宝马（BMW）售后服务培训学员工作手册--N54发动机

1、宝马BMW售后效劳培训学员工作手册-N54发动机 售后效劳培训 学员工作手册 N54 发动机 BMW 售后效劳 本工作手册中所包含的信息仅适用于 BMW 售后效劳培训班的学员 有关技术数据方面的更改 补充情况请参见 BMW 售后效劳的最新相关信息 信息状态2006 年 6 月 conceptinfobmwde 2006 BMW AG 慕尼黑德国 未经 BMW AG 慕尼黑的书面许可不得翻印本手册的任何局部 VS -12 售后效劳培训 学员工作手册 N54 发动机 有关本工作手册的说明 所用符号 为了便于理解内容并突出重要信息在本工作手册中使用了以下符号 所包含的信息有助于更好地理解所述系统及其

2、功能 表示某项说明内容结束 当前状况和国家规格 BMW 车辆满足最高的平安和质量要求环保客户利益设计或结构方面的 变化促使我们继续开发车辆的系统和组件因此本工作手册中的内容与培训所 用车辆情况可能会不一致 本文件仅介绍了欧规左侧驾驶型车辆右侧驾驶型车辆局部操作元件或组件的 布置位置与本工作手册的图示情况不同针对不同市场和出口国家的配置型号 可能还有其它不同之处 其它信息来源 有关各主题的其它信息请参见 - 产品信息 - 用户手册 - BMW 诊断系统 - 车间系统文件 - BMW 售后效劳技术 目录 N54 发动机 培训 1 知识问答 1 高效的动力性 3 曲轴箱通风 5 发动机冷却系统和进气

3、系统 12 废气涡轮增压系统 17 燃油系统 26 培训 N54 发动机 知识问答 入学测验 本章将检查有关 N52 发动机和 N73 发动机 请在正确答案前打勾 主题的根底知识 1 是否通读过 SIP N52 发动机和 N73 发动机 是 否 2 为什么 N73 发动机使用高压泵 高压泵产生直接喷射所需要的高喷射压力 电动高压泵确保提供足够的燃油 由于燃油需求量较大因此机械式高压泵为电动燃油泵提供支持 3 N52 发动机冷却循环回路排气时需要注意什么 针对这种冷却液泵有一个必须在发动机运转状态下才能执行的专用排气程序 针对这种冷却液泵有一个专用排气程序 该发动机的排气方式与使用机械驱动式冷却

4、液泵的发动机相同 4 使用铝合金螺栓时需要注意什么 铝合金螺栓只能使用一次 铝合金螺栓允许屡次使用 铝合金螺栓采用一种特殊的拧紧方式 铝合金螺栓的处理方式与钢制螺栓相同 5 进行 N52 发动机冷却液泵的安装工作时需要注意什么 无需注意任何事项 拆卸冷却液泵时要加注冷却液存放时冷却液泵内应留有冷却液 安装前必须用手转动冷却液泵轮 6 N52 发动机的曲轴箱使用哪些材料 铝合金 镁合金 钢 铸铁 1 7 N52 发动机机油泵的调节参数是什么 机油压力 机油流量 8 怎样识别出铝合金螺栓 通过螺距 通过螺栓重量 通过蓝色的螺栓头 通过螺栓的非磁性特性 9 为什么在全世界范围内 N73 发动机都可以

5、采用直接喷射方式 该发动机采用均匀混合气方式因此与燃油中的含硫量无关 该发动机采用分层混合气方式因此与含硫量无关 该发动机装有进气管喷射装置因此与含硫量无关 10 VALVETRONIC 由哪些系统组成 双 VANOS VANOS 进气门的可变气门行程调节装置 进气门和排气门的可变气门行程调节装置 11 哪种说法是正确的 VALVETRONIC 通过在稀混合气区域内运行提高发动机效率 VALVETRONIC 通过降低机械损失提高发动机效率 VALVETRONIC 通过降低换气损失提高发动机效率 2 高效的动力性 法规要求限定了动力范围客户期望确定了目 今天的驾乘乐趣不仅仅在于追求最大动力而 标

