宝马发动机电子气门控制系统概述
发动机电子气门控制技术-推荐
浅谈发动机电子气门控制技术前言随着排放法规越来越严格，尤其是国六排放实施的最后期限逼近，提高发动机热效率和减少排放是各大汽车公司需要迫切解决的主要问题，而问题的关键所在就是发动机技术的革新。
发动机燃烧所产生的动能通过传动机构转化为汽车的驱动力，如何提高动力、提高燃油经济性和减少尾气排放是所有发动机研发人员需要投入大量精力研究的重要课题。
可变气门正时技术（Variable Valve Timing，简称VVT）是发动机技术革新过程中的关键技术，其原理是根据发动机的运行情况，通过控制进排气门的开闭时间和角度，调整进排气流量，使进入燃烧室的空气量达到最佳，油气混合气燃烧更充分，燃烧过程更平稳，热效率更高，排放物更少。
技术介绍可变气门正时技术可分为连续可变正时技术和非连续可变正时两大类，包括可变气门相位和可变气门升程两种，按照控制形式可分为机械控制和电子控制（Valvetronic，如图1所示）两种方式，市面上车型常见的是VVT、VVT-i、VCT、CVCT、CVVT 、VVL、VVTL-i等称谓，这些车型都采用可变正时技术，但是VVL和VVTL-i也采用了可变气门升程技术。
本文主要讲电子气门控制技术（Valvetronic）。
Valeo e-Valve系统Valeo公司开发出了没有凸轮轴的可变气门正时机构——e-Valve系统，改变了传统的气门控制机构，只保留了进排气气门，开启和关闭气门不再由凸轮轴控制，而是由电磁控制系统依靠曲轴的位置信号单独控制每一个气门，该系统结构如图1所示，这种弹性的气门控制系统可以无限调整气门开启正时和气门打开的时间长短，其主要优势是像日产的VVEL系统那样通过控制气门升程控制进气。
对于采用e-Valve系统的发动机不但可以按照驾驶者的需求来发挥发动机的最大动力性，同时还可以提高燃油经济性，降低NO x、CO2和HC排放，使废气再循环更加容易。
在综合工况下，Valeo的e-Valve技术可使车辆油耗和排放降低5%-20%，同时还可以显著提高发动机低转速时的扭矩，改善低速驾驶操纵性。
宝马可变气门升程技术讲解
我们想大家解析了关于汽车发动机可变气门正时技术，简单来说它是通过电脑控制发动机气门的开启时间，利用进气门与排气门不同的开启时间来控制汽车发动机的效率与经济性，但这种技术对于汽车发动机性能方面的提升却不大。
随着汽车行业的发展，发动机的性能如何已经成为一款车能否取得成功的关键，这也就促使各大汽车厂家的工程师们对发动机技术进行了进一步研究。
通过研究后，他们发现了可以弥补发动机可变气门正时技术不足的方法，而这也就是我们今天这节技术大讲堂要说的发动机可变气门升程技术。
众所周知，发动机的动力表现主要取决于单位时间内汽缸的进气量，上一节技术大讲堂我们说过，气门正时代表了气门开启的时间，而气门升程则代表的是气门开启的大小，从原理上看，可变气门正时技术也是通过改变进气量来改善动力表现的，但实际上气门正时则只能增加或者缩小气门开启时间，并不能有效改善汽缸内单位时间的进气量，从数学角度上看，气门正时是将分母和分子同时等比例放大，而这对于数字的扩大或缩小则没有任何改善，也正式因此对于可变气门正时技术队于发动机动力性的帮助并不大。
而当气门开启大小也可以实现可变调节的话，那么就可以针对不同的转速使用合适的气门开启大小，从而提升发动机在各个转速内的动力性能，这就是和可变气门正时技术相辅相承的可变气门升程技术。
正如我们在用皮管接水时，当我们将皮管口的面积变小后，从皮管中喷出的水压力将变大，水流出的力道也将不同，发动机可变气门升程技术利用的就是这种原理，让混合气的雾化更加的充分，燃烧也更完全。
目前市场上使用具有可变气门升程技术发动机的厂家共有三个，分别是本田（Vtec/i-Vtec）、日产（VVEL）和宝马（Valvetronic）。
本田可变气门升程技术：Vtec/i-Vtec本田是最早将可变气门升程技术应用到车载发动机上的厂商，而且不同于其它厂商先使用可变气门正时，后追加可变气门升程技术的做法，本田的工程师在研发项目之初就将这两种技术同步进行。
宝马发动机电脑控制系统1
第二章宝马发动机电脑控制系统第一节控制系统概述和保养规范一、系统概述1．宝马汽车命名图2-1表示宝马“325iS”各代码的含义。
图2-1 宝马汽车命名1）车身系列：宝马汽车以3、5、7、8、M、X、Z等不同车身系列。
2）发动机排量：宝马车有采用1.6、1.8、2.0、2.5、2.8、3.0、3.5、4.0、4.4、5.0等排量。
特例：97年以后BMW 540、740发动机排量为4.4L BMW 745 发动机排量为4.4L 3）E：喷射发动机D：柴油机4）S：运动型（跑车）C：双门单排跑车L：轴距加长2．17位编码（VIN）含义1）美规美规车种17位编码含义如下(见表2-1)：美规车种17位编码表2-1注释:①生产厂：4ns 、WBA 、WBS等②4-7位：车型型式③安全系统防护：1、手动安全带；2、手动安全带加单安全气囊；3、手动安全带加双安全气囊。
