Двигатель - обзор - N52: Прочее BMW Z4 E85/E86 рестайлинг

Выходная мощность

Термины " выходная мощность на литр " и " отношение мощности к массе " используются для сравнения отдельных конструкций двигателей друг с другом. Выходная мощность на литр указывает на наибольшую эффективную выходную мощность двигателя на литр рабочего объема (к Вт / л).

По сравнению с M54 при 55 к Вт / л выходная мощность N52 была дополнительно увеличена до 61,7 к Вт / л.

Отношение мощности к весу указывает на вес конструкции на киловатт (кг / к Вт). Чем ниже вес конструкции в зависимости от мощности, тем эффективнее выход мощности. Отношение мощности к весу N52 также устанавливает новые стандарты. По сравнению с M54 при 1,0 кг / к Вт, N52 был дополнительно уменьшен до 0,82 кг / к Вт.

M20

6-цилиндровые двигатели BMW с течением времени подвергались постоянному процессу оптимизации, начиная с M20. M20, в котором использовалось 2 клапана на цилиндр, также имел ремень ГРМ для привода распределительного вала и регулируемые клапаны. В течение многих лет M20 был доступен с карбюраторными, а также топливными впрыскиваемыми версиями на протяжении 1970-х и 80-х годов.

M30

M30, который также отличался технологией 2 клапана на цилиндр и регулируемой клапанной коробкой, не использовал ремень ГРМ. M30 был доступен с большими смещениями до 3,5 литров. " Большая шестерка ", которая была лучшим двигателем в линейке двигателей BMW, позже была заменена новыми двигателями BMW V-8 в 1993 году.

M50

Преемник M20, M50 показал много новых инноваций, когда был представлен в 1992 году. Технология двигателя M50 включала 4 клапана на цилиндр, двойные верхние распределительные валы и прямое стационарное зажигание (Rzv). Этот двигатель также использовал полностью последовательный впрыск, управляемый управлением двигателем DME 3.1.

M50TU

M50 был " технически модернизирован " с добавлением VANOS в 1993 году. Новая система VANOS позволила изменять синхронизацию распределительного вала впуска, что улучшило кривые мощности и крутящего момента. Вариант " Tu " также отличался избирательным контролем детонации цилиндра, датчиком воздушной массы Hot Film и вторичным мониторингом зажигания.

M52

M52, который включает в себя многие функции M50TU, использовал управление двигателем Siemens. Он был представлен в 1996 году, чтобы соответствовать правилам OBDII. M52 также обеспечил небольшое увеличение мощности и большое увеличение крутящего момента по сравнению с M50TU.

M52TU

В 1999 году M52 был доработан добавлением Double VANOS и дроссельной заслонки с электронным управлением. Новый двигатель " Tu " также использовал такие инновации, как изменяемая длина бегунка впуска, каталитические преобразователи " около двигателя " и впрыск вторичного воздуха.

Использование алюминия на M52TU также распространяется на картер. Это проложит путь для будущих улучшений в материалах двигателя.

M54/M56

Варианты M54 / M56 использовали большую часть доступной на тот момент технологии, однако требования клиентов и законодательства означали бы, что потребуются дальнейшие улучшения.

Имея в виду эти цели дизайна, BMW представила новейшую технологию конструирования двигателей. Инновации " нового поколения 6 " включают в себя новый композитный магниевый / алюминиевый блок двигателя, Valvetronic II, электрический насос охлаждающей жидкости, масляный насос с регулируемым объемным потоком и 3-ступенчатый впускной коллектор.

Новая конфигурация конструкции позволяет снизить вес на 10 кг (22 фунта) по сравнению с предыдущим поколением шестицилиндровых двигателей.

Схема №59

Войти

Инновационные решения

Концепция двигателя N52 позволила добиться существенной экономии веса в 10 кг (22 фунта) по сравнению со своим предшественником M54. Основными факторами общей экономии веса являются новый составной магниево-алюминиевый картер и легкий выпускной коллектор. Кроме того, магниевая станина и крышка головки цилиндров также сыграли значительную роль в общем снижении веса.

Общий легкий пакет двигателя позволяет улучшить отношение мощности к весу, а также улучшить расход топлива.

Двигатель N52 также имеет несколько инноваций, предназначенных для дальнейшего улучшения общего двигателя. Помимо составного картера, есть новая система Valvetronic II, которая была улучшена по сравнению с оригинальной версией. Новый 3-ступенчатый впускной коллектор DISA изготовлен из высокотемпературного легкого материала. Насос охлаждающей жидкости с ременным приводом от предыдущих двигателей был заменен электрическим насосом охлаждающей жидкости. Это позволяет добавить один ременный привод. Существует также масляный насос с регулировкой объемного потока для подачи необходимого масла для работы VANOS.

Схема №60

Войти

Технические характеристики (N52B30)

ТАБЛИЦА ОПИСАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ДАННЫХ (N52B30)

Схема №61

Войти

Компоненты

Двигатель N52 состоит из следующих компонентов / систем

Схема №62

Войти

1. 6-цилиндровый, 4-клапанный рядный, оптимизированный по трению двигатель
2. Двухсекционный картер в композитной магниево-алюминиевой конструкции
3. Трапециевидные шатуны (оптимизированный вес)
4. Алюминиевая кремниевая (Alusil) головка цилиндров
5. Картер ГРМ интегрирован в картер и головку цилиндра
6. Прокладка головки цилиндров с силиконовым уплотнительным буртиком
7. VALVETRONIC II
8. Оптимизированный по весу двойной VANOS
9. Масляный насос с объемным расходом
10. Электроуправляемый насос охлаждающей жидкости
11. Вентиляция картера с интегрированным нагревателем
12. 3-х ступенчатый DISA

Картер

Поскольку магний не может быть использован во всех областях конструкции двигателя, новый картер N52 имеет композитную конструкцию. Картер состоит из алюминиевой / кремниевой вставки, которая отлита неразрывно в магниевом сплаве.

