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#1 30-08-2018 21:37:28

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Le moteur BMW N47

Le moteur BMW N47

N47-Motor.png

Chaîne d'entraînement derrière
Pompe à vide dans le carter d'huile
Arbres d'équilibre dans le carter

Arbres-d-equilibre-dans-le-carter.jpeg

Contenu.

Objectifs
Modèles
introduction
Présentation du système
Composants du système
Notes de service
Questions de test

Informations sur le produit et livre de référence pour la pratique

Cette information produit est destinée à vous donner des informations sur la conception et la fonction du moteur N47.

L'information sur le produit est conçue comme un ouvrage de référence et complète le contenu du séminaire spécifié par la formation après-vente BMW. Les informations sur le produit conviennent également à l'auto-apprentissage.

En préparation de la formation technique, cette information produit donne un aperçu du nouveau moteur diesel 4 cylindres N47. Conjointement avec des exercices de formation pratiques, les informations sur le produit devraient permettre au participant d'effectuer des travaux de maintenance sur le moteur N47.

Connaissance technique et pratique des moteurs diesel BMW actuels facilitant la compréhension des systèmes présentés ici et de leurs fonctions

Modèles.

Variantes de moteur

Modèles avec moteur N47 pour le lancement sur le marché en mars 2007.

variantes-de-moteur.png

Histoire

Moteurs diesel à quatre cylindres chez BMW.

histoire.png

Introduction.

La nouvelle génération

Après huit ans maintenant, un modèle de réussite est en train d'être remplacé. Le moteur M47 a rendu le diesel chez BMW acceptable. Avec le départ athlétique et l'énorme puissance avec une consommation d'essence aussi basse, il est rapidement devenu l'un des moteurs les plus populaires du répertoire BMW.

Pour relever le défi, il y a le défi posé au successeur du moteur N47.

Un défi qu'il aime accepter. Avec encore plus de puissance et de couple avec une consommation de carburant et un poids réduits, il est bien préparé pour poursuivre son succès.

Le moteur N47 est un développement totalement nouveau, dans lequel de nombreuses nouvelles approches ont été réalisées. Cela a été combiné avec la dernière technologie diesel et beaucoup prouvé.

Actualités, changements et caractéristiques spéciales en un coup d'œil

Pour la première fois sur les moteurs diesel BMW

Entraînement par chaîne et pompe haute pression côté générateur (arrière)
Arbres d'équilibrage dans le carter intégré avec roulements à aiguilles
Pompe à huile / à vide commune dans le carter d'huile
Entraînement par courroie double face
Tous les accessoires sur le côté gauche du moteur
Amortisseur de vibrations de torsion avec roue libre
Refroidisseur de gaz d'échappement avec by-pass (uniquement le niveau de puissance supérieur avec transmission manuelle)
Démarreur sur le côté droit du moteur
Nouvelle pompe haute pression à piston unique CP4.1 avec une pression maximale de 1800 bar (niveau de puissance inférieur: 1600 bar)
Généralement des canaux d'huile moulés par nouveau procédé de coulée
Commande de moteur DDE
Capteur de vilebrequin actif avec détection de rotation inverse

Changements au prédécesseur

Carter en aluminium avec chemises de cylindre en fonte thermocollée
Injecteurs PIEZO (uniquement le niveau de puissance supérieur)
Plus compactes à culbuteurs
Culasse en deux parties
Coquille de rigidification du carter
La pression de la pompe à carburant électrique est contrôlée
Chauffage du filtre à carburant contrôlé par le DDE
Chapeau de palier principal vilebrequin avec gaufrage
Jauge de niveau d'huile électronique avec QLT.

Autres données clés

Séparation d'huile dans le couvre-culasse avec séparateurs cycloniques
Arbres à cames construits selon le procédé Presta
Volets électriques à tourbillon (uniquement le niveau de puissance supérieur)
Turbocompresseur à gaz d'échappement à géométrie de palette réglable électriquement (VNT)
Oxi-Kat et DPF dans un boîtier commun proche du moteur.