④第9位：电脑数据检查（未使用）⑤年份：Y 2000年⑥装配厂⑦出厂编号2）欧规17位编码需用后7位代码通过宝马公司或指定机构查阅车型、年份及发动机变速箱型式。
3．发动机号码1）发动机型号M 6 0 — B 30型号德国汽油机排量2）发动机号码(如图2-2)图2-2 发动机号码4．发动机与控制系统型式1）发动机与控制系统型式如表2-2。
宝马的车型、底盘与发动机型号对照表表2-22）发动机控制系统版本说明（1）95-00年316i（E36）,95-99年318i(E36)采用BOSCH M1.7.3控制系统。
（2）99-02年316i(E46),98-02年316i compact(E36),98-02年318i（E46）采用BOSCH BMS46控制系统。
（3）96-99年318is(E36),96-00年318Ti(E36)采用BOSCH M5.2控制系统（4）94-99年320i（E36），95-00年323i（E36），95-99年328（E36），96-00年520i （E39），523i（E39），528i（E39）采用西门子MS41控制系统。
宝马N42发动机资料
德国排放法规 其它国家或地区 发动机长度（ mm） 与 M43TU 相比耗油量节省比率 E46/5 最高车速 Vmax（km/h）（暂定）
N42B18 4 缸 直列
1796 84/81
91
N42B20 4 缸 直列
1995 84/90
91
4 x 56 1 x 65
50
4 x 56 1 x 65
N42 发动机
名称为“盈余”的上部区域就是燃油燃烧时获得的功率。名称为“损 失”的下部区域是气缸换气功。为了使燃烧后的废气从气缸中排出并 将新鲜空气吸入气缸内，这是必须消耗的能量。 在 Valvetronic 发动机进气过程中节气门几乎一直完全开启。负荷控 制通过气门关闭时刻实现。与通过节气门控制负荷的普通发动机相 比，其进气装置内不产生真空，就是说不需要为产生真空而消耗能量。 通过降低进气过程中的功率损失可提高效率。 在前面的视图中左侧是功率损失相对较大的普通工作方式。 从右侧视图中可以看出功率损失较低。 与柴油发动机相比，传统汽油发动机的进气量通过加速踏板和节气门 来调节并在理想混合比（λ=1）时喷入相应数量的燃油。 与分层进气的汽油直接喷射相比，进气量在这个系统中通过 Valvetronic 来调节并借此实现 λ=1 模式。 不必使用费用较高且对硫敏感的废气再处理装置。 记录区： _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________
案例分析：宝马5系显示 传动系统故障
案例分析：宝马5系显示传动系统故障请点击此处输入图片描述故障案例一辆行驶里程约1万km，车型为F18、配置N20发动机的2013年宝马525Li 轿车。
用户反映：该车辆行驶中发动机故障灯报警，中央信息显示屏显示“传动系统故障”。
车辆可以正常启动着车，加速正常。
故障诊断接车后：首先连接ISID，诊断测试显示故障内容如下：1F5101 DME，内部故障，车内温度传感器：温度过高；133304 DME，内部故障，电子气门控制系统：部件保护，系统关闭；135401 DME，内部故障，电子气门控制系统：末级过载；1F0904 DME，内部故障，电子气门控制系统控制：功能异常；133202电子气门控制伺服电机，控制：对地短路；133011电子气门控制系统（VTC），供电电压：功能异常；135608电子气门控制系统：未识别到运动。
这款N20发动机气门机构由全变量气门升程控制装置（电子气门控制系统）和可调式凸轮轴控制装置（双凸轮可变正时控制系统）组成，因此能够自由选择进气门的关闭时刻。
气门升程控制只在进气侧进行，凸轮轴控制在进气侧和排气侧进行。
电子气门控制系统采用的是第三代电子气门控制伺服电机，第三代电子气门控制伺服电机也包含用于识别偏心轴位置的传感器。
带集成位置传感器的无刷直流电机将作为电子气门控制伺服电机投入使用。
这种直流电机因其非接触转换方式而无须保养并且功能强劲（效率更好）。
通过使用集成式电子模块，电子气门控制系统伺服电机可非常精确地控制。
电动气门控制伺服电机最大限制为40A。
在超过200ms的时间段内有最大20A的电流可供使用。
按脉冲宽度调制控制电子气门控制伺服电机。
脉冲负载参数在5%～98％之问。
电子气门控制系统伺服电机的供电由数字式发动机电子伺控系统（DME）用5V电压进行。
数字式发动机电子伺控系统（DME）通过5个霍尔传感器接收信号。
5个霍尔传感器用于3次粗略的分割和2个细微部分。
这样，便能测定7.5°以下的电子气门控制伺服电机转角。