Картер представляет собой двухкомпонентную конструкцию с отдельной станиной, также отлитой из магния. Также заметным изменением по сравнению с предыдущими конструкциями является крышка ГРМ, которая теперь отлита как неотъемлемая часть блока двигателя.

Алюминиевая кремниевая вставка обеспечивает резьбовые соединения для монтажа трансмиссии, головки цилиндров и основных болтов коленчатого вала. Вставка также обеспечивает каналы для охлаждающей жидкости. Это сделано для предотвращения контакта охлаждающей жидкости с магниевой частью блока двигателя.

Схема №63

Войти

Использование магния является новой концепцией для производства легковых автомобилей. BMW разработала специальные процессы для разработки картера N52. Используется специальный магниевый сплав (AJ62), который обладает отличными свойствами, которые уменьшают возможность коррозии и обеспечивают благоприятные характеристики обработки.

Схема №64

Войти

Отверстие цилиндра состоит из конструкции Alusil, нет железных гильз цилиндра, как и в предыдущих конструкциях 6 цилиндров. Отверстия цилиндра не могут быть обработаны, однако эта конструкция все еще позволяет при необходимости глиссировать поверхность палубы.

Схема №65

Войти

Опорная плита

В двигателе N52 используется разборный картер, верхняя секция выполнена из композитной магниево-алюминиевой конструкции. Нижняя часть, которая используется для увеличения жесткости, выполнена в виде станинной конструкции из магния.

Схема №66

Войти

Существуют спеченные стальные вкладыши (стрелка) для основных подшипников, чтобы воспринимать усилия, которые не подходят для одного магния.

Между опорной плитой и картером жидкий герметик впрыскивается под высоким давлением в обработанную канавку. Этот процесс имеет решающее значение в сервисных приложениях.

Схема №67

Войти

Коленчатый вал

Коленчатый вал чугунный с 7 шейками коренных подшипников. Спусковое колесо для датчика положения коленчатого вала находится между цилиндрами 5 и 6. Благодаря конструкции модуля цепи ГРМ, сопло коленчатого вала модифицировано для облегчения снятия во время обслуживания.

Схема №68

Войти

Поршень и шатун

Как и в предыдущих конструкциях двигателей, поршни изготавливаются из алюминия и имеют 4 клапанных сброса.

Нижняя сторона поршней охлаждается струями распыленного масла, как и в прошлом.

Вес шатунов оптимизирован путем сужения " маленького конца " стержня. Этот метод уменьшает вес без снижения прочности.

" Большой конец " шатуна " треснул ", чтобы создать правильное центрирование крышки подшипника без использования штифтов. Это еще больше способствует общему снижению веса. Каждый шатун использует коды пар (1), чтобы обеспечить правильную крышку шатуна, чтобы соответствовать шатуну.

Шатуны делятся на весовые категории и могут быть заменены только в комплекте.

Схема №69

Войти

Головка блока цилиндров

N52 использует алюминиевую (alusil) головку цилиндра с литым мостом для установки приводного двигателя Vvt для системы Valvetronic II.

Схема №70

Войти

Крышка головок цилиндров

Крышка головки цилиндров также отлита из магниевого сплава. Крышка головки цилиндров обеспечивает важную точку крепления для двигателя Vvt. Задняя часть двигателя поддерживается алюминиевым болтом, который крепится к кронштейну на крышке головки цилиндров.

Все болты, которые прикрепляют крышку головки цилиндров к головке цилиндров, сделаны из алюминия. При выполнении ремонта, который включает в себя снятие крышки головки цилиндров, обязательно замените болты и используйте надлежащую процедуру крутящего момента / угла, как указано в инструкции по ремонту.

Схема №71

Войти

Вальветраин

Клапанный механизм на N52 использует привычное расположение 4 клапанов на цилиндр, используемое на предыдущих двигателях. Клапанный механизм N52 также использует проверенную технологию Valvetronic, которая была представлена на N62.

Схема №72

Войти

Распределительный вал

Общий вес N52 дополнительно уменьшается за счет более легких распределительных валов. Общий вес распределительных валов был уменьшен приблизительно на 25% с использованием технологии " гидроформовки " в процессе производства.

Процесс гидроформовки начинается со стальной трубки, на которую устанавливаются закаленные " кольца " кулачкового вала. Затем узел кулачкового вала помещается в матрицу. Затем стальная трубка подвергается внутреннему давлению воды до 4000 бар. Затем трубка соответствует внутренней части матрицы и достигает желаемой формы. Затем лепестки кулачкового вала полируются до желаемой отделки.

Экономия веса составляет приблизительно 600 граммов (21 унция) на распределительный вал.

Схема №73

Войти

Ванос

Дополнительная экономия веса также обнаружена в системе VANOS. Дизайн VANOS аналогичен тому, который можно найти в N62.

Блоки VANOS компактны и используют конструкцию " лопастного типа ", которая менее сложна и проще в обслуживании, чем предыдущие 6-цилиндровые конструкции VANOS. Блоки VANOS имеют встроенные звездочки и крепятся к распределительному валу через центральный болт.

Из-за различных диапазонов распределения для распределительного вала впуска и выпуска блоки VANOS не могут быть взаимозаменяемыми. Это может привести к значительному повреждению двигателя.

Схема №74

Войти

Впускной коллектор

Впускной коллектор изготовлен из легкого термопластика. Коллектор обеспечивает монтаж 2 приводов воздушных заслонок для трехступенчатой системы DISA, а также электронного привода дроссельной заслонки.

Схема №75

Войти

Вентиляция картера

Система вентиляции картера прикреплена к задней части впускного коллектора. Теперь система нагревается, чтобы предотвратить воздействие влаги на работу системы при низких температурах окружающей среды. Система отопления управляется системой управления двигателем MSV70 через реле.

Схема №76

Войти

Выпускной коллектор

Выхлопной коллектор был модифицирован, чтобы обеспечить существенную экономию веса по сравнению с предыдущей конструкцией. Монтажный фланец был облегчен за счет использования листовой стали с новой конструкцией уплотнения. Фланец имеет толщину приблизительно 2 мм по сравнению с конструкцией M54, которая имеет толщину приблизительно 12 мм.