Données techniques

Donnees-techniques_20180829-0723.png

Schéma de pleine charge

Comparé à son prédécesseur, la performance globale et un moteur N47 plus complet offrent une courbe de couple plus élevée

Schema-de-pleine-charge.png

Présentation du système.

l'identification du moteur
désignation du moteur

La documentation technique utilise la désignation du moteur pour identifier de manière unique le moteur.
Le moteur N47 est disponible dans les versions suivantes versions:

N47D20U0
N47D20O0

La documentation technique contient également la forme abrégée de la désignation du moteur N47, qui autorise uniquement l'affectation du type de moteur.

Cela signifie:

designation-du-moteur.png

Identification du moteur et numéro
 
Les moteurs sont marqués sur le carter moteur pour une identification et une affectation claires. Cette identification du moteur est également requise pour approbation par les autorités. Les sept premiers chiffres sont déterminants.
Avec le moteur N47, la désignation du moteur est maintenant convertie à la nouvelle norme pour les moteurs diesel, qui est similaire à la désignation du moteur dans les six premiers chiffres.
Le numéro de moteur est un numéro séquentiel qui permet une identification sans ambiguïté de chaque moteur.
L'identification et le numéro du moteur sont situés sur le carter moteur sur le support de la pompe à carburant haute pression.

Identification-du-moteur-et-numero-du-moteur-N47.jpeg

La mécanique automobile en un coup d'œil

La mécanique du moteur est divisée en trois grandes
Systèmes sur:

carter de moteur
vilebrequin
Commande de soupapes.

Ces trois systèmes sont en interaction constante les uns avec les autres. Cette interaction a une très grande influence sur les caractéristiques du moteur.
Tout d'abord, les relations importantes telles que la distance de tir et l'ordre de tir sont expliquées.

Relations

Le tableau suivant présente les données clés du moteur N47 en ce qui concerne l'intervalle de tir et l'ordre de tir.

relations.png

Intervalle de tir

L'intervalle de tir est l'angle de rotation du vilebrequin entre deux tirs consécutifs.

Pendant un cycle de travail, chaque cylindre a tiré une fois. Le cycle de travail (aspiration, compression, travail, suppression) s'étend dans le moteur à quatre temps sur deux tours complets de vilebrequin, soit un angle de rotation de 720.

Un intervalle de tir uniforme garantit un fonctionnement fluide du moteur à toutes les vitesses. Cet intervalle de déclenchement est le suivant:
Intervalle de tir = 720: nombre de cylindres

Cela se traduit par un intervalle de tir de 180 KW pour un moteur 4 cylindres comme le N47.
L'intervalle de tir est déterminé par le décalage du maneton (espacement angulaire des manivelles) du vilebrequin, i. h. avoir l'angle des manetons du cylindre successif (ordre de tir) l'un par rapport à l'autre.

Ordre de tir

L'ordre de tir est l'ordre dans lequel les cylindres d'un moteur sont allumés l'un après l'autre.

L'ordre de tir est directement responsable du fonctionnement silencieux du moteur. Il est déterminé en fonction de la conception du moteur, du nombre de cylindres et de l'intervalle de tir.

L'ordre de tir est toujours spécifié en commençant par le premier cylindre.

Pour un moteur en ligne à 4 cylindres, l'ordre de tir 1-3-4-2 s'est avéré optimal, ce qui est également utilisé dans le moteur N47.

Ordre de comptage des cylindres

Même si le moteur de chronométrage est à l'arrière avec le moteur N47, la séquence de comptage, comme pour tous les moteurs BMW, commence en face du moteur. Le premier cylindre est donc devant.