宝马4S店维修培训手册：N62 B36产品信息
BMW售后服务培训N62 发动机专题培训教材提示本培训手册中包含的信息仅用于接受 BMW 售后服务培训课程的人员技术数据的更改/补充摘自技术售后服务的有关信息© 2001 BMW AG慕尼黑德国未经宝马汽车公司 (慕尼黑) 书面授权不得翻印复制及摘录VS-42 MFP-HGK-BRK-N62_0300目录页码第1章引言1历史1将来2电子气门控制系统的工作原理4N62 发动机引言6-技术数据7-全负荷图表8-发动机 N62B36 的外观视图10第2章发动机机械装置12进气系统概述12空气导流系统13-新鲜空气系统13-节气门14-可调式进气管15-曲轴箱排气18排气系统19-带废气触媒转换器的排气歧管20-消音器20-二次空气系统21附加机组和皮带传动22-皮带传动22-发电机23-制冷剂压缩机压缩机26-起动马达27-转向助力泵27气缸盖28-引言28-气缸盖罩31-气门机构33Bi-VANOS双可调式凸轮轴控制系统35-VANOS 的工作原理36-配气相位图表39电子气门控制系统40-功能描述40-气门升程调节组件42-电子气门控制系统调节图表45-链条传动46冷却系统50-冷却系统回路50-水泵54-电子节温器54-冷却模块55-冷却液水箱56-热膨胀平衡罐56-变速箱油-水热交换器ÖWT57-电动风扇57-硅油离合器风扇57发动机缸体58-油底壳58-曲轴箱59-曲轴60-连杆和活塞62-飞轮63-扭振减震器63-发动机支座63润滑系统64-机油回路64-机油泵66-机油滤清器67-机油冷却装置67-技术数据68第3章N62 发动机控制系统 ME9.2 69 -概述69-一览70-功能描述73-氧传感器调节74-空燃比控制75-油位/机油状态77-可调式进气系统80-电子气门控制系统81-怠速控制83第4章N62 发动机燃油系统84混合气制备装置84-概述84-喷油阀84-燃油压力调节器85-燃油泵EKP85-EKP电动燃油泵调节装置86燃油箱系统87-概述89-燃油箱泄漏诊断模块DMTL90引言历史今天所安装的汽油发动机和柴油发动机是高技术的结晶特别是随着直接喷射技术的引入和不断发展柴油发动机已达到了迄今为止只有很好的汽油发动机才能达到的功率值另外耗油量也明显地降低了过去几年中在汽油发动机上达到了一个非常好的扭矩和功率水平并且耗油量下降了 10%除此之外还达到了最低的排放值请记录为实现这些目标已采取的措施记录_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________然而在此期间汽油发动机与柴油发动机之间的耗油量出现了较大的差距直接喷射技术和带可调式气门机构的无节流负荷控制等设计表明汽油发动机还有很大潜力它越来越接近现代化柴油发动机的部分负荷耗油量值将来在将来会有以下市场和法律要求-降低耗油量-改善动力性能-提高舒适性-减小排放-提高性价比耗油量的降低意味着发动机效率的提高为提高效率有三种技术上可行的方案-提高发动机效率通过记录_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ -降低磨擦功造成的功率损失记录_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ -避免换气损失通过记录_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________在这三种方案中避免换气损失的改善潜力最大且原则上可用于每台采用节流控制的发动机上带可调式气门机构的无节流负荷控制提供的耗油量下降潜力与直接喷射汽油发动机相近并且没有明显的原则性弱点BMW 把可调式气门机构与双凸轮可变正时控制装置一起合称为电子气门控制系统电子气门控制系统能够明显降低耗油量且没有直接喷射在废气特性上的缺点记录________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________VANOS电子气门控制Otto-DI 直接喷射高压效率++++换气功o ++++排放特性++-满负荷++++++ = 非常好; + = 好; o = 正常; - = 差;电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理与人类在身体紧张时的状态类似假设您去跑步您身体所吸进的空气质量将由肺来调节您会不由自主地深吸气并由此为肺提供较多的空气以便在身体中进行能量转换如果您现在由跑步换成一种较慢的步法例如散步则身体需要的能量和空气相对减少您的肺将以平缓呼吸的方式对此进行自动调节在这种情况下如果您在嘴上堵上一块手帕呼吸将非常费力在电子气门控制系统的新鲜空气进气装置中取消了节气门与手帕类似气门升程肺根据空气需要量进行调节发动机可以自由呼吸以下 