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#1 19-08-2017 11:27:48

BMW-Tech
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BMW Valvetronic

Table des matières

VALVETRONIC


Page Sujet

VALVETRONIC

Introduction
Contrôle de charge
Fonction
Capteur d'arbre excentrique
VVT Moteur et Relais
Mise en phase
MIN / MAX Arrêts

VALVETRONIC III

Mise en phase
Masquage
Vue d'ensemble du réglage de la soupape
Servomoteur VALVETRONIC
Fonction


VALVETRONIC

Modèle: TOUT
Production: TOUT

Objectifs

Après la lecture de ce dossier, vous pourrez:

• Nommer les fonctions de service pour VALVETRONIC.
• Expliquer comment le système VALVETRONIC fonctionnera si il est défectueux. Fonctionnement anti-défaillance.
• Expliquer la relation entre l'EDK et le système VALVETRONIC.
• Identifier comment le moteur VALVETRONIC est alimenté à l'aide des SSP appropriés.
• Localiser et identifier les composants utilisés pour l'opération VALVETRONIC.

Introduction

Avec l'introduction du N52, le moteur à 6 cylindres a intégré le système de contrôle de la charge en fonction de l'engrenage de distribution de soupapes (VALVETRONIC II). Le système VALVETRONIC I qui a été utilisé sur les moteurs à cylindres 8 (N62) et 12 (N73) a déjà atteint une augmentation substantielle de l'efficacité.


VALVETRONIC-1.jpeg

BMW a développé ce concept avec VALVETRONIC II.

Les résultats de ce développement sont les suivants:

• Augmentation de la dynamique du moteur
• Augmentation de l'efficacité
• Amélioration des valeurs d'émission

Ces résultats soulignent les normes spécifiques de BMW. À titre d'exemple de VALVETRONIC II, le moteur N52 présente les optimisations suivantes qui améliorent encore l'Ultimate Driving Machine:

• La vitesse du moteur a été augmentée à 7 000 tr / min.
• La puissance de sortie spécifique a été portée à 63,4 kW / l.
• Le couple moteur spécifique est de 100 Nm / l sur une large plage de vitesse du moteur.
• Les valeurs d'accélération des soupapes et les éléments de transmission optimisés par friction ont nettement augmenté, ce qui entraîne un moteur encore plus réactif.
• émissions de CO réduites.
• Les règles d'émission d'échappement les plus strictes au monde sont respectées.


Valvetronic II - utilisé sur N52, N52KP et N51

Valvetronic-II---utilise-sur-N52-N52KP-et-N51.png

Controle-de-charge.png

L'illustration à gauche montre la méthode conventionnelle avec une perte légèrement supérieure. La perte réduite peut être clairement visible dans l'illustration à droite. La partie supérieure représente la puissance obtenue lors du processus de combustion dans le moteur à essence. La zone inférieure illustre la perte de ce processus.
La zone de perte peut être assimilée au cycle de charge, en fonction de la quantité d'énergie qui doit être appliquée afin d'expulser les gaz d'échappement brûlés du cylindre puis de rappeler de nouveau les gaz frais dans le cylindre.

Outre le réglage de la pleine charge, l'admission de gaz frais dans un moteur commandé par la manette d'étranglement s'effectue toujours contre la résistance offerte par le papillon des gaz d'afflux. La vanne d'étranglement est pratiquement toujours ouverte complètement lors de l'admission sur le moteur à commande VALVETRONIC. La charge est contrôlée par le temps de fermeture de la vanne.
Par rapport au moteur conventionnel où la charge est contrôlée par le papillon des gaz, il n'y a pas de vide dans le collecteur d'admission. Cela signifie qu'aucune énergie n'est dépensée pour produire le vide. L'efficacité améliorée est obtenue par la perte de puissance plus faible pendant le processus d'admission.
Un vide minimal dans le système d'admission est nécessaire pour la ventilation du carter et les systèmes de purge par évaporation. Le papillon des gaz est légèrement réglé à cet effet.

Fonction

Le VALVETRONIC II se compose de la commande de levée de soupape entièrement variable combinée avec le contrôle variable de l'arbre à cames (double VANOS). Le levier de soupape est commandé uniquement sur le côté admission tandis que l'arbre à cames (VANOS) est également réglé sur le côté échappement.

La commande de charge sans accélérateur est mise en œuvre par:

• une soupape de soupape variable de la soupape d'admission,
• une ouverture variable de l'ouverture de la soupape d'admission et
• une extension variable de l'arbre à cames de l'arbre à cames d'admission et d'échappement.

L'optimisation du système comprend la modification de la cinématique de l'engrenage de la vanne, un moteur d'actionnement modifié et la gamme de propagation adaptée des unités VANOS.