6、方向不断追求创新的核心动力来自于 且越来越趋向于不断提高效率无需以过高油 BMW 品牌意识企业技术能力及由此提出的 耗来换取动力也是一种理性的驾乘乐趣因此 产品要求驾乘乐趣是在客户期望和对工程师 BMW 明确规定了高效动力性的总体研发目 提出挑战的根底上产生的动力 标每一代新型发动机都为进一步提高动力性 提供了前提条件同时每一款新型动力系统都 考虑到了如何提高经济性 任务 1 在以下图中高效动力性的三个柱状局部处填入相关内容并答复以下问题 高效动力性 1 N54 发动机怎样实现高效的动力性 增大排量 采用喷束导向式直接喷射装置降低耗油量 通过涡轮增压系统提高大功率发动机的功率 3 技术数据 下

7、表列出了 N54 发动机最重要的技术数据 任务 2 补充下表中所缺的技术数据 名称 数值 结构形式 6 缸直列发动机 3 排量 cm 缸径 行程 mm 84896 气缸间距 mm 91 曲轴主轴承直径 mm 65 曲轴连杆轴承直径 mm 50 点火顺序 1-5-3-6-2-4 功率 kWHP 对应转速 rpm 扭矩 Nm 对应转速 rpm 限速转速 rpm 比重量 kgkW 083 升功率 kWl 755 压缩比 102 每缸气门数 4 进气门直径 mm 3144 排气门直径 mm 28 进气凸轮轴开启角度 曲轴 125-70 排气凸轮轴开启角度 曲轴 130-85 进气凸轮轴调节角度 曲轴

8、55 排气凸轮轴调节角度 曲轴 45 发动机重量 kg 总成 11 至 13 187 燃油系统设计参数 RON 98 燃油 RON 95-98 发动机油 长效 04 SAE 5W -30 爆震控制 是 发动机管理系统 欧洲排放标准 EURO4 美国排放标准 ULEV2 4 曲轴箱通风 标准化功能 别离出的发动机油通过一个排油管路 9流 回到油底壳内净化后的泄漏气体通过一个调 泄漏气体与发动机油的混合气通过排气通道 压装置7经过一个至进气管6的通道进 2进入一个油气别离器8油气别离器 入进气系统的洁净空气管内 从这种混合气中别离出发动机油 1 曲轴箱通风标配功能 索引 说明 索引 说明 1 节气

9、门 6 至进气管的通道 2 排气通道 7 调压装置 3 机油回流管路 8 油气别离器 4 曲轴空间 9 排油管路 5 油底壳 5 油气别离器 N54 发动机上安装了一个气旋式别离器在油 气别离器壳体内有四个所谓的气旋 2 N54 发动机的气旋式别离器 从曲轴箱内吸入的油雾在气旋内旋转离心力 净化后的泄漏气体从该处送至进气系统 使较重的机油沉积在气旋壁上并滴入排油管路 内而较轻的泄漏气体那么从气旋中部处吸出 6 7 曲轴箱通风自吸式发动机运行模式 由于 N54 发动机采用了废气涡轮增压系统 因此装有一种特殊的曲轴箱通风装置 3 曲轴箱通风自吸式发动机运行模式 8 索引 说明 索引 说明 A 过压

10、 7 油底壳 B 真空 8 机油回流通道 C 废气 9 废气涡轮增压器 D 机油 10 气缸列 2 增压空气进气管路 E 泄漏气体 11 至气缸列 2 增压空气进气管路的软管 1 空气滤清器 12 进气集气管单向阀 2 进气集气管 13 节气门 3 气旋式油气别离器 14 增压空气进气管路单向阀 4 放油阀 15 至进气集气管的通道 5 排气通道 16 压力节流阀 6 曲轴空间 只有进气集气管2内处于真空 B状态 即处于自吸式发动机运行模式时才能使用标 准功能 如果通过增压装置使进气集气管内的压力升 高就无法再通过这种方式吸入泄漏气体E 由于存在可能使增压压力进入曲轴箱的危险 因此在至进气管的

