положения распредвала выпускных клапанов (VANOS).

Осторожно при монтажных работах!

Даже слегка погнутое колесо датчика может привести к неверным сигналам и, таким образом, к появлению сообщений о неисправностях и отрицательному влиянию на функционирование.

Клапан вентиляции топливного бака TEV

Клапан вентиляции топливного бака активизируется сигналом с частотой 10 Гц и является нормально-закрытым. Он имеет облегченную конструкцию и поэтому выглядит несколько иначе, но по функциям его можно сравнить с серийной деталью.

Всасывающии струиныи насос

Отсутствует отключающий клапан всасывающего струйного насоса.

Блок-схема всасывающего струйного насоса М52/М43:1 — Воздушный фильтр; 2 — Расходомер воздуха (HFM); 3 — Дроссельная заслонка двигателя; 4 — Двигатель; 5 — Всасывающий трубопровод; 6 — Клапан холостого хода; 7 — Блок MS42; 8 — Нажатие на педаль тормоза; 9 — Усилитель тормозов; 10 — Тормозные механизмы колес; 11- Всасывающий струйный насос;

Датчик задаваемого значения

Задаваемое водителем значение регистрируется датчиком в пространстве для ног. При этом используются два различных компонента. Графа PWG и FPM Модуль педали акселератора

На BMW Z3 устанавливается датчик положения педали (PWG), а на всех остальных автомобилях — модуль педали акселератора (FPM).

У PWG задаваемое водителем значение определяется с помощью сдвоенного потенциометра, а в FPM — с помощью датчика Холла.

Электрические сигналы 0,6 В — 4,8 В у канала 1 и в диапазоне 0,3 В — 2,6 В у канала 2. Каналы не зависят друг от друга, это обеспечивает более высокую надежность системы.

Точка режима Kick-Down у автомобилей с автоматической КПП распознается в ходе оценки программным обеспечением предельных значений напряжения (приблизительно 4,3 В).

Датчик задаваемого значения, аварийный режим

При появлении неисправности PWG или FPM запускается аварийная программа двигателя. Электроника ограничивает крутящий момент двигателя таким образом, что дальнейшее движение возможно только условно. Загорается сигнальная лампа EML.

При выходе из строя также второго канала включается холостой ход двигателя. На холостом ходу возможны два значения частоты вращения. Это зависит от того, нажат тормоз или отпущен. Дополнительно загорается лампа Check Engine.

Дроссельная заслонка с электроприводом (EDK)

Предварительное управление наполнением через EDK и регулятор холостого хода ZWD

 Обозначение  Пояснение
 ISAPWM (LLFS)  управление наполнением на холостом ходу; через регулятор холостого хода ZWD 5
 PVS_AG (PWG_IST)  сигнал педали акселератора; задаваемая нагрузка в виде сигнала потенциометра/датчика Холла
 TPS_AV (EDK)  графическая характеристика EDK в виде отношения угла открытия дроссельной заслонки в % и к задаваемой нагрузке в градусах
 MTCPWM (TAEDK)  скважность импульса дроссельной заслонки в %
 PWG_IST  угол открытия дроссельной заслонки в градусах от 0 до 90
 º DK %  скважность импульса в % от -40 до 120

Перемещение EDK осуществляется электродвигателем постоянного тока с редуктором. Активизация осуществляется по сигналу с широтно-импульсной модуляцией. Угол открытия дроссельной заслонки рассчитывается по сигналам задаваемого водителем значения (PWG_IST) от модуля педали акселератора (PWG_IST) или датчика положения педали (PWG) и по командам других систем (ASC, DSC, MRS, EGS, частота вращения коленвала на холостом ходу и т.д.).

Эти параметры образуют предварительное значение, на основании которого через регулятор холостого хoда ZWD 5 осуществляется управление EDK и LLFS (управление наполнением на холостом ходу).

Чтобы достичь оптимального завихрения в камере сгорания, сначала открывается только регулятор холостого хода ZWD 5 для управления наполнением на холостом ходу (LLFS).

Импульсом со скважностью -50% (MTCPWM) электропривод удерживает EDK у упора положения холостого хода.