P-V 图表说明了其技术原理图 1换气比较图左侧不带电子气门控制系统右侧带电子气门控制系统索引说明索引说明P 压力AÖ排气门开启OT 上止点AS 排气门关闭UT 下止点Z 点火时刻EÖ进气门开启1工作功率ES进气门关闭2压缩功率增益损失损失增益KT-6299KT-6298名为增益的上部面积是燃油燃烧时获得的功率名为损失的下部面积是换气功换气功是为了把已燃烧的废气从气缸中排出并紧接着把新鲜气吸入气缸中必须消耗的能量在发动机电子气门控制系统进气过程中节气门几乎一直打开一个合适的角度以保证出现一个 50 mbar 的近似真空负荷控制通过气门的关闭时刻实现与通过节气门实现负荷控制的普通发动机相比在进气系统中只产生一个较小的真空也就是说省去了产生真空的能耗通过进气过程中较小的功率损失获得较高的效率在前面的示意图中左面是功率损失大一些的习惯方法在右面的示意图中可看到功率损失减小与柴油发动机不同在常规汽油发动机中进气量通过加速踏板和节气门进行调节并按化学计算比例λ =1喷射所需要的燃油量在带电子气门控制系统的发动机上所吸进的空气量由气门的开启升程和开启持续时间决定通过精确控制供油量这里也能实现按λ =1 运行与此相反带汽油直接喷射和浓度分区功能的发动机在较宽的负荷范围内以低燃油空气混合比工作昂贵且易受硫腐蚀的废气后处理装置例如直喷式汽油发动机上使用的在带有电子气门控制系统的发动机上因此就不需要了记录_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________N62 发动机引言N62 发动机是NG新一代系列中的一个全新研究成果按排量B36=3.6 升和 B44=4.4 升分为两个系列将来 N62 发动机将代替 M62 发动机定下的目标是- 明显降低燃油消耗- 降低有害物质排放- 提高功率- 改善扭矩- 改善扭矩分布- 降低发动机声音为实现这些目标已实施了下列章节范围内的一整套措施- 发动机机械装置- 气门控制- 进气管道- 废气后处理- 发动机管理控制新型 M62 发动机的主要特征是- 8 气缸 V 形分布- 两列气缸夹角为 90°- 2 个 4 气门气缸盖- 轻合金结构- 新开发的可调式进气系统- 电子气门控制系统-技术数据发动机N62B36N62B44结构类型8 缸 V 型8 缸 V 型V 型夹角90 °90 °排量cm 336004398缸径 / 升程mm 84/ 81.292/ 82.7气缸间距mm9898曲轴主轴承直径 Ømm 7070曲轴连杆轴承直径 Ømm5454功率kW 在此转速时rpm20060002456000扭矩Nm 在此转速时rpm 36033004503100限定转速rpm65006500压缩比10.210.0气门 / 气缸44进气门直径 Ømm 3235排气门直径 Ømm 2929进气门升程mm 0.3 - 9.850.3 - 9.85排气门升程mm9.79.7凸轮轴开启持续时间 E/A °KW282/254282/254发动机重量kg组件 11 至 13213213设计使用的燃油ROZ9898燃油ROZ91-9891-98点火顺序1-5-4-8-6-3-7-21-5-4-8-6-3-7-2爆震控制系统是是可调式进气系统是是数字式发动机电子伺控系统ME9.2 +电子气门控制系统的控制单元ME9.2 + 电子气门控制系统的控制单元满足排气法规EU-3EU-4LEVEU-3EU-4LEV 发动机长度mm704704相对 M62 节省燃油13%14%最高车速km/hE65 电子限速控制250250-全负荷图表N62 B36KT-8235图 2全负荷图表比较虚线 = M62B35N62 B44KT-8236图 3全负荷图表比较虚线 = M62B44-发动机 N62B36 的外观视图图 4N62 发动机前视图索引说明1电子气门控制系统马达2燃油箱通气阀活性碳过滤器阀门3VANOS 电磁阀4发电机5水泵皮带轮6节温器壳7节气门单元8真空泵9至空气滤清器的进气管KT-7886图 5N62 发动机的后视图索引说明1凸轮轴位置传感器气缸列 5-82电子气门控制系统偏心轴位置传感器气缸列 5-83电子气门控制系统偏心轴位置传感器气缸列 1-44凸轮轴位置传感器气缸列 1-45二次空气阀6可调式进气系统的调整马达KT-7681发动机机械装置进气系统概述发动机功率和扭矩的提高以及发动机扭矩分布的优化在很大程度上取决于在整个发动机转速范围内有一个最佳的发动机充气效率高充气效率在低速范围和高速范围内通过长进气行程及短进气行程实现长进气行程在低速和中速范围内实现一个较高的充气效率借此可优化扭矩分布并提高扭矩为实现在高速范围内提高功率的目标发动机需要短进气行程以获得更多的进气量为解决因进气行程长度不同带来的矛盾已对进气系统进行了彻底的改进进气系统由下列部件组成- 空气滤清器前的进气管接头- 