11、通道内装有一个单向阀由 于压力过低时存在通过曲轴箱通风装置使机油 吸入进气装置的危险因此必须在曲轴箱通风 装置的相关区域安装限压装置在 N54 发动 4 N54 发动机的曲轴箱通风装置 机内通过一个节流阀16限制曲轴箱通风装 置内的流量和压力值 索引 说明 1 增压空气进气管路单向阀 2 增压运行模式下排气 3 进气集气管单向阀和压力节流阀 4 自吸式发动机运行模式下排气 在自吸式发动机运行模式下排气4通过 一个集成在气缸盖罩的分配条直接进入气缸盖 的进气通道内 9 曲轴箱通风增压运行模式 由于增压空气进气管路处于这个位置时气流速 度很快而且可能会在吸入泄漏气体时形成冰 在增压运行模式下进气集

12、气管内的压力升高 晶因此在该接口处装有一个 PTC 加热装 因此单向阀14闭合由于增压空气进气管 置该加热装置的功能与 N52 发动机的加热 路在这种运行模式下处于真空状态因此该真 装置相同 空使至增压空气进气管路的单向阀12翻开 泄漏空气通过废气涡轮增压器泵轮和增压空气 冷却器进入进气集气管 5 曲轴箱通风增压运行模式 10 任务 1 序号13所示部件的位置对序号为12和14的部件有什么影响 答案 索引 说明 索引 说明 A 过压 7 油底壳 B 真空 8 机油回流通道 C 废气 9 废气涡轮增压器 D 机油 10 气缸列 2 增压空气进气管路 E 泄漏气体 11 至气缸列 2 增压空气进气

13、管路的软管 1 空气滤清器 12 进气集气管单向阀 2 进气集气管 13 节气门 3 气旋式油气别离器 14 增压空气进气管路单向阀 4 放油阀 15 至进气集气管的通道 5 排气通道 16 压力节流阀 6 曲轴空间 如果排气装置排出蓝烟那么要检查发动机 出现这种情况的明显特征是废气涡轮增压器 是否通过曲轴箱通风装置将机油一起吸入燃烧 的气缸列 2 增压空气进气管路内侧有积油 室内这可能是曲轴箱通风装置损坏造成的 实际工作 任务 2 发动机的前部曲轴密封环漏油 分组讨论可能引起该问题的原因并拆卸相关部件 按照相关维修说明去除实际故障 答案 11 发动机冷却系统和进气系统 N54 发动机的冷却系

14、统由一个水冷系统和一 将两种冷却系统分开可防止通过发动机油将热 个单独的机油冷却系统组成 量传递到发动机冷却液内 6 N54 发动机的冷却系统 12 任务 1 补充下表所缺名称 索引 说明 索引 说明 1 散热器 9 暖风热交换器 冷却液 空气热交换器 2 10 气缸盖出口温度传感器 3 出口冷却液温度传感器 11 4 发动机油冷却器 12 补液罐 发动机油 空气热交换器 5 变速箱油冷却器节温器 13 受变速箱油温度控制 6 14 变速箱油冷却器 冷却液 变速箱油热交换器 7 15 风扇 8 废气涡轮增压器 由于与其它 3 升汽油发动机相比这种发动 提高冷却系统功率的措施 机的功率提高到 7

15、55 kWl因此其热量明显 l 功率提高的冷却液泵 400 W9000 lh 增大这种框架条件要求采用具有更高功率的 发动机冷却系统 l 将水冷和发动机油冷却系统分开 虽然有些因素影响了冷却效果但仍实现了提 l 功率提高的散热器 高功率的目标例如 l 针对所有型号的变速箱都使用功率提高的 l 由于增压空气冷却器安装在散热器下方因 电风扇 600W 此气流面积大约减小 15 l 因安装其它部件而进一步限制了原本就较 小的发动机室安装空间 l 由于废气涡轮增压器通过冷却液冷却因此 增压器的热量会传递到系统内 13 7 N54 发动机的进气导管 索引 说明 索引 说明 1 增压运行模式下泄漏气体的