Это означает, что в нижнем диапазоне нагрузки (движение с постоянной скоростью около 70 км/час) управление осуществляется только через регулятор холостого хода.

Задачи EDK состоят в следующем:

  • преобразование задаваемого водителем значения (сигнал FPM или PWG), также система поддержания заданной скорости;
  • преобразование аварийного режима двигателя;
  • преобразование подключения нагрузки;
  • ограничение V max;

Положение дроссельной заслонки определяется через потенциометры, выходные напряжения которых изменяются обратно пропорционально друг другу. Эти потенциометры находятся на валике дроссельной заслонки. Электрические сигналы варьируются в диапазоне 0,3 В — 4,7 В у потенциометра 1 и в диапазоне 4,7 В — 0,3 В у потенциометра 2.

Концепция безопасности EML в отношении EDK

Концепция безопасности EML аналогична концепции двигателя М62.

 Обозначение  Пояснение
 Выходное напряжение  выходное напряжение датчика положения педали или напряжение модуля педали акселератора
 Угол датчика  угол датчика в %
 Выходное напряжение  выходное напряжение датчика 1 или 2 дроссельной заслонки
 Угол датчика  скважность импульса дроссельной заслонки в %
 DKG1  датчик 1 дроссельной заслонки
 DKG2  датчик 2 дроссельной заслонки
 UMA  максимальное значение датчика 2 дроссельной заслонки
 OMA  максимальное значение датчика 1 дроссельной заслонки

Управление нагрузкой через клапан холостого хода и дроссельную заслонку

Регулировка холостого хода осуществляется через клапан холостого хода. Когда запрашивается более высокая нагрузка, то ZWD и EDK взаимодействуют.

Аварийный режим дроссельной заслонки

Диагностические функции ЭБУ могут распознавать как электрические, так и механические неисправности дроссельной заслонки. В зависимости от характера неисправности загораются сигнальные лампы EML и Check Engine.

Электрическая неисправность

Электрические неисправности распознаются по значениям напряжения потенциометров. Если пропадает сигнал одного из потенциометров, то максимально разрешенный угол открытия дроссельной заслонки ограничивается 20 °DK.

Если пропали сигналы от обоих потенциометров, то распознать положение дроссельной заслонки нельзя. Происходит отключение дроссельной заслонки в комбинации с функцией аварийного прекращения подачи топлива (SKA). Частота вращения теперь ограничивается до 1300 об/мин, чтобы можно было, например, покинуть опасную зону.

Механическая неисправность

У дроссельной заслонки может быть тугой ход или она может заедать.

ЭБУ также способен это распознавать. В зависимости от того, насколько тяжела и опасна неисправность, различают две аварийные программы. Тяжелая неисправность вызывает отключение дроссельной заслонки в комбинации с функцией аварийного прекращения подачи топлива (SKA).

Неисправности, представляющие меньшую угрозу безопасности, допускают дальнейшее движение. Частота вращения теперь ограничивается в зависимости от задаваемого водителем значения. Этот аварийный режим называется режимом аварийной подачи воздуха.

Режим аварийной подачи воздуха наступает также, когда выходной каскад дроссельной заслонки больше не активизируется.

Запоминание упоров дроссельной заслонки

После замены регулятора дроссельной заслонки требуется повторное запоминание упоров дроссельной заслонки. Этот процесс можно запустить с помощью тестера. Регулировка дроссельной заслонки происходит также автоматически после включения зажигания. Если коррекция системы закончилась безуспешно, то снова включается аварийная программа SKA.

Аварийный режим регулятора холостого хода

При электрических или механических неисправностях клапана холостого хода происходит ограничение частоты вращения в зависимости от задаваемого водителем значения по принципу режима аварийной подачи воздуха. Дополнительно через VANOS и систему управления детонацией заметно снижается мощность. Загораются сигнальные лампы EML и Check-Engine.

Датчик высоты

Датчик высоты определяет текущее давление окружающей среды. Это значение в первую очередь служит для более точного расчета крутящего момента двигателя. По таким параметрам как давление окружающей среды, масса и температура всасываемого воздуха, а также температура двигателя крутящий момент рассчитывается очень точно.

Кроме того, датчик высоты используется для работы DMTL.