Схема №77

Войти

Коллектор использует новое круглое уплотнение, которое содержит графит. В новой конструкции используется тонкостенный катализатор, который быстрее достигает рабочей температуры. Это устраняет необходимость во вторичном нагнетании воздуха в некоторых приложениях. Катализаторы также монтируются рядом с двигателем, как и в прошлом. Существуют также положения для монтажа датчиков кислорода до и после катализатора.

Схема №78

Войти

Прокладки / уплотнения

Чтобы предотвратить контактную коррозию, между отдельными компонентами двигателя помещается непроводящая прокладка. Это функция масляного поддона и прокладки головки цилиндров.

Масляный поддон отделяет алюминиевый масляный поддон от магниевого картера (станины). Прокладка головки цилиндров отделяет алюминиевую головку цилиндров от магниевого картера.

Прокладка головки цилиндров имеет уплотнительную кромку, которая выступает из блока. Эта кромка предотвращает попадание грязи и брызг воды на герметичное соединение, что предотвращает контакт этих металлов.

Схема №79

Войти

Схема №80

Войти

Особое внимание должно быть уделено тому, чтобы прокладки не были повреждены во время обслуживания. Если повреждение прокладки происходит, контактная коррозия может образоваться между алюминием головки цилиндров и магнием картера в течение относительно короткого периода времени.

Если бы повреждение прокладки было достаточно глубоким, сталь в сердцевине прокладки также могла бы оказать влияние на процесс коррозии.

Болты

Благодаря магниевой конструкции любые вспомогательные компоненты, которые крепятся к внешней части двигателя, соединяются алюминиевыми болтами.

Алюминиевые болты необходимы для предотвращения контактной коррозии. Обычная сталь не может быть использована в магнии по любой причине. Алюминиевые болты можно идентифицировать по голубой цветной головке болта и их легкому весу.

Схема №81

Войти

Кроме того, алюминиевые болты могут использоваться только один раз и должны заменяться после каждого использования.

При замене компонентов, требующих алюминиевых болтов, необходимо строго соблюдать процедуры скручивания.

Процедуры затяжки включают в себя специальные указания по предотвращению недостаточного или чрезмерного затяжки болтов крепления.

Процедуры изложены следующим образом:

1. Болт затягивается с определенным прикладываемым крутящим моментом для устранения зазора между соединяемыми компонентами.
2. Затем болт затягивается методом " углового закручивания ".

Кроме того, во время любых сервисных процедур, которые включают в себя хладагент, таких как замена головки цилиндра, отверстия для болтов должны быть немедленно продуты насухо. Хладагент не должен сидеть в любых отверстиях, это предотвращает любую коррозию, которая может быть вызвана хладагентом, вступающим в контакт с магниевыми компонентами.

Масляный насос

Высокие требования к объему масла системы VANOS на N52 создают потребность в масляном насосе, который может подавать большой объем масла при необходимости. Кроме того, насос должен иметь возможность сократить объем подачи масла, когда требования не так велики.

Это происходит, когда VANOS не так активен, например, во время круизных ситуаций.

Этот новый масляный насос представляет собой конструкцию с " регулируемым объемом ", которая не только отвечает требованиям к загрязнению нефтью, но также способствует повышению экономии топлива и выбросов.

Схема №82

Войти

Преимущества масляного насоса с регулируемым объемным расходом

1. Выгодное соотношение пространство / эффективность
2. Обеспечивает достаточное гидравлическое давление и объем для систем управления клапанами
3. Уменьшение колебаний объемного расхода
4. Гидравлическая энергия не преобразуется в тепловые потери
5. Снижение преждевременного старения масла
6. Снижение уровня шума

Электрический водяной насоса

Насос охлаждающей жидкости на N52 выполнен в виде центробежного насоса с электроприводом. Выходная мощность электродвигателя с мокрым ротором регулируется электронно электронным модулем (Ewpu), расположенным под соединительной крышкой двигателя.

Схема №83

Войти

БКЦОЭ подключается через битово-последовательный интерфейс передачи данных к блоку управления двигателем DME. Блок управления двигателем определяет необходимую холодопроизводительность по нагрузке двигателя, режиму работы и данным с датчика температуры и передает соответствующую инструкцию в блок управления БКЦОЭ.

Хладагент в системе протекает через электродвигатель насоса хладагента, тем самым охлаждая как электродвигатель, так и электронный модуль.

Хладагент также смазывает подшипники электрического насоса охлаждающей жидкости.

Термостат с управлением по карте

Термостат с картографическим управлением расположен снаружи рядом с электрическим водяным насосом. Термостат управляется блок управления двигателем и работает совместно с системой управления теплом N52.

Схема №84

Войти

Водомасляный теплообменник (серия 5)

Теплообменник " масло-вода " подключается как к масляному контуру, так и к водяному контуру двигателя. Такая компоновка гарантирует, что охлаждающая жидкость быстро нагревает моторное масло, когда двигатель холодный, а охлаждающая жидкость охлаждает моторное масло, когда двигатель горячий. Сокращение фазы прогрева способствует снижению общего расхода топлива. Моторное масло охлаждается для того, чтобы продлить срок его службы.

Схема №85

Войти

Вакуумный насос

Так же, как и в случае с двигателем N62, N52 имеет небольшой вакуум, доступный во впускном коллекторе для работы определенных компонентов.

В двигателе N52 используется вакуумный насос, приводимый в действие цепным приводом распределительного вала.

Вакуумный насос обеспечивает вакуум для усилителя тормозов и заслонки выхлопной створки. Система заслонки выхлопной створки больше не требует вакуумного резервуара для хранения, используемого на прошлых моделях. Это связано с использованием вакуумного насоса. На работу заслонки больше не влияют изменения вакуума во впускном коллекторе.

Схема №86

Войти

Генератор

Генератор переменного тока - это блок на 180 ампер, производимый Valeo. Генератор переменного тока использует одностороннюю муфту на шкиве. Генератор переменного тока способен работать с перегрузкой, когда батарея находится в полном состоянии зарядки. Это предотвращает инерцию, создаваемую вращающимся генератором переменного тока, от проскальзывания ремня при замедлении. Кроме того, срок службы натяжителя ремня увеличивается.