16、PTC 8 气缸列 1 增压空气进气管路 加热装置 2 气缸列 2 循环空气管路 9 增压空气冷却器 3 节气门连接法兰 10 增压空气集气管路 4 空气滤清器 11 气缸列 1 废气涡轮增压器 5 气缸列 1 循环空气管路 12 气缸列 2 废气涡轮增压器 6 进气管 13 气缸列 2 增压空气进气管路 7 增压空气压力管路 由于 N54 发动机是涡轮增压发动机因此进 安装进气导管时必须确保部件的安装位 气导管非常重要 置准确无误且管路连接接口密封严密在某些 情况下系统泄漏会导致增压压力不正确发 利用排出废气的能量事先压缩吸入的新鲜空 动机管理系统会识别出这种情况且发动机将转 气从而使更多的

17、空气进入燃烧室内只有在 换到应急运行模式停用增压压力调节装置 系统无泄漏的情况下该系统才能正常工作 在这种情况下会感觉到发动机功率下降 14 8 增压运行模式的进气导管 索引 说明 索引 说明 1 发动机控制单元 MSD80 14 气缸列 1 循环空气管路 2 至真空泵的管路 15 增压空气压力管路 3 电子气动压力转换器EPDW 16 增压空气冷却器 4 泄漏气体 PTC 加热装置 17 增压空气集气管路 5 增压运行模式的泄漏气体管路 18 气缸列 1 增压空气进气管路 6 气缸列 2 增压空气进气管路 19 气缸列 1 废气旁通阀 7 气缸列 2 循环空气管路 20 气缸列 1 废气旁通

18、执行机构 8 进气管压力传感器 21 气缸列 2 废气旁通阀 9 气缸列 2 循环空气减压阀 22 气缸列 2 废气旁通执行机构 10 空气滤清器 23 气缸列 1 废气涡轮增压器 11 增压压力和增压空气温度传感器 24 气缸列 2 废气涡轮增压器 12 节气门 25 至气缸列 2 的催化转换器 13 气缸列 1 循环空气减压阀 26 至气缸列 1 的催化转换器 15 任务 2 序号为 11 的部件为 N54 发动机增压装置提供哪些信息 答案 新鲜空气经过空气滤清器 10和增压空气进 经过压缩和冷却的增压空气从增压空气冷却器 气管路6和18由废气涡轮增压器23 处通过节气门12进入进气管 和

19、24的泵轮吸入并压缩 为了确保新鲜空气进气量始终与相应的发动机 由于废气涡轮增压器的运行温度很高因此将 运行条件相符该系统装有一些传感器和执行 其与冷却循环回路和发动机油循环回路连接在 机构在下文中将介绍如何协调这些复杂关系 一起增压空气在废气涡轮增压器内压缩时产 生很高的温度因此需要通过一个增压空气冷 却器16对其再次冷却 16 废气涡轮增压系统 在此事先压缩进气从而提高发动机燃烧室的 进气量这样可提高喷射和燃烧的燃油量从 而提高发动机的功率和扭矩涡轮和泵轮的最 高转速可达 200000 rpm废气入口温度最高 可达 1050 C 由于温度很高因此 N54 发动机的废气涡轮 增压器不仅与发动

20、机油系统相连而且还集成 在发动机的冷却循环回路内N54 发动机装有 电动冷却液泵时还可以在关闭发动机后排出 废气涡轮增压器内的余热从而防止轴承壳体 内的润滑油过热 利用冷却液泵的继续运行功能可排出废气 涡轮增压器内的积热从而防止轴颈处机油焦 化这是一项重要的部件保护功能 9 废气涡轮增压器 索引 说明 A 泵轮 B 冷却 润滑装置 C 涡轮 工作原理 废气涡轮增压器通过发动机废气驱动就是说 带有压力的废气通过废气涡轮增压器的涡轮 并以这种方式为同一个轴上的泵轮提供驱动 力 17 双涡轮增压系统 气缸 12 和 3 气缸列 1 驱动废气涡轮增 压器5气缸 4 5 和 6 气缸列 2 驱 废气涡轮