Модуль диагностики течи топливного бака DTML (США)

Модуль служит для распознавания в системе питания течи > 0,5 мм.

Принцип работы DTML

Продувка: с помощью пластинчатого насоса в модуле диагностики наружный воздух продувается через фильтр с активированным углем. Переключающий клапан и клапан вентиляции топливного бака открыты. Таким образом фильтр с активированным углем «продувается».

Продувка фильтра с активированным углем:AKF — фильтр с активированным углем; DK — дроссельная заслонка; Filter — фильтр; Frischluft — наружный воздух; Motor — двигатель; TEV — клапан вентиляции топливного бака; 1 — топливный бак; 2 — переключающий клапан; 3 — опорная течь;

Опорное измерение: с помощью пластинчатого насоса через опорную течь продувается наружный воздух. При этом измеряется потребляемый насосом ток. Ток насоса служит при последующей «диагностике течи» в качестве опорного значения. Потребляемый насосом ток составляет порядка 20-30 мА.

Опорное измерение

Измерение в баке: после опорного измерения с помощью пластинчатого насоса давление в системе питания увеличивается на 25 гПа. Измеренный при этом ток насоса сравнивается с опорным значением тока.

Измерение в баке — диагностика течи:AKF — фильтр с активированным углем; DK — дроссельная заслонка; Filter — фильтр; Frischluft — наружный воздух; Motor — двигатель; TEV — клапан вентиляции топливного бака; 1 — топливный бак; 2 — переключающий клапан; 3 — опорная течь;

Если опорное значение тока (+/- допуск) не достигнуто, то предполагается, что система питания неисправна.

Если опорное значение тока (+/- допуск) достигнуто, то имеется течь 0,5 мм.

Если опорное значение тока превышено, то система питания герметична.

Кривые потребления тока двигателем насоса

Примечание: Если при работающей диагностике течи начинается заправка топливом, то система прерывает диагностику. Сообщение о неисправности (например, «сильная течь»), которое может появиться при заправке топливом, стирается во время следующего цикла движения.

Диагностика условий пуска
 Критерий пуска  Условие пуска
 Двигатель ВЫКЛ.
 Продолжительность последней стоянки  > 5 часов
 Продолжительность текущей поездки  > 20 мин
 Уровень топлива в баке  > 15% и < 85%
 Температура окружающей среды  > 4ºC и 11,5 В и < 14,5 В

Указания по диагностике

Диагностика контакта 87 главного реле

Контакты нагрузки главного реле проверяются MS43 на падение напряжения. При неисправности МС43 заносит сообщение в ЗУ неисправности.

Тест-блок позволяет диагностировать питание реле от плюса и минуса и распознавать статус переключения.

Предположительно тест-блок будет включен в DIS (CD21), где его можно будет вызвать.

www.bimmerfest.ru

Ремонт двигателя N54 г.Краснодар

Сервис Ремонт двигателей BMW г.Краснодар Ремонт двигателя N54 г.Краснодар

Ремонт двигателя N54 г.Краснодар

Двигатель BMW серии N54 представляет собой 6-и цилиндровый рядный мотор с непосредственным впрыском топлива и двойным турбонаддувом. Он был впервые представлен в Женеве на «Geneva Motor Show» в 2006 году. Выпуск начался в конце 2006 года. Серия N54 позиционировалась как высокопроизводительная опция к автомобилям BMW 3-Series. Позже двигатели нашли применение в автомобилях 3-й серии и других. Двигатель BMW N54 выиграл 5 премий «International Engine of The Year» и три премии «Ward’s 10 Best Engines».

Использование двух маленьких турбокомпрессоров и системы непосредственного впрыска топлива позволило добиться большего диапазона мощности и меньшего запаздывания турбонаддува по сравнению с предшественниками. В следствие относительно малого литража двигатель N54 выдает средний крутящий момент, как двигатель V8 среднего литража, но более эффективно, также он меньше весом.