空气滤清器- 带 HFM热膜式空气质量计的进气管- 节气门部件- 可调式进气系统- 进气道空气导流系统-新鲜空气系统图 6N62 空气导流系统吸入的空气通过进气管接头从空气滤清器到节气门部件再进入可调式进气系统最后到达两个气缸盖的进气道按涉水深度准则进气管接头的安装位置布置在发动机室的高处涉水深度达- 水深 150 mm 车速 30 km/h - 水深 300 mm 车速 14 km/h - 水深 450 mm车速 7 km/h空气滤清器元件的设计更换周期为 100000 公里索引说明1进气管接头2带进气消音器的空气滤清器壳3带 HFM热膜式空气质量计的进气管4二次空气阀5二次空气泵SLPKT-7888-节气门N62 安装的节气门不需要用于发动机负荷控制发动机负荷控制是通过进气门的可调式升程变化进行的节气门完成下列任务-为最佳起动发动机提供支持-确保在所有负荷范围内进气管中真空度恒定50 mbar记录_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________-可调式进气管图 7可调式进气系统的壳体进气系统位于发动机的 V 形区域并被安装在气缸盖的进气道上可调式进气系统的壳体由镁合金制成记录______________________________________________________________________________________________________________________________索引说明1驱动单元2马达盖板的螺纹3曲轴箱排气接口4燃油箱通气接口5进气6喷油阀安装孔7燃油分配油轨螺纹KT-6799图 8可调式进气系统的内视图每一个气缸都有一个自已独用的进气道1进气道通过一个转子3与集气箱腔体6连在一起每一个气缸列都有一个轴4所有转子固定在其上气缸列 1-4 的转子轴由一个驱动单元一个带变速装置的电动马达根据转速调节调节对置气缸列转子的第二根轴通过正齿轮5由被调节的轴逆向转动进气经集气箱腔体通过漏斗2流向各气缸进气行程的长度通过转子的旋转调节驱动马达由 DME 控制为了反馈漏斗位置信息驱动马达带有一个电位计索引说明1进气道2漏斗3转子4轴5正齿轮6集气箱腔体KT-6800图 9已调节到短进气行程的进气系统图 10已调节到长进气行程的进气系统进气行程长度根据发动机转速无级调节从长进气行程到短进气行程的调节在转速为 3500 rpm 开始随着发动机转速的上升在转速到 6200 rpm之前进气行程线性缩短KT-8114KT-8115-曲轴箱排气图11带迷宫式分离器的气缸盖罩燃烧过程中产生的曲轴箱废气窜缸混合气从曲轴箱导入气缸盖罩内的一个迷宫式分离器中沉积在迷宫式分离器壁上的机油通过机油吸管流入气缸盖内然后从那里流回到油底壳中剩余气体通过压力控制阀5导入进气系统供给发动机进行燃烧在两个气缸盖罩的每一个上都集成有一个带压力控制阀的迷宫式分离器合理调节节气门保证进气系统中的真空度始终为 50 mbar以吸出气体压力控制阀将曲轴箱内内的真空度调节到 0 至 30 mbar索引说明1-4火花塞安装孔5压力控制阀6电子气门控制马达的安装孔7电子气门控制系统传感器插头的安装孔8凸轮轴传感器KT-7711排气系统图 12排气装置N62B36 和 N62B44 发动机的排气装置是全新的设计而且这两个发动机的排气装置是相同的它在换气声学和废气触媒转换器的快速响应方面都经过了优化记录__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________索引说明索引说明1排气歧管装有集成式废气触媒转换器5中间消音器2宽带氧传感器6排气风门3监控用传感器 跳跃式特性线7后消音器4排气管带有前消音器KT-7066-带废气触媒转换器的排气歧管每一个气缸列侧都安装了一个四变二变一结构的弯管排气歧管与废气触媒转换器的壳体组成一个部件在废气触媒转换器壳体中依次安装有一个陶瓷载体前部废气触媒转换器和一个陶瓷载体主废气触媒转换器宽带氧传感器Bosch LSU 4.2和监控用传感器安装在废气触媒转换器的前面和后面在前置管及废气触媒转换器的漏斗形出口中-消音器每一个气缸列侧都安装了一个吸收型容积为 1.8 升的前消音器在两个前消音器后连接了一个吸收型容积为 5.8 升的中间消音器后消音器为反射型容积有 12.6 升和 16.6 升两种- 排气风门为了把噪音降到最小后消音器装备了一个排气风门在车辆挂入档位且发动机转速超过 1500 rpm 时排气风门打开这样就给后消音器增加了 14 升的容量排气风门的膜片盒由 DME 通过一个电磁阀建立真空这个由真空控制的膜片盒打开或关闭排气风门真空时排气风门关闭对膜片盒通气时排气风门打开此控制过程通过电磁阀由 DME 电动开关进行- 二次空气系统概述图 13N62 