宝马轿车发动机电控技术剖

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1、宝马530轿车发动机电控技术剖析组长：李信爱电话：15058321573组员：蒋定武、裘彦平、苏依山、孙雷雷、吴元材陈顺安、凌秀秀2013年12月1引言N52发动机是是宝马的自然吸气的发动机的代表，世界首创的铝镁合金复合式曲轴箱，新一代发动机过去我们已将新一代4缸、8缸和12缸发动机引入宝马车辆。N52代表了宝马新一代6缸发动机的开始。使用该发动机后，直列6缸发动机现在也有了全新的面貌。N52发动机，它实现了通过三个主要方法，轻质材料，制造工艺突破性的这些崇高目标，并在机械阻力和摩擦减少它不是直列发动机的最后一款产品，而是又领先了一步。设计人员的任务是必须将明显矛盾的设计要

2、求融合统一起来。即开发出一种高动力性及低污染物排放量和低耗油量的驱动装置。N52首次应用于E63和E64。图11N52B301N52进气系统优点1.1级可变进气装置（DISA）进气装置/DISA由下列主要部件构成见下图21：图21进气装置/DISA1、进气集气管2、振荡管3、谐振管4、溢流管1.1.1谐振增压功能描述发动机内产生的扭矩在很大程度上取决于进气行程中新鲜空气进气质量。各气缸的进气行程，即气门开启时的活塞下行行程使进气质量产生振荡。进气气缸的移动空气质量与该气缸关闭的进气门相遇时，上述振荡就会与压力峰值产生的振荡相叠加。这两种振荡叠加时就会产生所谓的谐振或共

3、振。谐振可以使原始振荡放大或衰减。进气行程开始时气缸上进气门前出现的是压力峰值还是压力低谷，在很大程度上取决于叠加振荡在进气区域内的行程和发动机转速即气流流速。在较大发动机转速范围内希望得到较高的扭矩导致内燃机进气导管的种类不断增多。因此，进气装置的几何形状和控制对气缸换气的质量影响很大。一根长度固定的进气管只能在特定发动机转速下产生最佳气缸进气效果。为此，M54装有一个带DISA风门的二级可变进气装置（DISA）。该DISA风门由一个电磁阀和一个前置真空蓄能器控制。在特定转速范围内提高扭矩是有条件的。因为当N52达到最大转速7000rpm时，以前所用的二级DISA就会在中

4、等转速范围内产生一个扭矩低谷。为了能够在中等发动机转速范围内也产生较高扭矩，N52装有一个三级DISA。下图列出了这种三级装置的效果。通过DISA的不同转换档位可在整个转速范围内都实现较高的扭矩。见图22图22三级DISA装置的效果上述原理通过带有两个DISA执行机构的一个进气管转换装置和进气范围内的一个溢流管实现。与以前通过真空控制的系统不同，现在这两个DISA执行机构分别由相应的电机控制。电机和DISA执行机构构成了一个单元。两个DISA执行机构的尺寸不同。DISA执行机构2安装在溢流管内，DISA执行机构1安装在振荡管前的进气集气管内。1.1.1第1档–怠速/转速

5、范围较低怠速运转和转速范围较低时，DISA执行机构1和2处于关闭状态（见下图23）。进气经过节气门进入谐振管。在谐振管内分配进气量并通过集气管和振荡管送至各个气缸内。这样每三个气缸都可获得等量进气质量。点火顺序：1-5-3-6-2-41.图23第1档谐振增压功能1.1.2第2档中等转速范围处于中等转速范围时，DISA执行机构2打开见下图24。在本示例中，假设第一个气缸的进气门刚刚关闭。气体的移动在关闭的进气门上产生一个压力峰值。该压力峰值通过振荡管和集气管送至点火顺序中的下一个气缸处。从而改善下一个准备进气气缸的新鲜空气进气质量。图24第2档谐振增压功能1.1.1第

6、3档–转速范围较高转速范围较高时，两个DISA执行机构都处于开启状态（见下图25）。此时也假设第一个气缸的进气门刚刚关闭。关闭的进气门前也产生了一个压力峰值。进气量通过振荡管、溢流管和集气管进行输送。图25第3档谐振增压功能1.2DISA执行机构DISA风门与驱动装置一起构成一个单元。DISA风门由一个电机和一个齿轮机构驱动。DISA执行机构内集成了电子控制装置。DISA执行机构由DMEMSV70通过脉冲宽度调制信号控制。该机构只有两个调节位置：DISA风门可关闭或开启，就是说启用时电机将DISA风门移动至相应限位位置处。1.3电子气门调节系统VALVETRONICI使

7、用N52后，现在直列六缸汽油发动机也配置了基于气门机构的负荷控制系统。4缸、8缸和12缸发动机上采用的VALVETRONICI（见下图26）已能够显著提高效率。BMW通过VALVETRONICII系统继续发展该方案。后继研发带来的结果：1、提高发动机动力性2、提高效率3、改善废气排放值这些结果突出了BMW自身的特性。经过下列优化的发动机进一步提升了驾乘乐趣：1、最高转速升至7000rpm2、比功率提升至63.4kW/l3、在较大的发动机转速范围内，比发动机扭矩大约为100Nm/l4、显著提高了气门加速度，传动件的