Спецификации

В двигателе N54В30 не используется технология Valvetronic второго поколения, по сравнению с двигателями N52 с наддувом и более новым рядным N55 с двойной улиткой турбонаддува. Блок двигателя N54 аналогичен более старому мотору M54B30 – сделанный из алюминия с чугунными гильзами цилиндров, так как новый N52 из алюминия и магния не подходит для турбонаддува по техническим причинам. Объем N54 – как у M54B30  (2979 куб. см) вместо 2996 куб. см у N52B30, в то время как N54 тяжелее – 195 кг вместо 161 кг у N52. Существуют различия между двигателями M54 и N54: M54 – цельнокорпусный с водяным насосом внутри корпуса и закрытым закрытой рубашкой охлаждения, N54 – корпус состоит из двух частей, водяная помпа приводится в действие при помощи электромотора, рубашка охлаждения открытого типа.

В двигателе используются два маленьких турбокомпрессора для устранения задержки турбонаддува на малых оборотах. По этой причине давление наддува всего 0,055 МПа для того, чтобы обеспечить такое же ощущение при вождении, как и с двигателями с обычным наддувом. Название брэнда – «TwinPower Turbо».

В системе прямого впрыска топлива задействованы дорогостоящие пьезо-инжекторы. Обычно они используются в двигателях серии N53 с обычным наддувом (для европейского рынка). Было обнаружено, что они очень дороги и не раскрывают свой потенциал в Америке, так как, по сравнению с Европой, могут давать неполное горение. В удачном N55 используется система прямого впрыска с более дешевыми инжекторами Bosch соленоидного типа. Торговая марка BMW для системы прямого впрыска (любого типа) называется «High Precision Injection».

По данным БМВ двигатель N54 развивает мощность 306 л.с. и крутящий момент 400 Н · м. Тестирование третьей партии двигателей показало, что показатели занижены, мощность составляет 342 л.с., момент – 422 Н · м.

Двигатель N54B30 (версия мощностью 306 л.с.)

Двигатель N54B30 использовался для автомобилей BMW 3-й серии. Его ставили на high-end конфигурацию 335i после 2007 года, заменив модель 330i и его рядный 6-цилиндровй двигатель объемом 3.0 литра (модель позиционировалась несколько ниже, чем BMW M3 с двигателем V8 4,0 литра). Для автомобилей 5-й серии: использовался на BMW 535i среднего класса с 2008 года, заменив 530i с двигателем 3,0 литра. Мощность двигателя составляет 306 л.с. при 5800 оборотах в минуту и 400 Н · м при 1400-5000 оборотах в минуту. Независимые исследования показали несколько другие данные: 342 л.с. и 422 Н · м.

Двигатель BMW N54B30 (306 л.с.) устанавливался на автомобили:
  • 2007-2010 BMW 335i, седан (кузов E90)
  • 2007-2010 BMW 335i, туринг (кузов E91)
  • 2007-2010 BMW 335i, купе (кузов E92)
  • 2007-2010 BMW 335i, кабриолет (кузов E93)
  • 2008-2010 BMW 535i, седан (кузов E60)
  • 2008-2010 BMW 135i, купе (кузов E82)
  • 2008-2010 BMW 135i, кабриолет (кузов E88)
  • 2009 BMW X6 xDrive 35i
  • 2009 BMW Z4 sDrive35i

Двигатель N54B30 (версия мощностью 326 л.с.)

Более мощная версия двигателя, но пик крутящего момента ниже. Использовался на 740i 2009 года и 335is 2011 года.

Двигатель BMW N54B30 (326 л.с.) устанавливался на автомобили:
  • 2009 BMW 740i, седан (кузов F01)
  • 2011 BMW 335is, купе (кузов E92)
  • 2011 BMW 335is, откидной верх (кузов E93)

Двигатель N54B30TO (версия мощностью 335 л.с.)

Самая мощная модификация двигателя для автомобилей 1-й серии М Coupe.

Двигатель BMW N54B30TO (335 л.с.) устанавливался на автомобили:
  • 2011 BMW 1-Series M-Coupe, купе (кузов E82)

Сравнение с двигателями V6

Двигатель N54 значительно более мощный и оборотистый по сравнению с другими новыми 6-и цилиндровыми рядными моторами BMW без турбонаддува, такими как самая мощная версия двигателя N52B30 с таким же литражом. У N54B30 мощность больше на 45 л.с., а крутящий момент на 108 Н · м чем у N52B30. N54 – более современный двигатель для 3-й и 5-й серий, чем N52.