Carter de moteur

Le graphique montre les composants du boîtier du moteur.

carter-de-moteur.png

En outre, encore inclure des phoques et Vis à ce système afin qu'il puisse remplir ses fonctions.
Ces tâches sont essentiellement:

Enregistrement des forces générées pendant le fonctionnement du moteur
Fonctions d'étanchéité pour chambre de combustion, huile moteur et liquide de refroidissement
Inclusion du vilebrequin et du train de soupapes et autres composants.

Vilebrequin

Le mécanisme à manivelle, également appelé moteur, est le groupe fonctionnel qui convertit la pression de la chambre de combustion en énergie cinétique. Le mouvement de haut en bas du piston dans un

Mouvement de rotation sur le vilebrequin converti. Le mécanisme à manivelle représente pour cette tâche un rendement de travail, une efficacité et une faisabilité technique optimaux.

--Moteur-N47-a-entrainement-par-vilebrequin.png

Cependant, les limitations techniques et les défis constructifs suivants doivent être résolus:

Limitation de vitesse due aux forces de masse
Puissance de sortie inégale pendant un cycle de travail

Stimulation aux vibrations de torsion, qui chargent la transmission et le vilebrequin
Interaction des différentes surfaces de friction.

Train de soupape

Le moteur doit être alimenté en air frais de manière cyclique, tandis que les gaz d'échappement qu'il produit doivent être éliminés. L'apport d'air frais et l'expulsion des gaz d'échappement sont appelés échange de charge ou de gaz. Lorsque la charge change, les orifices d'admission et d'échappement sont périodiquement ouverts et fermés par les soupapes d'admission et d'échappement.

Comme vannes d'entrée et de sortie, des vannes à soupape sont utilisées. Le parcours temporel et la séquence des mouvements de la vanne sont spécifiés par l’arbre à cames.

Le mécanisme complet de transmission de la levée de la came à la vanne est appelé train de soupapes.

Le moteur N47 possède un vilebrequin et un arbre à cames reliés mécaniquement par une chaîne de distribution. Les temps de contrôle sont donc fixes.

Structure

Le train de soupapes comprend les composants suivants:

Arbres à cames
Éléments de transmission (bas de caisse)
Vannes (ensemble complet)
Compensation du jeu des soupapes hydrauliques (HVA).

Le schéma suivant montre la structure du train de soupapes dans la culasse à quatre soupapes du moteur N47.

Moteur-a-engrenages-N47.png

Dessins

Les actionneurs de vanne sont disponibles en différentes versions. On les distingue selon les points suivants:

Nombre et position des vannes
Nombre et position des arbres à cames
Transfert de mouvement aux vannes
Type de réglage du jeu de soupape.

Parmi les deux premiers points, le nom du train de soupapes dépend. Ceux-ci sont énumérés ci-dessous.
À l'instar de tous les moteurs diesel actuels de BMW, le moteur N47 est doté d'un train de soupapes dit dohc.
Cela signifie "double arbre à cames en tête" et signifie que le moteur est suspendu

Les vannes avec deux arbres à cames en tête ont. Un arbre à cames est utilisé pour les soupapes d'admission et d'échappement.

Le mouvement de la came de l'arbre à cames à la vanne s'effectue sur le moteur N47 ainsi que sur tous les moteurs diesel BMW actuels au moyen de culbuteurs à rouleaux.

Afin de maintenir le jeu correct entre la came de l'arbre à cames et le soi-disant galet (suiveurs de came), le moteur N47 dispose d'une compensation du jeu des soupapes hydrauliques (HVA).

Le graphique suivant montre les composants du train de soupapes sur le moteur N47.

Composants-du-train-de-soupapes-N47-engine.png

Le fond de la plaque de ressort de soupape (8) et le joint de tige de soupape (4) forment un composant commun.

Chronogramme

Diagramme-de-temps-moteur-N47.png

Soupape d'admission

Le diamètre de la vanne d'entrée a été augmenté par rapport au M47TU2. Aux mêmes temps de contrôle, la section transversale d'ouverture plus grande améliore les propriétés d'entrée, ce qui facilite l'échange de charge.