Генератор переменного тока связывается с ЕСМ через линию BSD.

Схема №87

Войти

Магний - новый материал в конструкции двигателя

До сих пор магний не был исследован в качестве варианта материала для конструкции двигателя. В последнее время осознание того, что потенциал экономии веса алюминия был использован в полной мере. Это один из основных факторов в решении использовать магний в качестве материала для строительства двигателя. Легкий вес и низкая плотность магния делают его выдающимся вариантом для алюминия.

Магний, который обладает очень хорошими литейными свойствами, позволяет изготавливать крупные детали с высоким качеством поверхности. Несмотря на высокую точность литых деталей, последующая обработка функциональных областей, однако, в большинстве случаев неизбежна.

Эти превосходные свойства, однако, компенсируются несколькими проблемными аспектами при использовании магния и его сплавов. Прежняя серьезная проблема коррозии тем временем была значительно облегчена путем разработки значительно более коррозионно-стойких сплавов. Сплав, используемый для N52, обозначен AJ62.

Тем не менее, явный риск коррозии все еще существует, если не принимать во внимание основные принципы, относящиеся к материалам, описанные ниже. Не разрешенные материалы, которые вступают в контакт с магнием, не должны устанавливаться.

Это означает, что должны быть установлены только оригинальные запасные части BMW. Материалы дополнительных частей должны быть совместимы с AJ62 или экранированы уплотнением / прокладкой из магниевого корпуса. По этим причинам важно строго придерживаться соответствующей информации, представленной в инструкции по ремонту.

Электрохимические свойства

Металлы делятся на благородные (драгоценные) и неблагородные металлы. Золото, например, является благородным металлом, а натрий - очень основным металлом. Другие металлы распределены по этому делению. Когда два металла, такие как железо и магний, находящиеся в контакте друг с другом, помещаются в электропроводящую жидкость, например, солевой раствор, основной металл разрушается или растворяется и переходит в раствор.

В то же время электрический ток течет от благородного металла к основному металлу. При определенных условиях основной металл будет осаждаться на благородном металле.

Схема №88

Войти

Магний является основным металлом. Поэтому его поверхность очень восприимчива к другим материалам. Магниевый сплав, используемый в N52, однако, совершенно отличается: При смешивании других металлов отрицательные свойства чистого металла по существу аннулируются, так что он способен удовлетворить требования, предъявляемые к нему.

Электрическое напряжение возникает между двумя металлами в электролите. Все металлы могут быть классифицированы на основе этого напряжения. Железо занимает среднее положение в диапазоне напряжений, в то время как, с другой стороны, алюминий и особенно магний являются основой. Чем больше разница напряжений между металлами, тем быстрее происходит электрохимическая коррозия.

Описанная лабораторная ситуация также может легко возникнуть на двигателе, когда два металла вступают в прямой контакт, и контактная поверхность увлажняется, например, разбрызгиваемой водой. Так называемая контактная коррозия имеет место. Зазор между контактными поверхностями, в которых может собираться влага, дополнительно способствует возникновению контактной коррозии.

Контактной коррозии можно избежать, сохраняя контактные поверхности сухими или смачивая их неэлектропроводным моторным маслом. По этой причине все контактные поверхности в двигателе с участием магния, алюминия и стали не создают проблем.

Физические свойства материалов

Магний и алюминий имеют практически одинаковый коэффициент расширения, который, однако, почти вдвое больше, чем у стали

1. Магний: 0,0026% на ° C
2. Алюминий: 0,0023% на ° C
3. Сталь: 0,0011% на ° C

Температура плавления магния также едва отличается от температуры плавления алюминия. С другой стороны, температура плавления стали значительно выше

1. Магний: 650 ° C
2. Алюминий: 660 ° C
3. Сталь: 1 750 ° C

Электропроводность алюминия и магния значительно лучше, чем у стали. Поэтому эти материалы особенно подходят для экранирования электромагнитных помех (например, от искры зажигания).

При соединении алюминия и магния не возникает никаких проблем, так как оба материала имеют одинаковый коэффициент расширения. Однако на двигателе N52 нельзя использовать стальной винт / болты из-за того, что коэффициент расширения стали всего в два раза меньше. Когда двигатель нагревается, стальной болт расширяется только примерно вдвое быстрее картера. И наоборот, существует риск того, что винтовое соединение может ослабнуть по мере охлаждения двигателя. По этой причине в решающих точках используются алюминиевые болты / винты.

VALVETRONIC II

С появлением N52, 6-цилиндрового, двигатель теперь также оснащен системой управления нагрузкой на основе механизма газораспределения. Система VALVETRONIC I, которая использовалась на 8-цилиндровых и 12-цилиндровых двигателях, уже достигла существенного повышения эффективности.

Схема №89

Войти

BMW доработала эту концепцию с помощью VALVETRONIC II.

Результатами этого дальнейшего развития являются

1. Повышенная динамика двигателя
2. Повышение эффективности
3. Более высокие значения выбросов

Эти результаты подчеркивают специфические стандарты BMW. Этот двигатель, который оснащен следующими оптимизациями, еще больше улучшает Ultimate Driving Machine.

1. Максимальная частота вращения двигателя увеличена до 7000 об / мин
2. Удельная выходная мощность увеличена до 63,4 к Вт / л (85 л.с. / литр).
3. Удельный крутящий момент двигателя составляет 100 Н.м / л в широком диапазоне оборотов двигателя
4. Заметно увеличенные значения ускорения клапанов и оптимизированные по трению элементы трансмиссии приводят к еще более отзывчивому двигателю
5. Сокращение выбросов CO2
6. Соблюдаются самые строгие в мире правила выбросов выхлопных газов

Управление нагрузкой

На иллюстрации слева ниже показан обычный метод с немного более высокими потерями. Уменьшенные потери хорошо видны на иллюстрации справа. Верхняя область представляет мощность, полученную от процесса сгорания в бензиновом двигателе. Нижняя область иллюстрирует потери в этом процессе.