Новый двигатель N55 объемом 3.0 литра с одним турбокомпрессором, но с двойной улиткой, его крутящий момент 407 Н · м достигается при 1200 оборотах в минуту, что на 200 оборотов раньше, чем у N54. Также N55 более экономичный и дает меньше вредных выбросов. Так или иначе, мотор N54B30 обладает большим потенциалом по мощности, его модификация с высокой мощностью и крутящим моментом и низким пиком момента использовалась в модели BMW 740i F01 в 2009 году. Тесты показали, что BMW 740i 2011 разгоняется быстрее, чем BMW 535i 2011 с двигателем N55, несмотря на то, что N55 весит на 300 фунтов меньше. Высокофорсированная модель N55 заменяет N54 только в 2012 году.

Сравнение с двигателями V8

Характеристики крутящего момента N54 с малым запаздывание наддува дают ему свойства маленького V8. Преимуществом N54В30 является то, что он весит на 70 кг меньше, чем V8 4.0 N62B40 (302 л.с., 390 Н · м, 225 кг). Также у N54 более высокий крутящий момент на низких оборотах. N54 на BMW 535i 2008 года дает практически такой же разгон, как у BMW 550i с N62B48 4.8 литра, который стоит на 10000 долларов дороже и весит на 200 фунтов больше (что сказывается на управлении).

У BMW 740i 2011 года с N54 по сравнению с BMW 750i с N64 4.4 литра V8 с двойным турбонаддувом мощность меньше на 85 л.с., а момент на 160 Н · м, но N54 весит на 98 кг меньше, что положительно сказывается на управляемости. BMW 740i быстрее разгоняется – время разгона до 97 км/ч — 5,1 секунды, у BMW 750i – 5,2 секунды. Турбонаддув у BMW 750i с N63 включается только при 110 км/ч, у N54 меньше задержка и мягче разгон. Экономия топлива у BMW 740i – 13,8/9,4 в режиме город/шоссе, у BMW 750i – 15,7/10,7, у гибридной 7-й серии – 13,8/9,0 литра на 100 км. При этом ActiveHybrid 7-й серии стоит 103125 долларов (на нем стоит N63 V8 совместно с электромотором), а 740i – 71025 долларов.

Проблемы с топливным насосом

В Америке N54 характеризовался как двигатель, имеющий проблемы с топливным насосом высокого давления (HPFP). 26-го октября 2010 года после выхода на экраны истории об этой проблеме на ABC News, БМВ объявили программу возврата автомобилей 2007-2010 годов выпуска. В связи с этой проблемой на BMW был подан коллективный иск.

Источник информации http://bmw-engines.ru/engines/seria-n54

  • Так же мы занимаемся ремонтом Бмв 
  • И ремонтом Мерседес — Бенц в г.Краснодаре

b-motor.ru

Двигатель BMW N54B30

Производство BMW Plant Hams Hall
Марка двигателяN13B16
Годы выпуска2011-н.в.
Материал блока цилиндровалюминий
Система питанияинжектор
Типрядный
Количество цилиндров4
Клапанов на цилиндр4
Ход поршня, мм85.8
Диаметр цилиндра, мм77
Степень сжатия10.5
Объем двигателя, куб.см1598
Мощность двигателя, л.с./об.мин102/4000 136/4400 170/4800

177/5000

Крутящий момент, Нм/об.мин 180/1100-3900 220/1350-4300 250/1500-4500

250/1500-4500

Топливо95-98
Экологические нормы Евро 5-6
Вес двигателя, кг
Расход топлива, л/100 км — город — трасса

— смешан.