Soupape de sortie

À la vanne de sortie, le diamètre a été réduit par rapport à son prédécesseur. Néanmoins, une plus grande levée de soupape améliore les propriétés d'écoulement lors de l'éjection. Le temps d'ouverture a été réduit au minimum.

Carter

Général

Le carter moteur, également appelé bloc moteur, comprend les cylindres, la chemise de refroidissement et le carter moteur.

Le carter du moteur N47 représente un nouveau développement complet.

Les particularités du carter du moteur N47 sont:

Carter en aluminium
Enregistrement des arbres d'équilibrage dans le carter
Enregistrement de l'entraînement par chaîne du côté émetteur

Structure

Pour une meilleure description de la conception d'un carter, celle-ci est divisée en différentes zones. Les conceptions peuvent être structurées après l'exécution de:

Plaque de recouvrement
Zone de bloc de palier principal
Cylindre.

Carter-moteur-N47.png

Plaque de recouvrement

La conception de la plaque de recouvrement influence à la fois le choix du procédé de moulage et la rigidité du carter moteur. Il y a une distinction entre les conceptions à plate-forme ouverte et à plate-forme fermée.

Le moteur N47 est équipé d'un carter à carter fermé.

Dans la conception du pont fermé, la plaque de protection du carter est largement fermée dans la zone entourant les cylindres.

Les ouvertures sont des trous traversants et des canaux pour l'huile sous pression, le retour d'huile, le liquide de refroidissement, le reniflard de carter et le raccord de culasse.

Les ouvertures pour le liquide de refroidissement connectent l'espace d'eau comprenant le cylindre avec la chemise d'eau dans la culasse.

Bien que ce type présente des inconvénients en ce qui concerne le refroidissement des cylindres dans la gamme TDC, ses avantages par rapport à la conception à pont ouvert tels qu'une rigidité supérieure de la plaque de recouvrement et donc une déformation inférieure de la plaque de recouvrement, une moindre déformation du cylindre et une meilleure acoustique.

Zone de bloc de palier principal

L'exécution de la zone du palier principal revêt donc une importance particulière puisque les forces absorbées agissent sur les paliers du vilebrequin.

Les différentes versions sont structurées en fonction du plan de séparation entre le carter et le carter d'huile et de la construction des chapeaux de paliers principaux.
Sur le moteur N47, la ligne de séparation se situe en dessous du centre du vilebrequin, les parois latérales du carter moteur sont abaissées. Des chapeaux de roulements principaux simples sont utilisés.

Cette conception offre une grande rigidité à un faible coût.

Bloc de palier

Le palier est la moitié supérieure du palier de vilebrequin dans le carter moteur. Les chaises de rangement sont toujours intégrées dans le moulage du carter.

Le moteur N47 dispose de fenêtres de ventilation dans les paliers au-dessus du vilebrequin.
Avec le moteur en marche, le gaz dans le carter est constamment maintenu en mouvement. Les mouvements des pistons agissent comme des pompes sur le gaz. Les fenêtres de ventilation réduisent ces pertes, car l’égalisation de la pression dans le carter est facilitée.

Chapeaux de paliers principaux

Les chapeaux de palier principal forment l'extrémité inférieure des sièges de palier et sont fixés avec ceux-ci et vissés. Lors de la fabrication du carter moteur, le palier et le couvercle du palier principal sont usinés ensemble. Par conséquent, la fixation de la position l'un à l'autre est absolument nécessaire. Cela se fait généralement via des douilles de goujon ou dégagées latéralement dans les zones des chaises de stockage. Si le carter moteur et le couvercle du palier principal sont fabriqués dans le même matériau, le couvercle peut également être fissuré.

Le moteur N47 utilise une approche relativement nouvelle pour le positionnement exact. Il s'agit d'un gaufrage dans la surface de contact entre le palier et le palier principal. Cette technologie a été utilisée pour la première fois sur le moteur M67TU.

