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2.2. Modifications du moteur N55

2.2.1. introduction

BMW a présenté le moteur N55 dans la BMW 535i Gran Turismo à la fin de 2009. Le moteur N55 voit les moissonneuses-batteuses d'un turbocompresseur d'échappement, Valvetronic et injection directe de carburant pour la première fois. BMW appelle cette combinaison Turbo Valvetronic Direct Injection, TVDI pour faire court.

Le moteur N55 et ses périphériques ont été modifiés pour être utilisés dans ActiveHybrid 5. Les détails des modifications individuelles sont fournis dans la section suivante.

2.2.2. Courroie d'accessoires

Le F10H est un véhicule hybride complet, c'est-à-dire capable de conduire de manière purement électrique. Dans ce cas, des fonctions telles que la direction hydraulique, le chauffage et la climatisation doivent également être disponibles. Comme le moteur de combustion est désactivé dans cette condition de fonctionnement, il ne peut pas activer une pompe de direction assistée ou un compresseur de climatisation. Pour cette raison, ces deux systèmes fonctionnent électriquement et sont arrêtés de la transmission par courroie.

Au lieu de l'alternateur, un générateur de démarreur est utilisé pour la première fois dans un hybride BMW. Le générateur peut démarrer le moteur à combustion dans les phases de démarrage / d'arrêt ou pendant une conduite entièrement électrique. La transmission par courroie du moteur N55 a dû être adaptée pour l'intégration du générateur du démarreur et du chargement modifié.

Start-up

Les moteurs BMW sont des moteurs qui tournent à droite. Si l'on regarde le moteur par l'avant, le vilebrequin tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Pour démarrer le moteur après une phase d'arrêt ou pendant un voyage électrique, le générateur du démarreur doit faire tourner le moteur. La partie supérieure de la ceinture est tendue et le fond est détendu. Pour éviter que la courroie ne glisse, elle est tendue par le tendeur de ceinture inférieur.

Mode de charge

Si le générateur du démarreur fonctionne comme un alternateur, il prend de l'énergie du moteur à combustion. Le moteur à combustion alimente le générateur du démarreur. La ceinture inférieure est ainsi tendue; la ceinture supérieure est relâchée. Pour éviter également que la courroie ne glisse en mode de charge, la courroie est tendue par le tendeur de courroie supérieur.

2.2.3. Système de vide

Le moteur N55 dispose d'une pompe à vide mécanique pour générer le vide nécessaire à l'alimentation de divers composants. Comme l'alimentation en vide doit également être garantie dans les phases où le moteur N55 est arrêté, le système de vide a été amélioré avec une pompe à vide électrique. Dès que le vide dans le système descend en dessous d'un certain seuil, la pompe à vide électrique est activée. Le vide est enregistré par un capteur de pression dans le servofrein, déjà connu des véhicules équipés d'un système de démarrage / arrêt automatique.

Le graphique suivant donne un aperçu des composants respectifs.

2.2.4. Supports de moteur

Dans le F10H, le moteur est monté à l'aide des supports de moteur à amortissement variable contrôlés déjà connus des véhicules à moteur diesel. Ceux-ci sont réglés à dur ou doux au moyen d'un vide afin de garantir un démarrage confortable et l'état de ralenti du moteur à combustion. La vanne d'activation des supports d'amortissement variable commandés du moteur à combustion est activée par l'électronique Digital Engin. Le comportement des supports à amortissement variable du F10H est similaire à celui des véhicules à moteur diesel. Si un vide est appliqué à ceux-ci, ils sont mous. Cela correspond au réglage de l'état de ralenti et du démarrage du moteur à combustion et garantit une action d'amortissement confortable. Dès que le vide n'est plus appliqué sur les supports et qu'une pression ambiante est établie, les supports deviennent durs. Ce réglage est activé lors de la déconnexion du F10H.

Le vide pour faire fonctionner les supports à amortissement variable est fourni par le système de vide (décrit ci-dessus).

2.2.5. Système d'échappement

En raison des exigences plus élevées concernant l'acoustique du F10H, le système d'échappement a été équipé d'un clapet d'échappement. Il est situé sur le tuyau d'échappement gauche et est activé par le DME. A cet effet, une vanne de commutation électrique est activée qui applique un vide à un actionneur. Le vide est fourni par le système d'aspiration dans le compartiment moteur.

Les sorties d'échappement du système d'échappement sont également équipées de couvercles mat chromés.

2.2.6. D'autres adaptations

Les supports du moteur N55 sont conçus pour augmenter la tension due au démarrage et à l'arrêt fréquents du moteur.

La couverture acoustique du moteur N55 dans le F10H a un lettrage "ActiveHybrid".

2.3. Systèmes d'alimentation en carburant

Le système d'alimentation en carburant du F10H est basé sur celui du F10 non hybride.

La capacité du réservoir de carburant a été réduite de trois litres à 67 litres (0,79 gal) pour laisser place à la pose des câbles haute tension sur le soubassement du F10H.

Remarque: La ventilation du réservoir de carburant des véhicules de la version américaine a dû être adaptée en raison des exigences légales.

2.3.1. Ventilation du réservoir de carburant

Comme avec tous les véhicules aux États-Unis, la ventilation du réservoir de carburant dans le F10H est réalisée via une cartouche de carbone qui purifie les gaz d'hydrocarbures (HC) qui se produisent dans le réservoir de carburant. L'hydrocarbure recueilli dans la cartouche de carbone est envoyé au moteur à combustion et brûlé. Ce processus est décrit comme une purge ou un rinçage de la cartouche de carbone. Comme la purge n'est effectuée que lorsque le moteur à combustion est en marche et qu'il y a beaucoup plus de phases sans moteur à combustion actif dans le fonctionnement du F10H, il a fallu adapter la ventilation du réservoir de carburant du F10H.

Pour ce faire, une vanne d'arrêt (7) et une cartouche de charbon supplémentaire (1) ont été ajoutées à la ventilation du réservoir de carburant.

La vanne d'arrêt de la ventilation du réservoir de carburant est fermée dans certaines phases de fonctionnement du F10H. Le processus de purge de la cartouche de carbone est accéléré avec la fermeture de la vanne d'arrêt. De plus, aucun autre gaz ne traverse le réservoir de carbone du réservoir de carburant.

Une certaine plage de pression et de température du réservoir de carburant fait partie des phases de fonctionnement dans lesquelles la vanne d'arrêt est fermée. La plage de pression va d'un léger vide à une légère surpression dans le réservoir de carburant; la plage de température va d'un point légèrement au-dessus du point de congélation à l'état de température de fonctionnement. Si la plage de pression ou de température est dépassée, la valeur de coupure est ouverte. La pression et la température du réservoir de carburant sont déterminées par un capteur installé sur le couvercle de service du réservoir de carburant.

Si la disponibilité du variateur a été désactivée ou si le véhicule est sorti, la vanne d'arrêt est toujours ouverte. De cette façon, par exemple, la surpression qui se produit lors du ravitaillement du véhicule peut s'échapper via la ventilation du réservoir de carburant.

Un autre élément nouveau dans le système de ventilation du réservoir du F10H est la cartouche de carbone supplémentaire. C'est en aval de la cartouche de carbone standard et contient du charbon actif qui est pressé dans une forme en nid d'abeilles. Le charbon actif sous forme de nid d'abeilles filtre l'hydrocarbure (HC) particulièrement bien des gaz à écoulement lent et a été installé pour se conformer aux exigences légales.