空气导流系统把附助空气二次空气在暖机阶段吹入气缸盖内的排气管中能实现二次热燃烧二次热燃烧可以减少废气中未燃烧的碳氢化合物 HC 和一氧化碳CO在此过程中产生的热能在暖机阶段可更快地提升废气触媒转换器的温度并提升其转换率记录______________________________________________________________________________________________________________________________索引说明1进气管接头2带进气消音器的空气滤清器壳3带 HFM热膜式空气质量计的进气管4二次空气阀5二次空气泵SLPKT-7888附加机组和皮带传动-皮带传动图 14皮带传动皮带传动装置无需保养记录____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________索引说明索引说明1空调压缩机6发电机2 4 楔皮带7导向轮3曲轴皮带轮8转向助力泵4冷却液泵9 6 楔皮带5主传动装置的张紧单元10空调传动装置的张紧单元KT-6968-发电机由于发电机功率高达 180A 且由此产生的热量较大所以发电机由发动机的冷却系统附带冷却这种冷却方式可保证冷却效果恒定且均匀这种无电刷发电机由 Bosch 公司供货安装在一个通过法兰连接到发动机缸体上的铝质外壳中发电机外壁四面都有发动机冷却液流过这种发电机在功能和结构上与 M62 发动机上的发电机一样并做了少量改进新增了至 DME 控制单元的 BSD 接口位串行数据接口图 15发电机发电机控制发电机可以通过 BSD接口位串行数据接口主动与发动机控制单元通信发电机将自身数据诸如型号和制造商传输给 DME 发动机控制系统需要这些数据以便能将其计算结果和规定与具体安装的发电机类型索引说明1防水壳体2转子3定子4密封件KT-7321相匹配DME 承担下列功能- 根据在 DME 中规定的数值启用/关闭发电机- 通过发电机电压调节器确定要调整的电压额定值- 控制发电机对负荷跳跃的反应负荷响应- 诊断发电机和发动机控制间的数据导线- 存储发电机故障代码- 控制组合仪表上的充电指示灯可能的故障/影响DME 可识别出下列故障- 机械故障如皮带传动锁止或失效- 电气故障如励磁二极管损坏或因调节器损坏造成的过压和低压- DME 和发电机间的导线损坏线圈断路或短路无法识别出即使 BSD 接口失效也能保证发电机的基本功能提示DME 会通过 BSD 接口影响发电机调节器电压因此蓄电池接线柱上的充电电压最高可达 15.5 V取决于蓄电池温度在进行售后服务时如果测得蓄电池上充电电压最高达 15.5 V则说明调节器不存在故障高充电电压表示蓄电池温度低记录_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________- 制冷剂压缩机压缩机压缩机是一个 7 缸斜盘式压缩机压缩机的活塞排量可以降低到低于 3%这样空调系统将不输送制冷剂为保证润滑继续保留了一个压缩机内部制冷剂循环回路压缩机功率由空调电子装置通过一个外部调节阀控制压缩机的驱动通过 4 楔皮带实现图 16制冷剂压缩机索引说明1调节阀KT-7703- 起动马达起动马达位于发动机左侧排气歧管下面是一个功率 1.8 kW 的紧凑型减速起动马达图 17N62 发动机- 转向助力泵转向助力泵是一个串联径向活塞泵通过 6 楔皮带驱动在没有动态驾驶系统的车辆上安装了一个叶片泵索引说明1带有绝热护板的起动马达KT-7682气缸盖-引言N62 的两个气缸盖是 BMW 的最新研究成果为进行气门控制气缸盖装备有可调式气门控制系统即电子气门控制系统用于废气后处理的二次空气道集成在气缸盖中气缸盖按横流原理进行冷却凸轮轴和电子气门控制系统的偏心轴借助于一个轴承支座一起控制气缸盖由铝合金制成发动机 B36 和 B44 的气缸盖没有相同的零件它们的燃烧室直径和进气门直径都不一样参见 N62/技术数据记录_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________KT-7709图 18气缸盖索引说明索引说明1气缸列 1-4 的气缸盖7进气 VANOS 电磁阀安装孔2气缸列 5-8 的气缸盖8排气 VANOS 电磁阀安装孔3带喷油嘴的上正时链导向件9油压开关4进气 VANOS 电磁阀安装孔10链条张紧器托架5排气 VANOS 电磁阀安装孔11带喷油嘴的上正时链导向件6链条张紧器托架气缸盖密封件KT-7694图 19气缸盖密封件气缸盖密封件是一个带橡胶层的多层钢质密封件Array提示B36 和 B44 气缸盖密封件的孔直径是不一样的这两种气缸盖密封件在安装状态下也不一样Array在 B44 气缸盖密封件的排气侧凸耳上有一个 6 mm 的孔气缸盖螺栓N62 发动机的气缸盖螺栓都是 M10x160 