Les principales différences sont les suivantes:

• Le palier lisse sur le levier intermédiaire sur l'arbre excentrique a été remplacé par un roulement à rouleaux, réduisant ainsi le frottement dans le mécanisme de distribution des soupapes.
• Le guidage du levier intermédiaire est plus précis. Un seul ressort est maintenant nécessaire pour guider et maintenir le levier intermédiaire.
• La masse déplacée du mécanisme de distribution des soupapes a été réduite de 13%.
• La gamme de levage des soupapes d'admission a été améliorée. L'élévation maximale a été augmentée à 9,9 mm, mais plus important encore, l'élévation minimale a été encore réduite à 0,18 mm.

Le résultat global est soutenu par d'autres améliorations dans le collecteur d'admission et la dynamique des échappements.

Valvetronic II - utilisé sur N52, N52KP et N51

Valvetronic-II---utilise-sur-N52-N52KP-et-N51-2_20170819-2158.png

La commande de soupape de soupape entièrement variable est activée à l'aide d'un moteur d'actionnement (1), d'un arbre excentrique (14), d'un levier intermédiaire (13), du ressort de rappel (3), de l'arbre à cames d'admission (5) et de la came à rouleaux Suiveur (12). Le moteur de l'actionneur est installé dans la culasse au-dessus des arbres à cames. Il sert à ajuster l'arbre excentrique. L'arbre à vis sans fin du moteur électrique engrène avec l'engrenage à vis sans fin monté sur l'arbre excentrique. Après l'ajustement, l'arbre excentrique ne doit pas être verrouillé en position car l'engrenage à vis sans fin est suffisamment autobloquant. L'arbre excentrique règle l'élévation de la soupape côté aspiration.

Le levier intermédiaire varie le rapport de transmission entre l'arbre à cames et le suiveur de came à rouleaux. Le levier de soupape (9,9 mm) et le temps d'ouverture sont au maximum en pleine charge.

Le levier de soupape (0,18 mm) et le temps d'ouverture sont réglés au minimum en position de ralenti. Les adeptes de came à rouleaux et les leviers intermédiaires associés sont divisés en quatre classes. Un numéro de code correspondant est perforé sur les composants. Ils ont toujours la même classe par paire. L'affectation des suiveurs à came à rouleaux et les leviers intermédiaires à l'usine de production garantissent que les cylindres sont chargés uniformément, même lors de l'élévation de soupape minimale de 0,18 mm.

Valvetronic-II-a-l-elevation-de-soupape-minimum-et-maximum_.png

Capteur d'arbre excentrique

Le capteur d'arbre excentrique (3) signale la position de l'arbre à l'ECM. Ce capteur fonctionne selon le principe de la magnétorésistance: un conducteur ferromagnétique change sa résistance lorsque le champ magnétique appliqué change de position.

Capteur-d-arbre-excentrique.png

A cet effet, une roue magnétique (1) qui contient un aimant permanent est montée sur l'arbre excentrique. Lorsque l'arbre tourne, les lignes du champ magnétique de l'aimant coupent le matériau magnétiquement conducteur dans le capteur. Le changement de résistance qui en résulte est utilisé comme variable correctrice pour le signal de l'unité de commande du moteur.
La roue magnétique doit être fixée sur l'arbre excentrique au moyen d'une vis non magnétique (2) sinon le capteur ne fonctionnera pas.

Moteur et relais VVT

Le moteur VVT est directement commandé par l'ECM. Le moteur reçoit l'alimentation d'un relais situé dans la E-Box.

moteur-VVT-et-relais.png

Mise en phase

Le nouveau VALVETRONIC II, est un système de contrôle du moteur très rapide et précis. Le processus de démarcation est mis en place pour faciliter l'ajustement dans la gamme de levage de soupape inférieure. Les soupapes d'admission d'un cylindre sont ouvertes de manière synchrone jusqu'à une élévation de 0,2 mm. La vanne 1 commence alors à avancer (avance). Par conséquent, la soupape 2 s'ouvre avec un léger retard derrière la soupape 1 et s'accroche à la vanne 1 à nouveau à un levage d'environ 6 mm. À partir de là, ils s'ouvrent de manière synchrone à nouveau.

Cette caractéristique d'ouverture a un effet favorable sur l'afflux de gaz dans le cylindre. En maintenant la section transversale d'ouverture des vannes d'admission réduite, il en résulte un débit de débit nettement supérieur à un volume d'admission constant. En relation avec la géométrie dans la zone supérieure de la chambre de combustion, ce débit plus élevé est utilisé pour mélanger plus efficacement le mélange air / carburant.