Схема №90

Войти

Зона потерь может быть приравнена к циклу зарядки, относящемуся к количеству энергии, которая должна быть приложена для того, чтобы вытолкнуть сгоревшие выхлопные газы из цилиндра, а затем снова втянуть свежие газы в цилиндр. Помимо настройки полной нагрузки, впуск свежих газов в двигателе с дроссельной заслонкой всегда происходит против сопротивления, оказываемого дроссельной заслонкой впускным газам. Дроссельная заслонка практически всегда полностью открывается во время впуска на двигателе с регулировкой VALVETRONIC.

По сравнению с обычным двигателем, где нагрузка регулируется дроссельной заслонкой, во впускном коллекторе не возникает вакуума. Это означает, что энергия не тратится на создание вакуума. Улучшенная эффективность достигается за счет более низких потерь мощности во время процесса впуска.

Минимальное разрежение во впускной системе требуется для систем вентиляции картера и испарительной (продувочной) Для этого немного отрегулирована дроссельная заслонка.

Дизайн / Функция

VALVETRONIC II состоит из полностью регулируемого управления подъемом клапана в сочетании с регулируемым управлением распределительным валом (двойной VANOS). Подъем клапана регулируется только со стороны впуска, в то время как распределительный вал регулируется также со стороны выпуска.

Регулирование нагрузки без дроссельной заслонки осуществляется за счет переменного подъема впускного клапана, переменного времени открытия впускного клапана и переменного разброса распределительного вала впускного и выпускного распределительного вала.

С точки зрения этого принципа регулирования нагрузки, VALVETRONIC II соответствует VALVETRONIC I, введенному на двигателе N62.

Оптимизация системы включает в себя модификацию кинематики клапанного механизма, модифицированный приводной двигатель и адаптированный диапазон расстановки блоков VANOS.

Основные отличия:

1. Подшипник скольжения на промежуточном рычаге к эксцентриковому валу заменен роликовым подшипником, благодаря чему уменьшается трение в шестерне газораспределения.
2. Наведение промежуточного рычага более точное. Для наведения и удержания промежуточного рычага теперь требуется только одна пружина.
3. Перемещаемая масса механизма газораспределения снижена на 13%.
4. Диапазон подъема впускных клапанов был улучшен. Максимальная подъемная сила была увеличена до 9,9 мм, но, что более важно, минимальная подъемная сила была дополнительно уменьшена до 0,18 мм.

Общий результат подтверждается дальнейшими улучшениями во впускном коллекторе и динамике выпуска.

Схема №91

Войти

Схема №92

Войти

N52 оснащен компактным, бесступенчатым лопастным блоком VANOS для впуска и выпуска. Блоки VANOS могут быть легко разобраны и собраны. Они спроектированы как интегрированный компонент в цепной привод и установлены с центральным болтом на соответствующем распределительном валу. При сбросе давления спиральная пружина удерживает блок VANOS в базовом положении.

Блоки VANOS управляются давлением масла от пропорциональных электромагнитных клапанов 4 / 3. Клапаны расположены в передней части головки цилиндров и управляются блок управления двигателем. блок управления двигателем регулирует VANOS на основе таких факторов, как обороты двигателя, нагрузка и температура охлаждающей жидкости.

Работа блоков VANOS аналогична двигателю N62.

Схема №93

Войти

Схема №94

Войти

При обслуживании блоков VANOS необходимо точно следовать инструкциям по ремонту. Блок VANOS больше не может быть демонтирован, и их нельзя менять местами, поскольку они имеют разные диапазоны распределения для распределительного вала впуска и распределительного вала выпуска. Установка неправильного блока VANOS может привести к значительному повреждению двигателя.

Дифференциальное регулирование всасываемого воздуха (DISA)

Крутящий момент, развиваемый в двигателе, в значительной степени зависит от качества заряда свежего газа во время такта впуска.

Колебания индуцируются в массе всасываемого воздуха во время тактов впуска отдельных цилиндров, то есть при движении поршней вниз. Эти колебания, в свою очередь, накладываются на колебания, которые возникают из-за пиков давления, как только перемещенная масса воздуха во впускном цилиндре подходит к закрывающимся впускным клапанам.

Когда два колебания накладываются друг на друга, результирующее колебание известно как резонансное колебание или симпатическая вибрация. Резонанс может быть усилением или ослаблением начального колебания или вибрации.

Приложен ли пик давления или отверстие давления перед впускными клапанами на цилиндре в начале такта всасывания, зависит от пути, который наложенные колебания охватили в области впуска, и от скорости двигателя, т.е. скорости газа.

Стремление к высокому крутящему моменту в широком диапазоне скоростей двигателя требует все более разнообразного диапазона систем впуска воздуха для двигателей внутреннего сгорания. Геометрия и управление впускным коллектором, следовательно, оказывают значительное влияние на качество цикла зарядки. Впускной коллектор с фиксированной длиной обеспечит оптимальный заряд цилиндра только при определенной скорости двигателя.

Для этого M54 оснащен двухступенчатым дифференцированным впускным коллектором (DISA) с клапаном (заслонкой) DISA. Клапан DISA активируется с помощью соленоида и расположенного выше по потоку вакуумного аккумулятора.

Возможности повышения крутящего момента в определенном диапазоне частот вращения двигателя ограничены. Поскольку N52 достигает максимальной частоты вращения двигателя 7000 об / мин, предыдущая 2-ступенчатая система DISA создает задержку крутящего момента в среднем диапазоне частот вращения двигателя. N52 оснащена 3-ступенчатой системой DISA для обеспечения высокого крутящего момента также в среднем диапазоне частот вращения двигателя.

Результат этих трех этапов проиллюстрирован на схеме ниже. Переключаемые этапы DISA достигают высокого крутящего момента во всем диапазоне оборотов двигателя. Этот принцип реализуется с помощью устройства переключения впускного коллектора с двумя приводами DISA и переливной трубой во впускной зоне.