Cette fixation garantit que, dans l'alésage du palier principal, la surface de transition absolument lisse entre le palier et le palier principal demeure, même après le remontage.

La connexion estampée a le capuchon de palier principal avec un profil. Lorsque les vis du palier principal sont Erstausug, ce profil impressionne dans la surface du logement du palier côté boîtier et permet une connexion positive dans la direction transversale et longitudinale du moteur.

Moteur-a-capuchon-en-relief-N47.png

Afin de garantir un engagement positif dans la direction longitudinale du moteur, le profil doit être plus court que la surface de contact côté boîtier. Le profil n'est donc pas terminé, mais a un arrêt. Afin de ne pas rendre le fauteuil plus large que nécessaire, le chapeau de palier est quelque peu étranglé dans la zone du profil.

Contrairement au M67TU, seuls deux éléments de profil au lieu de six sont utilisés par surface de contact.
Le capuchon du palier principal est constitué d'un matériau de fritté très résistant.

Coquille de renfort:

Un renforcement supplémentaire du carter et du palier de vilebrequin est assuré par une coque de rigidification vissée par le bas au carter.

Carter-avec-moteur-raidisseur-N47.png

La fonction est analogue à celle du moteur M67TU, sauf que les supports de raidissement ne sont pas simples, mais une coque de renforcement commune s'étend sur les trois paliers du vilebrequin central.
 
Cette coque de rigidification rigidifie le carter lui-même et crée également une liaison avec les chapeaux de paliers principaux. Pour cela, la coque de raidissement est vissée sur le carter moteur et les chapeaux de palier principaux.

Visser-la-coque-de-raidissement-sur-le-couvercle-du-palier-principal.png

Pour exercer une pression définie sur le capuchon du palier principal, une douille d’écartement est vissée dans la coque de raidissement. Après avoir vissé la coquille de renfort avec le carter moteur, la douille entretoise est serrée avec un couple défini contre le chapeau de palier principal. Par la suite, la coque de raidissement est vissée sur le capuchon du palier principal. De cette manière, on obtient un système global extrêmement rigide.

Avant d'installer les entretoises dans la coque de raidissement, il faut impérativement les visser complètement, sans quoi elles pourraient être endommagées. Il est essentiel de suivre la procédure du manuel de réparation. 1

La coque de raidissement remplit simultanément la fonction de rabot à huile. De plus, il est boulonné à la pompe à huile / à vide et occupe le canal du pétrole brut et propre.

Cylindre

Dans le cadre de la chambre de combustion, le cylindre est exposé à des charges thermiques et à des pressions élevées. Avec sa surface finement usinée, l'alésage du cylindre assure de bonnes fonctions de glissement et d'étanchéité en interaction avec les segments de piston. De plus, le cylindre transfère la chaleur au carter ou directement au liquide de refroidissement.

Comme le matériau en aluminium du carter ne répond pas aux exigences, le moteur N47 est équipé de chemises de cylindre.

Ceux-ci sont en fonte et sont thermiquement joints. Le thermocollé signifie que les chemises de cylindre froides sont poussées dans le carter moteur chauffé. Lors du refroidissement, le carter moteur se contracte, ce qui assure un ajustement serré des chemises de cylindre.

Le moteur N47 utilise des buissons dits secs. C'est-à-dire que la chemise de cylindre n'a pas de contact direct avec la chemise d'eau. La chemise d'eau est complètement fermée par la coulée de carter.

Matière

Le moteur N47 est doté d'un carter en alliage d'aluminium, tandis que le moteur M47 a été conçu pour durer avec un carter en fonte. Des carters en aluminium ont été introduits sur les moteurs M67TU et M57TU2.
 
Le carter est l'un des composants les plus lourds du véhicule. Et il se trouve à la position critique pour la dynamique de conduite au-dessus de l'essieu avant. Il est donc logique d'exploiter pleinement le potentiel de perte de poids.