的应力螺栓这些螺栓在维修时每次必须更新正时齿轮箱下部部件用两个 M8x45 螺栓固定在气缸盖上记录______________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________- 气缸盖罩图 20气缸盖罩气缸盖罩由塑料制成杆状点火线圈的导向套筒通过气缸盖罩序号 1-4插在气缸盖中索引说明1-4杆状点火线圈导套的安装孔5压力控制阀6电子气门控制马达的安装孔7电子气门控制系统传感器插头的安装孔8凸轮轴传感器KT-7711图 21杆状点火线圈的塑料导向套筒穿过气缸盖罩通向火花塞提示塑料套筒带有早期硫化的密封件在发现密封件明显硬化或损坏时必须更换整个套筒索引说明1-2早期硫化的密封件KT-7893- 气门机构图 22气缸盖两个气缸列的气门机构都扩充了电子气门控制组件索引说明索引说明1气缸列 1-4 的气缸盖7进气 VANOS 电磁阀的安装孔2气缸列 5-8 的气缸盖8排气 VANOS 电磁阀的安装孔3带喷油嘴的上正时链导向件9油压开关4进气 VANOS 电磁阀的安装孔10链条张紧器托架5排气 VANOS 电磁阀的安装孔11带喷油嘴的上正时链导向件6链条张紧器托架KT-7709凸轮轴图 23凸轮轴凸轮轴由冷硬铸铁制成为了减轻重量采用空心铸造技术铸造为补偿气门机构中的不平衡在凸轮轴上装有平衡块记录________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________索引说明1凸轮轴传感器的传感器轮3带有 VANOS 单元油道的推力轴承区域KT-7683Bi-VANOS双可调式凸轮轴控制系统N62 发动机的进气排气凸轮轴装备有新型无级叶片式 VANOS凸轮轴的调节量在 300 ms 内最大可达 60° 曲轴转角为避免混淆这两个 VANOS单元上有Ein/Aus进气/排气标记VANOS 单元图 24VANOS单元用于气缸 1-4 排气凸轮轴的 VANOS 单元带有一个用于真空泵驱动装置的托架VANOS 电磁阀这些 VANOS 电磁阀与 N42 发动机的 VANOS 电磁阀在构造上一致规定只在 N62 发动机上使用密封环索引说明1排气侧 VANOS 单元2VANOS 螺栓连接3弹簧片4进气侧 VANOS 单元5齿链啮合轮KT-7692- VANOS 的工作原理调节过程在下图中以控制排气凸轮轴的 VANOS 单元为例通过油压分布说明调节过程油压分布用红色的箭头走向表示回流管路无压区域用兰色的虚线箭头表示图 25排气侧 VANOS 调节的系统示意图机油经电磁阀回流到一个机油箱内这里所谓的机油箱是指气缸盖中的一个机油通道在逆向调节时电磁阀换向凸轮轴中和 VANOS 单元中的其它孔和通道打开在下图中用一个红色箭头表示压力分布机油回流用兰色虚线箭头走向表示索引说明索引说明1VANOS 单元俯视图6从机油泵出来的发动机机油2VANOS 单元侧视图7从机油泵出来的发动机机油3在凸轮轴中压力通道 B 的液压孔8压力通道 A 4电磁阀9压力通道 B5机油泵马达10气缸盖中的机油回流箱988108367542 1KT-6509图 26排气侧 VANOS 逆向调节的系统示意图索引说明索引说明1VANOS 单元俯视图6发动机机油回流到气缸盖中2VANOS 单元侧视图7来自机油泵的发动机机油压力3凸轮轴中的液压孔8压力通道 A 4电磁阀9压力通道 B5机油泵马达10气缸盖中的机油回流箱988108367542 1KT-6508如果我们观察在调节单元内的调节过程就会发现下列功能关系图 27VANOS 单元的剖面图转子7与凸轮轴用螺栓固定在一起正时链将曲轴与 VANOS 单元1的壳体连接在一起在转子7上装有弹簧10弹簧把叶片9压到壳体上转子7有一个凹口锁止销6以无压力方式嵌入此凹口中如果现在电磁阀把机油压力连通到 VANOS 单元则锁止销6将压回并释放 VANOS 以进行调节压力通道 A 11中存在的发动机机油压力此刻压向叶片9并因此将转子7压到另一个位置因为凸轮轴是用螺栓固定在转子上的这样就调节了控制配气相位如果 VANOS 电磁阀换向则转子7通过压力通道B 12中存在的机油压力调节回初始状态扭簧3反作用于凸轮轴扭矩为向 VANOS 单元准确无误地供油在凸轮轴的末端各安装有两个密封环必须保证密封环安装正确索引说明索引说明1带齿圈的壳体7转子2前端板8后端板3扭簧9叶片4锁止弹簧10弹簧5锁止弹簧定位板11压力通道 A 6锁止销12压力通道 BKT-6456KT-6459- 配气相位图表通过上述进气凸轮轴和排气凸轮轴的调节过程可得出下列配气相位图表图 28N42 配气相位图表提示为了装配/拆卸 N62 发动机的气门机构并调整配气相位现已开发出了新的专用工具这些专用工具要根据有效的维修说明使用进气 VANOS 的标准位置进气 VANOS 的最大调节量排气 VANOS 的标准位置排气 