В отличие от предыдущей системы, которая управлялась с помощью вакуума, два привода DISA теперь работают от электродвигателей.

Схема №95

Войти

Электродвигатели и приводы DISA образуют один блок. Два привода DISA различаются по размеру. Привод DISA 2 установлен в переливной трубе, а привод DISA 1 установлен во впускном воздуховоде перед резонирующим впускным желобом.

Схема №96

Войти

Этап 1 - Диапазон оборотов холостого хода / более низких оборотов двигателя

Приводы 1 и 2 DISA закрыты в диапазоне оборотов холостого хода и более низких оборотов двигателя. Воздух, втягиваемый, проходит через дроссельную заслонку в резонансную трубу. Воздушная масса разделяется в резонансной трубе и направляется далее через коллекторный литник и впускные резонирующие литники в отдельные цилиндры. Таким образом, относительно большая воздушная масса доступна для трех цилиндров.

Этап 2 - Диапазон средних оборотов двигателя

Привод 2 DISA открыт в диапазоне средних оборотов двигателя. В этом примере предполагается, что впускные клапаны первого цилиндра только закрываются. Движение газа создает пики давления при закрытии впускных клапанов.

Это продолжается через резонирующие и коллекторные бегунки в следующем цилиндре в порядке зажигания, таким образом улучшая заряд свежего газа следующего цилиндра, который должен быть заряжен.

Этап 3 - Верхний диапазон частоты вращения двигателя

Оба привода DISA открываются в верхнем диапазоне оборотов двигателя. Также в этом случае предполагается, что впускные клапаны первого цилиндра только закрываются. Пики давления перед закрытием впускных клапанов также используются в этом случае. Масса всасываемого воздуха теперь направляется через резонансные, переливные и коллекторные желоба.

Приводы DISA

Вместе с приводом клапан (заслонка) DISA образует один блок. Клапан DISA приводится в действие электродвигателем и зубчатым механизмом.

Электронное управление встроено в исполнительный механизм DISA. Исполнительный механизм DISA приводится в действие широтно-импульсно-модулированным сигналом от DME MSV70.

Возможны только два положения: Клапаны (заслонки) могут быть либо закрыты, либо открыты, т.е. при срабатывании мотор перемещает клапан в соответствующее конечное положение.

Электронный контроль состояния масла

На двигателе N52 нет щупа, включая направляющую трубку. Это представляет собой удобную функцию для клиента, позволяя при этом более точно регистрировать уровень моторного масла.

Уровень моторного масла измеряется датчиком состояния масла (Ozs) и отображается на центральном информационном дисплее (CID). Температура моторного масла и состояние масла также регистрируются или рассчитываются датчиком состояния масла. Сигнал от датчика состояния масла оценивается в блок управления двигателем. Оцененный сигнал затем направляется через Pt-CAN, Sgm и K-CAN на приборную панель и на CID.

Регистрация уровня моторного масла таким образом гарантирует, что уровень моторного масла в двигателе не достигнет критически низких уровней, тем самым защищая двигатель от связанных с этим повреждений. Регистрируя состояние масла, также можно определить, когда должна произойти следующая смена моторного масла. Переполнение двигателя маслом может вызвать утечки - поэтому дается соответствующее предупреждение.

Схема №97

Войти

Функция датчика состояния масла

Датчик состоит из двух цилиндрических конденсаторов, расположенных один над другим. Состояние масла определяется нижним, меньшим конденсатором (6). Две металлические трубки (2 + 3), расположенные одна в другой, служат в качестве электродов конденсатора. Диэлектриком является моторное масло (4) между электродами. Электрическое свойство моторного масла изменяется с увеличением износа или старения, и топливные присадки разрушаются.

Емкость конденсатора (датчика состояния масла) изменяется в соответствии с изменением электрических свойств материала моторного масла (диэлектрика). Это означает, что это значение емкости обрабатывается в оценочной электронике (7), интегрированной в датчик, для формирования цифрового сигнала.

Цифровой сигнал датчика передается в DME в качестве индикации состояния моторного масла. Это фактическое значение используется в DME для расчета следующей услуги по замене масла.

Уровень моторного масла определяется в верхней части датчика (5). Эта часть датчика расположена на том же уровне, что и масло в масляном поддоне. По мере снижения уровня масла (диэлектрика) емкость конденсатора соответственно изменяется. Электронная схема в датчике обрабатывает это значение емкости для формирования цифрового сигнала и передает сигнал в DME.

Платиновый датчик температуры (9) установлен в основании датчика состояния масла с целью измерения температуры моторного масла.

Уровень моторного масла, температура моторного масла и состояние моторного масла регистрируются непрерывно, пока напряжение подается на клемму 15. Датчик состояния масла получает питание через клемму 87.

Схема №98

Войти

Ошибки / Оценка

Электронная схема в датчике состояния масла имеет функцию самодиагностики. Соответствующее сообщение об ошибке отправляется в DME в случае неисправности в датчике состояния масла.

Электронный индикатор уровня масла

Уровень масла измеряется в два этапа

1. Измерение статического уровня масла в неподвижном состоянии транспортного средства
2. Динамическое измерение уровня масла во время эксплуатации автомобиля

Измерение статического уровня масла при выключенном двигателе

Это только эталонное измерение, так как датчик состояния масла (Ozs) заливается при выключенном двигателе и может определить только минимальный уровень масла. Уровень масла правильно измеряется только при работающем двигателе (см. " ДИНАМИЧЕСКОЕ ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ МАСЛА ВО ВРЕМЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЯ ").

После включения зажигания измерение статического уровня масла предоставляет водителю возможность проверить, достаточно ли моторного масла для безопасного и надежного запуска двигателя.

1. Важно, чтобы автомобиль стоял горизонтально, иначе измерение уровня масла может быть неправильным.
2. Выберите функцию бортового компьютера " Сервис " - > " Уровень масла ".

При наличии достаточного количества моторного масла для безопасного и надежного запуска двигателя в CID появляется график в виде двигателя с зеленым масляным поддоном.