La densité des alliages d'aluminium est d'environ un tiers par rapport à la fonte grise. Cependant, cela ne peut pas être converti en 1: 1 en un avantage de poids, car la plus faible résistance de ce carter doit être renforcée. Néanmoins, un avantage de poids considérable est utilisé. Ainsi, le carter du moteur N47 est 38% plus léger que celui du M47TU2 et avec une puissance moteur accrue.

Developpement-du-poids-du-carter-et-de-la-puissance-du-moteur.png

matiere.png

Les autres propriétés des alliages d'aluminium sont:

• Bonne conductivité thermique
• Bonne résistance chimique
• Propriétés de résistance favorables
• Bonne usinabilité.

L'aluminium pur ne convient pas comme matériau de moulage pour les carters car les propriétés de résistance sont insuffisantes. C'est pourquoi le carter moteur N47 utilise l'alliage AlSi8Cu3 traité thermiquement, ce qui a déjà fait ses preuves dans les moteurs BMW.

Culasse avec couvercle

Général

La culasse assemblée, comme aucun autre ensemble de moteur, détermine les caractéristiques de performance telles que la puissance, le couple et la performance des émissions d'échappement, l'économie de carburant et l'acoustique. Dans la culasse, presque toute la commande du moteur est mise en œuvre.

La culasse du moteur N47 correspond largement aux normes des moteurs diesel actuels. Une particularité réside toutefois dans le fait que la culasse est constituée de deux grandes pièces coulées. Les arbres à cames sont captés par un porte-arbre à cames séparé.

Les caractéristiques techniques suivantes caractérisent la culasse du moteur N47:

Matériau: AlSI7MgCu0,5
Culasse en deux parties avec porte-arbre à cames
Refroidissement à flux transversal
Canal EGR intégré
Quatre soupapes par cylindre
Arrangement de soupape parallèle (parallèle à l'axe du cylindre)
Tangential et canal de spin.

Structure

La forme de la culasse est très déterminée par les composants qu’elle reçoit. Les facteurs suivants influencent essentiellement la forme de la culasse:

Emplacement et nombre de vannes
Position et nombre d'arbres à cames
Emplacement des bougies de préchauffage
Emplacement des injecteurs et procédures d'injection

• Forme des canaux d'échange de gaz.

Une exigence pour la culasse est un design compact.

On distingue essentiellement les culasses selon les critères suivants:

Nombre de composants
Nombre de vannes
Concept de refroidissement.

Culasse en deux parties

Une culasse est désignée par deux pièces si elle est constituée de deux grandes pièces coulées. Les vis, les chapeaux de roulement et les petits accessoires ne comptent pas ici.

Dans le cas de la culasse N47, il y a la coulée principale, presque la culasse réelle et un support pour l'arbre à cames.

Moteur-a-culasse-N47.png

Les deux arbres à cames sont stockés dans ce porte-cames. Cette structure simplifie le processus de fabrication.

Le support d'arbre à cames est constitué de l'alliage aluminium-silicium AlSi9Cu3 (Fe).

Nombre de vannes

Le moteur N47 dispose de quatre soupapes par cylindre. Depuis le moteur M47, les moteurs diesel BMW sont exclusivement équipés de ce concept de vanne, car cela permet un meilleur échange de charge et un plus grand taux de remplissage des chambres de combustion que celui des moteurs à deux soupapes.

La raison en est une plus grande surface totale de la vanne par rapport à deux vannes et donc une meilleure section d'écoulement. La culasse à quatre soupapes permet également la disposition centrale de l'injecteur. Cette combinaison est nécessaire pour garantir des performances spécifiques élevées avec de faibles émissions d'échappement.

Canaux d'échange de gaz

Grâce au concept à quatre soupapes, le moteur dispose de deux orifices d’échappement simples et deux dans la culasse.