VANOS 的最大调节量KT-6450电子气门控制系统- 功能描述电子气门控制系统是 VANOS 和一个气门升程调节系统的总称它以这种组合方式控制进气门的开启时刻和关闭时刻以及开启升程在节气门打开情况下进气量通过调节气门升程设定这样就能确定出最佳的气缸进气量并降低耗油量这个电子气门控制系统以 N42 发动机上的电子气门控制系统为基础并按 N62 发动机的几何尺寸进行了匹配在 N62 发动机上每一个气缸盖有一个电子气门控制单元电子气门控制单元由带偏心轴的轴承支座带止动弹簧的中间杠杆摇臂和进气凸轮轴组成另外还有下列部件属于电子气门控制系统- 每个气缸盖有一个电子气门控制马达- 一个电子气门控制的控制单元- 每个气缸盖有一个偏心轴传感器。
宝马N20发动机怠速抖动现象的原因及排查方法
宝马N20发动机怠速抖动现象的原因及排查方法作者：杨承博来源：《时代汽车》2019年第02期摘要：本文首先论述了宝马N20发动机怠速控制的原理分析，然后对常见故障的产生原因进行梳理。
同时根据实际经验和资料分析，对宝马N20发动机怠速不稳故障维修进行分析，使本文理论与实际相结合，有着较强的借鉴意义。
关键词：N20发动机；怠速不稳；故障诊断；案例分析1 宝马N20发动机的简介宝马N20发动机是一款较新的发动机，其控制系统使用的博世MEVD17.2.4，怠速控制属于进气系统中的重要组成部分，宝马N20发动机使用第三代Valvetronic（电子气门）和VANOS（可变凸轮轴正时控制系统）调节装置，对怠速控制有着较好的调校。
宝马N20发动机有三个版本，具体数值如下表1-1所示。
高配版最大功率218kw，峰值扭矩350N.m，低配版最大功率184kw，峰值扭矩270N.m。
高配版涡轮增压器在1250转的时候介入工作能一直维持到4800转，目前该款发动机搭载在宝马X1、X3、3系、5系、Z4等车型上。
2 宝马N20发动机怠速控制的原理宝马N20发动机进气量的控制机构主要有两个部分，其一为电子节气门，其二为电子气门行程控制机构。
发动机空气量导入调整有进气门的可调式升程完成，这有利于降低油耗。
在应急运行和起动的过程中，才会使用到节气门。
在其他运行状态下，节气门均全开，几乎没有节流作用。
利用电子气门技术，可以实现对气门行程的无极调节，发动机在不同转速下，都可以保证功率扭矩输出的最优均衡性。
在满负荷位置的时候，气门行程和持续开启时间达到了峰值，而怠速位置则达到最低值。
N20发动机怠速系统各部件的控制流程如下图2-1所示：宝马N20发动机怠速控制器主要受车载ECU的控制。
通过监测热模式空气流量计、氧传感器、压力传感器、凸轮轴位置传感器等进行实时调节，ECU根据车况、环境温度适时调节怠速时的转速，并相应地改变电子节气门开度，气门升程大小。
宝马_BMW_技术
BMW 尖端科技
自稳定控制+牵引 (ASC + T)
自稳定控制+牵引 (ASC + T: Automatic Stability Control + Traction) 装备了自稳定控制+牵引(With ASC+T)的车辆，即使是在恶 劣的条件下，仍然可以避免 打滑从而保持车辆的可操控 性。智能化的控制系统，会 避免车辆在湿滑路面起步加 速时发生的打滑，并将车辆 稳定、安全地保持在行进方 向上。
偏航系统
• 行驶中车速超过60公里时，偏航提示开始 发挥作用，一旦车辆在未开启转向灯的情 况下偏离车道，方向盘会产生连续震动以 提示驾驶员。实际使用时，偏航提示在车 轮还未接触到分道线时便开始提示，只是 震动有些小。
摄像机切换系统
• 新7系在前轮轮眉处加装了两个摄像机，以帮助驾驶员通 过狭窄地区或停车入位。使用车速在15公里以下，超过这 一速度摄像机不会开启。这套系统需要驾驶员手动开启， 并不会主动介入，在使用速度范围你，按下排挡旁边的摄 像机按钮，即可通过两侧的摄像机观察路面情况，避免通 过狭窄路面或停车时发生侧面的刮蹭。
起初，这项技术仅可以调节 进气凸轮轴。双可变气门正 时控制系统(Double VANOS)允许 更精细的调整，这是由于他 同时还控制排气凸轮轴。 同 时，这种持续的调整会贯穿 发动机的全部速度区间。
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BMW 尖端科技
电子气门系统 (Valvetronic)
全变量气门升程控制 (VVT)
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电子气门系统可以无级调 节进气门升程，在发动机 转速较低时，进气门开启 量较小；发动机转速高时， 进气门开启量大。这样， 发动机可以通过气门升程 的调节来改变转速，相比 较采用节气门的发动机转 速调节方式，电子气门系 统更准确、更直接，同时 也更节省燃油。在BMW的 N系列发动机中，此项技 术被全面采用。