Схема №99

Войти

Если уровень масла близок к минимальному, появляется график с желтым масляным поддоном и масломерной линейкой, которая представляет низкий уровень масла желтым цветом.

Запрос на пополнение + 1 литр дополнительно появляется в виде текстового сообщения. Дисплей не изменится, если долить менее 1 литра масла. MAX указывается только после долива количества в 1 литр.

Схема №100

Войти

Если уровень масла падает ниже минимального значения, появляется график с красным масляным поддоном и масломерной линейкой, которая представляет низкий уровень масла красным цветом.

Запрос на пополнение + 1 литр дополнительно появится в виде текстового сообщения.

Дисплей не изменится, если долить менее 1 литра масла. MAX указывается только после доливки количества в 1 литр.

Схема №101

Войти

Если уровень масла выше максимального, появляется график с желтым масляным поддоном и масломерной линейкой, которая представляет высокий уровень масла желтым цветом.

Также отображается текстовое сообщение для водителя.

Схема №102

Войти

Система охлаждения

На большинстве систем двигателя на сегодняшний день производительность насоса охлаждающей жидкости была разработана с наибольшим возможным требованием охлаждения двигателя. В большинстве случаев этот большой объем охлаждающей жидкости не требуется.

В результате избыток охлаждающей жидкости будет циркулировать через термостат в небольшом контуре. В новой конструкции системы охлаждения используется электрический насос охлаждающей жидкости, который сводит к минимуму потери мощности двигателя и позволяет повысить экономию топлива за счет более эффективного метода управления теплом двигателя.

Управление теплом

Блок управления двигателем управляет насосом охлаждающей жидкости в соответствии с требованиями: низкая производительность в связи с низкими требованиями к охлаждению и низкими наружными температурами; высокая производительность в связи с высокими требованиями к охлаждению и высокими наружными температурами.

Насос охлаждающей жидкости также может быть полностью выключен при определенных обстоятельствах, например, чтобы хладагент быстро нагревался во время фазы прогрева. Однако это происходит только тогда, когда нагрев не требуется, а наружная температура находится в допустимом диапазоне.

Схема №103

Войти

Насос охлаждающей жидкости также работает иначе, чем обычные насосы при управлении температурой двигателя. На сегодняшний день термостат может контролировать только температуру, применяемую в настоящее время. Программное обеспечение в блоке управления двигателем теперь имеет расчетную модель, которая может учитывать развитие температуры головки цилиндров в зависимости от нагрузки.

В дополнение к управлению характеристической картой термостата, система управления теплом позволяет использовать различные карты для управления насосом охлаждающей жидкости. Например, блок управления двигателем может адаптировать температуру двигателя в соответствии с текущей ситуацией вождения.

Это означает, что могут быть реализованы четыре различных температурных диапазона

1. 112 ° C Режим ECO (экономичный)
2. 105 ° C Нормальный режим
3. 95 ° C Высокий режим
4. 80 ° C Высокая + режим отображения термостата

Регулятор охлаждающей жидкости устанавливает более высокую температуру головки цилиндров (112 ° С), если блок управления двигателем определяет режим ЭКО на основе текущих условий эксплуатации.

Двигатель работает с относительно низким расходом топлива в этом температурном диапазоне, так как внутреннее трение уменьшается.

Повышение температуры, следовательно, способствует снижению расхода топлива в диапазоне низких нагрузок. В режиме высокого и картографического термостата водитель хочет использовать оптимальную разработку мощности двигателя. Поэтому температура головки цилиндра снижается до 80 ° C.

Это приводит к повышению объемной эффективности, что увеличивает крутящий момент двигателя. Поэтому блок управления двигателем может установить определенный рабочий режим, адаптированный к соответствующей ситуации вождения. Следовательно, можно влиять на расход топлива и выходную мощность с помощью системы охлаждения.

Интеллектуальное управление теплом

Эта концепция интеллектуального управления теплом открывает возможности для функций двигателя и оператора транспортного средства. В предыдущем разделе рассматривались различные режимы работы в связи с управлением теплом. Тем не менее, электрический насос охлаждающей жидкости делает доступными еще дополнительные опции. Например, теперь можно прогреть двигатель без рециркуляции охлаждающей жидкости или позволить насосу продолжать работать после выключения двигателя, чтобы облегчить рассеивание тепла.

Преимущества, предлагаемые этим типом насоса, перечислены в следующей таблице

ПРЕИМУЩЕСТВО ТОПЛИВНОГО НАСОСА

Сравнение системы охлаждения (электрический насос охлаждающей жидкости с ременным приводом)

Насос охлаждающей жидкости с ременным приводом обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в зависимости от скорости двигателя. На циркулирующую охлаждающую жидкость может влиять только отображенный термостат в целях контроля температуры.

Система переключается между малым и большим контуром. Другими словами, между контуром, который протекает через радиатор (большой контур), и контуром, который протекает только между блоком двигателя, насосом охлаждающей жидкости и термостатом.

Это означает, что холодопроизводительность зависит от частоты вращения двигателя.

Схема №104

Войти

Преимущества обычной системы охлаждения все еще используются в системе охлаждения с электрическим насосом охлаждающей жидкости. Однако эта система также предоставляет дополнительные опции.

Например, охлаждающая способность системы теперь может быть адаптирована с помощью свободно изменяемого объемного потока охлаждающей жидкости. Можно отключить насос охлаждающей жидкости, пока двигатель прогревается, или позволить ему продолжать работать, когда двигатель был выключен.

Как показано на следующем рисунке, это приводит к полю, в котором скорость, связанная с охлаждающей способностью, может управляться независимо. Это поле ограничено максимальной и минимальной скоростью насоса охлаждающей жидкости.

Схема №105

Войти

Насос охлаждающей жидкости с электронным управлением

При проведении работ по техническому обслуживанию необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы насос не работал всухую. Когда насос снят, его следует хранить заполненным хладагентом. Опорные точки насоса могли бы заедать, если бы насос не был заполнен хладагентом.