Cette mise au point élimine la nécessité des ports de turbulence utilisés sur les moteurs à six cylindres de la précédente génération. La caractéristique de mise en phase du Valvetronic crée la turbulence nécessaire (tourbillon) dans la chambre de combustion.

Arrêts MIN / MAX

Une routine d'arrêt peut être mise en œuvre entre les butées mécaniques afin de détecter les positions des butées mécaniques. À cette fin, l'arbre excentrique est réglé de zéro ascenseur à l'élévation complète. La routine d'arrêt est exécutée uniquement lorsque l'électronique du moteur détermine des valeurs invraisemblables pendant la procédure de démarrage du moteur. Cette routine peut également être initiée par les systèmes de diagnostic.

Arrets-MIN-MAX.jpeg

VALVETRONIC III

Les principales différences entre VALVETRONIC III et VALVETRONIC II sont dans l'agencement du servomoteur VALVETRONIC et du capteur VALVETRONIC. Comme dans VALVETRONIC II, le niveau de turbulence augmente à la fin du cycle de compression dans le but d'optimiser la formation du mélange avec l'utilisation de mesures de mise en phase et de masquage. Ce mouvement de la charge du cylindre améliore la combustion pendant le fonctionnement de la charge partielle et le mode de chauffage du catalyseur. Les zones de trempe contribuent également à la formation du mélange.

Mise en phase

La mise en phase aboutit à une différence de levage entre les deux soupapes d'admission jusqu'à 1,8 mm dans la plage de charge partielle inférieure. Par conséquent, le flux d'air frais est réparti de manière asymétrique.

Mise-en-phase_20170819-2213.png

Masquage

Le masquage se réfère à la conception des sièges de soupape. Cette usinage garantit que l'air frais entrant est aligné de manière à entraîner le mouvement de charge du cylindre requis. L'avantage de cette mesure est que le retard de combustion est réduit d'environ 10 ° de rotation du vilebrequin. Le processus de combustion se déroule plus rapidement et un plus grand chevauchement de la soupape peut être réalisé, réduisant ainsi considérablement les émissions de NOx.

Vue d'ensemble du réglage du levage de la vanne

Comme le montre le graphique suivant, l'emplacement d'installation du servomoteur a changé avec VALVETRONIC III. Une autre caractéristique nouvelle est que le capteur excentrique de l'arbre n'est plus monté sur l'arbre excentrique mais qu'il a été intégré au servomoteur.

N55, réglage de la soupape

N55-reglage-de-la-soupape.jpeg
N55-reglage-de-la-soupape-2_20170819-2216.png

Le servomoteur VALVETRONIC III contient un capteur pour déterminer la position du moteur et de l'arbre excentrique. Le servomoteur est lubrifié avec de l'huile moteur au moyen d'une buse de pulvérisation d'huile (1) destinée directement à l'entraînement à vis sans fin et au mécanisme de l'arbre excentrique.

N55-conception-du-reglage-de-la-soupape-de-soupape-1.jpeg
N55-conception-du-reglage-de-la-soupape-de-soupape-2_20170819-2159.png


Servomoteur VALVETRONIC

Un moteur à courant continu sans balais (moteur BLDC) est utilisé. Le moteur BLCD est sans entretien et très puissant, grâce au système de transfert d'énergie sans contact. L'utilisation de modules électroniques intégrés assure un contrôle de précision.

Le servomoteur Valvetronic présente les caractéristiques spéciales suivantes:

• Concept ouvert (l'huile moteur est directement fournie au moteur).
• L'angle de l'arbre excentrique est déterminé par des incréments d'angle du système de capteur intégré.
• La consommation d'énergie est réduite d'environ 50%.
• Dynamique d'actionnement plus élevée (par exemple, réglage sélectif du cylindre, contrôle de la vitesse de ralenti, etc.).
• Le design léger est d'environ 600 grammes.

Fonction

L'actionnement du servomoteur Valvetronic est limité à un maximum de 40 ampères. Un maximum de 20 ampères est disponible sur une période> 200 millisecondes. Le servomoteur Valvetronic est actionné par un signal modulé en largeur d'impulsion. Le cycle de service est compris entre 5% et 98%.

fonction_20170819-2202.png

Le graphique suivant montre la conception de la culasse sur le moteur N55 avec Valvetronic III et l'injection directe de carburant.

N55-apercu-de-valvetrain-1.jpeg

Notez le design creux et léger des arbres à cames (7)
et les passages de soufflage menant dans les orifices d'admission (15).

N55-apercu-de-valvetrain-2_20170819-2201.png

Le système Valvetronic en vidéo

BMW Valvetronic Variable Valve Lift

Valvetronic (BMW) GBW erklärung

Dernière modification par BMW-Tech (19-08-2017 23:21:30)

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