7.2 4.8

5.7

Расход масла, гр./1000 км до 700
Масло в двигатель 5W-30 5W-40
Сколько масла в двигателе 4.25
При замене лить, л 4
Замена масла проводится, км 10000
Рабочая температура двигателя, град.
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода

— на практике

250+

Тюнинг — потенциал

— без потери ресурса

200+

~200

Двигатель устанавливался

BMW 114i F20 BMW 116i F20 BMW 118i F20 BMW 316i F30 BMW 320i F30 EfficientDynamics Edition

Мощная рядная шестерка с двойным турбонаддувом N54, была разработана компанией Alpina в 2006 году для быстрых гражданских автомобилей и кроссоверов БМВ. За основу был взял алюминиевый блок цилиндров М54В30 с чугунными гильзами, накрытый сверху новой ГБЦ с системой изменения фаз газораспределения на впускном и выпускном валах Bi-VANOS и непосредственным впрыском топлива. Диаметр впускных клапанов 31.44 мм, выпускных 28 мм. Характеристики распредвалов на N54 (впуск/выпуск): фаза 245/261 подъем 9.7 мм. Системы изменения высоты подъема клапанов Valvetronic здесь нет. Наддув реализован с помощью двух турбокомпрессоров Mitsubishi TD03-10TK3, дующих параллельно, каждый в свои три цилиндра. Давление наддува на стандартном моторе 0.55 бар. Система управления двигателем Siemens MSD 80/MSD 81. Двигатель N54B30 использовался на автомобилях BMW с индексом 35i (40i для 7-Series).Кроме того, мотор применялся Альпиной в доработанных до 360 л.с. и 400 л.с. вариантах.

Замена мотору вышла в 2009 году, когда мюнхенцы представили новую генерацию рядной турбированной шестерки — N55B30.

Модификации двигателя BMW N54B30

1. N54B30O0 (2006 — 2010 г.в.) — базовый двигатель мощностью 306 л.с. при 5800 об/мин, крутящий момент 400 Нм при 1400-5000 об/мин.  Для версий с индексом 35i. 2. N54B30 (2008 — 2012 г.в.) — версия для BMW 740i и 335si, мощностью 326 л.с. при 5800 об/мин, крутящий момент 450 Нм при 1500-4500 об/мин. Отличия от стандарта в вентиляторе, радиаторе и прошивке ЭБУ.

3. N54B30T0 (2010 — н.в. г.в.) — версия мощностью 340 л.с. при 5900 об/мин, крутящий момент 450 Нм/500 Нм Overboost при 1500-4500 об/мин. Отличия N54B30T0 заключаются в улучшенной системе охлаждения (вентилятор, радиатор) и  прошивке ЭБУ. Двигатель выпускался для BMW 1M и BMW Z4 E89 sDrive35is.

Проблемы и недостатки двигателей BMW N54B30

Самый распространенный минус двигателей N54 это топливный насос высокого давления (ТНВД), от некачественного топлива живущий примерно 50 тыс. км. Симптом проблемы — пониженная мощность. Купить новый ТНВД не проблема, цена на него вполне доступная. Мрут и форсунки высокого давления при достижении пробега +/- 100 тыс. км, столько же живет и помпа, свечи ~20 тыс. км, турбины ходят +/- 100 тыс. км, в зависимости от типа эксплуатации. По большому счету, мотор БМВ N54 довольно надежный и беспроблемный, мощный, ресурсный, с хорошим запасом прочности и высоким потенциалом для тюнинга. Все это делает покупку BMW N54 практически идеальным выбором.

Тюнинг двигателя BMW N54B30

Чип-тюнинг. Чип-выхлоп. Турбо

Двигатель N54 отлично поддается доработке при этом без серьезных вложений, достаточно обычного JB4 и на Stage 1 получим ~350 л.с. Для увеличения мощности до стандартных для 135/335 -тых 400 л.с., нужно доработать систему охлаждения (заменить вентилятор и установить доп. радиатор), купить интеркулер побольше и воздушный фильтр, установить маслокулер, выбить катализаторы и на Stage 2 получим 400-420 л.с. Это золотая середина для N54, сочетающая в себе мощность, доступность и ресурс. Чтобы увеличить мощность N54 до 450 л.с., нужно купить кит метанола. С таким тюнингом ваш 135i/335i поедет 402 м примерно 11.3 сек. Сток BMW 335i N54 едет 13.2-13.4. Разница значительная.

Еще больше мощности обеспечит покупка сингл турбо кита и установка на сток поршневую (держит более 600 л.с.). Далее нужно купить прокладку ГБЦ от Alpina B3 S Biturbo, сделать портинг.

(Пока оценок нет) Загрузка...

motor-x.ru


Смотрите также