Это может поставить под угрозу последующий запуск насоса, что приведет к неработоспособности всей системы управления теплом (если насос не запустится, это может привести к серьезному повреждению двигателя). Если насос когда-либо должен работать всухую, колесо насоса следует повернуть рукой, прежде чем, наконец, подключать шланги охлаждающей жидкости. Затем система должна быть немедленно заполнена охлаждающей жидкостью.

При сборке необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы соединитель был чистым и сухим, а соединения - неповрежденными.

Диагностика должна проводиться только с утвержденными кабелями адаптера. Необходимо соблюдать информацию, представленную в инструкции по ремонту. Благодаря этому насосу охлаждающей жидкости для обслуживания должна быть реализована специальная процедура наполнения и стравливания

1. Заполните систему хладагентом через расширительный бак (КСА) и долейте хладагент до нижней кромки расширительного бака.
2. Закрыть расширительный бак.
3. Включить зажигание.
4. Установить нагрев на максимум (температура), включить воздуходувку (самая низкая ступень).
5. Прижмите модуль педали акселератора к полу не менее 10 секунд, запуск двигателя НЕ допускается.
6. Стравливание через Ewp занимает около 12 минут. Затем проверьте уровень охлаждающей жидкости в расширительном баке, при необходимости долейте до отметки MAX.
7. Проверьте контур охлаждения и сливные пробки на наличие утечек.
8. Если процедуру необходимо повторить несколько раз, позволить DME полностью обесточить (вынуть ключ зажигания приблизительно на 3 минуты), а затем повторить процедуру в соответствии с пунктом 3.

Как отремонтировать резьбу

При ремонте резьбы на магниевых или алюминиевых компонентах в инструкции по ремонту рекомендуется использовать комплекты для ремонта helicoilt. Эти наборы доступны с алюминиевыми вставками для ремонта резьбы.

Как отремонтировать двигатель

Любой ремонт двигателя, который включает в себя замену / снятие головки цилиндров, требует особого внимания. Отверстия под болты должны быть продуты насухо сразу после снятия головки цилиндров. Недопустимо ждать, пока двигатель не будет готов к повторной сборке. Оставление охлаждающей жидкости в отверстиях под болты головки до повторной сборки увеличит возможность контактной коррозии. Охлаждающая жидкость двигателя не должна вступать в длительный контакт с компонентами магниевого двигателя.

Схема №106

Войти

Обработка (резка металла) Магний

Работы, которые чаще всего выполняются с этим материалом в рамках обслуживания, считаются некритическими. Небольшое количество металлической стружки, возникающее, например, при нарезании резьбы, не требует специальных систем извлечения или специальных средств.

С другой стороны, если на магниевых картерах должна быть выполнена обширная механическая обработка, особое внимание должно быть уделено обеспечению того, чтобы в контейнерах для сбора металлической стружки не мог скапливаться взрывоопасный водород и чтобы из контейнера могла выходить влага.

Влага в этом контексте относится только к воде или соединениям, содержащим воду. Следующая информация должна соблюдаться для процессов металлообработки

Хотя в отношении удаления металла или свойств механической обработки магниевые сплавы предлагают очень хорошие предпосылки для сухой механической обработки, сегодня процессы влажной механической обработки являются современными, включающими использование режущего масла или эмульсии. Наибольший потенциал опасности в процессах механической обработки удаления металла представляет металлическая стружка (стружка). Особенно влажная или влажная металлическая стружка опасна, в то время как, с другой стороны, металлическая стружка, увлажненная в масле, не будет легко воспламеняться.

Магний и вода могут реагировать с образованием гидроксида магния и водорода. По этой причине существует риск взрыва водорода в процессах механической обработки, связанных с эмульсией, если постоянно образующийся водород может собираться и достигать критической концентрации. По этой причине важно обеспечить, чтобы влага в контейнере для сбора могла выходить или стекать.

Кроме того, металлическая стружка и шлифовальный шлам должны транспортироваться из эмульсии с очень высокой скоростью, иначе может произойти процесс омыления или затвердевания, делающий эмульсию непригодной для использования.

Диапазон режущих материалов, известных из процессов механической обработки алюминия, также может быть использован для механической обработки магния, то есть быстрорежущей стали, твердого сплава или карбида и поликристаллического алмаза (ПКА).

Специальные меры для шлифования

Предварительные условия для мокрой обработки в процессах шлифования должны рассматриваться с других аспектов, чем стандартные процессы обработки резанием металла. Это связано с тем, что мелкая металлическая стружка (шлифовальная пыль) образуется в процессах шлифования. Из-за определенного соотношения смешивания с воздухом эта шлифовальная пыль может взрывно сгорать после возможного воспламенения от искры, возникающей в результате шлифовки или сварочных работ. Если мокрое шлифование невозможно или слишком неудобно, полученная шлифовальная пыль должна быть извлечена и осаждена водой в сепараторе.

Важное предварительное условие

Любые работы с магнием, который образует пыль, не должны выполняться без подходящего оборудования для экстракции.

Удельная поверхность соответствующего продукта, то есть отношение поверхности к объему, представляет собой важный критерий потенциальной опасности магния. Твердые компоненты не представляют проблем с точки зрения безопасности. Даже когда они подвергаются воздействию высоких температур для всех целей и намерений, они не могут сгореть.

С другой стороны, стружка, частицы и порошок значительно более реактивны. Критическая температура, при которой сухая тонкая металлическая стружка может воспламениться, составляет 450-500 ° C. Режущие инструменты, которые имеют неправильную геометрию кромки или тупые кромки, могут привести к таким уровням температуры во время процессов сухой механической обработки. Искры, вызванные столкновениями инструментов или при механической обработке стали, представляют собой еще один источник опасности. Если, несмотря на все меры предосторожности, возникает магниевый пожар, ни в коем случае не должна использоваться вода или огнетушащие агенты, содержащие воду (высвобождение водорода, детонатор, газообразный взрыв).

Держите подходящий металлический огнетушитель под рукой! Правильная классификация для огнетушителя, способного справиться с магниевым огнем, - класс D. НЕ используйте огнетушители класса A, B или C при магниевых пожарах. Это может создать более опасную ситуацию.