21、增压器的响应速度对于 N54 发动机 动另一个废气涡轮增压器 2 来说最为重要不允许对驾驶员的要求 即加 速踏板位置做出延迟反响即不能让驾驶员 小型废气涡轮增压器的优点在于在废气涡轮 感觉到所谓的涡轮效应滞后在 N54 发 增压器加速过程中由于涡轮惯量较小因此加速 动机上用两个相互并联的小型涡轮增压器解决 质量较小因而泵轮可以更快地到达较高的增 了这个问题 压压力 10 废气涡轮增压器部件 1 索引 说明 索引 说明 1 气缸列 2 废气旁通执行机构 7 冷却液供应管路 2 气缸列 2 废气涡轮增压器 8 气缸列 1 平板式宽度氧传感器 3 气缸列 2 排气歧管 9 气缸列 2 平板式宽度氧传

22、感器 4 气缸列 1 排气歧管 10 废气旁通操控杆 5 气缸列 1 废气涡轮增压器 11 气缸列 1 催化转换器 6 冷却液回流管路 12 气缸列 2 催化转换器 18 增压压力调节装置 通过这种控制方法可处理各种运行状况 废气涡轮增压器的增压压力与到达废气涡轮增 处于怠速阶段时两个废气涡轮增压器的废气 压器涡轮处的废气气流有直接关系无论是废 旁通阀均关闭其结果是全部废气气流在这 气气流的速度还是质量都直接取决于发动机转 些低发动机转速阶段都用于泵轮加速需要提 速和发动机负荷发动机管理系统通过废气旁 高发动机功率时泵轮可立即提供所需增压压 通阀调节增压压力废气旁通阀由真空执行机 力不会感觉到

23、延时 构操纵这些执行机构由发动机管理系统通过 在满负荷情况下到达最大允许扭矩时通过部 电子气动压力转换器EPDW 来控制 分开启废气旁通阀保持一个较高的恒定增压压 持续运行的发动机真空泵产生真空并将其存储 力值泵轮始终根据运行情况保持相应的转速 在一个蓄压器内这样可以确保这些用电器不 通过开启废气旁通阀可降低涡轮的驱动力因 会对制动助力功能产生不利影响 此不会进一步提高增压压力不会增加耗油量 通过废气旁通阀可将全部或局部废气气流输送 在满负荷运行模式下N54 发动机进气管内的 至涡轮处到达所需增压压力时废气旁通阀 最高表压力为 08 bar 开始翻开局部废气气流通过旁通通道排出 这样可防止通过

24、涡轮继续提高泵轮转速 19 11 废气涡轮增压器部件 2 索引 说明 索引 说明 1 气缸列 1 机油回流管路 5 气缸列 1 冷却液回流管路 2 供油装置 6 3 冷却液供应管路 7 气缸列 1 冷却液回流管路 4 气缸列 2 机油回流管路 任务 1 补充表中所缺的部件名称该部件有什么作用 答案 20 循环空气减压控制 因此该阀门对降低发动机噪音起到了重要作用 并且有助于保护废气涡轮增压器部件 N54 发动机的循环空气减压阀用于降低节气 门快速关闭时不希望出现的增压压力峰值 12 N54 发动机的循环空气减压阀 索引 说明 索引 说明 1 循环空气减压阀 4 节气门 2 空气滤清器环境压力

25、5 循环空气减压阀控制管路 3 进气集气管进气管压力 6 增压空气压力管路增压压力 如果发动机转速较高时关闭节气门进气管内 如果节气门前后存在压力差进气管压力就会 就会产生真空压力由于至进气管的通道已阻 使循环空气减压阀翻开并将增压压力转至泵 断因此会在泵轮后形成无法消除的较大背压 轮的进气侧压力差一旦超过 03 bar循环 空气减压阀就会开启这个过程可防止出现造 这会造成废气涡轮增压器 泵气这意味着 成部件损坏的干扰性泵动作用 l 出现明显感觉到的干扰性泵噪音 即使发动机以接近怠速转速运行P增压 P进 l 出现这种泵噪音的同时废气涡轮增压器还 气压力差 03 bar 循环空气减压阀也会根 承受可造成部件损坏的负荷因为高频压力 据系统要求开启但不会对增压系统进一步产 波向