Conduits-d-echange-de-gaz-dans-la-culasse-du-moteur-N47.png

Dans les canaux d'entrée, on distingue les canaux tourbillonnaires et tangentiels, qui assurent une formation optimale du mélange et un remplissage du cylindre. Les conduits tourbillonnants et tangentiels se séparent déjà dans le système d'admission et sont guidés séparément dans la culasse.

Les orifices d'échappement sont déjà confondus par cylindre dans la culasse, de sorte qu'un seul orifice d'échappement s'ouvre dans le collecteur d'échappement.

Concept de refroidissement

Fondamentalement, le sujet du refroidissement est décrit séparément. Cependant, on distingue la culasse sur le type de refroidissement, car il existe différents concepts constructifs.
 
Refroidissement à flux transversal
Refroidissement écoulement longitudinal
Combinaison des deux.

Le moteur N47 est, comme tous les moteurs diesel BMW actuels, une culasse avec refroidissement transversal.

Avec le refroidissement transversal, le liquide de refroidissement s'écoule du côté de la sortie chaude vers le côté entrée froide. Cela présente l'avantage qu'une distribution de chaleur uniforme prévaut dans toute la culasse. Cela évite également des pertes de charge supplémentaires dans le circuit de refroidissement.

Toit de la chambre de combustion

La culasse forme le sommet du cylindre, le toit de la chambre de combustion. Avec la géométrie du piston, il détermine la forme de la chambre de combustion. La chambre de combustion est le volume du piston, se limite à la culasse et aux parois du cylindre. La forme de la chambre de combustion est d'une importance cruciale pour la formation du mélange.

Moteur-a-chambre-de-combustion-N47.png

Le moteur N47 forme un toit plat de chambre de combustion. Contrairement aux moteurs diesel actuels de BMW, les soupapes d'admission et d'échappement sont parallèles.

Couvre-culasse

Le couvre-culasse est souvent appelé couvercle de culasse ou couvercle de soupape. Il forme l'extrémité supérieure du carter du moteur.

Le couvre-culasse du moteur N47 remplit les tâches suivantes:

Scellez la culasse vers le haut
Amortissement acoustique
Reprise du soufflage par décharge gazeuse du carter moteur, du système de séparation d'huile et de la soupape de contrôle de la pression de ventilation du carter
Rails d'enregistrement du système de carburant
Enregistrement du capteur d'arbre à cames
Ramassez le goulot de remplissage d'huile
Inclusion de traversées de câbles.

Pour obtenir un bon amortissement acoustique, le couvre-culasse est partiellement découplé de la culasse. Ceci est réalisé par des joints en élastomère.

Le couvre-culasse du moteur N47 est en plastique.

L'utilisation de plastique comme matériau dans la fabrication des couvre-culasses permet de réduire le poids par rapport à l'aluminium. De plus, ce matériau a d'excellentes propriétés dans l'isolation phonique et peut produire des géométries très complexes.

Joint de culasse

Le joint de culasse (ZKD) est un composant très important dans chaque moteur à combustion. Il est exposé à d'énormes charges thermiques et mécaniques.
Le ZKD doit pouvoir sceller quatre zones l'une contre l'autre. Ce sont:

Chambre de combustion
Atmosphère
Des passages d'huile du moteur
Des passages d'eau de refroidissement.

Les joints de culasse se distinguent généralement par des joints souples et des joints métalliques.

Le moteur N47 utilise un joint métallique à trois couches.

Moteur-de-joint-de-culasse-N47.png

Les joints métalliques sont utilisés dans les moteurs fortement sollicités. Ces joints sont aujourd'hui constitués d'inserts en acier multicouche. La principale caractéristique d'un joint métallique est que le joint est essentiellement déterminé par les couches de talon et de butée intégrées dans les inserts en acier à ressort. Les propriétés de déformation de la ZKD métallique permettent une adaptation optimale aux composants dans la zone de la culasse et, par ailleurs, un haut degré de retour élastique pour compenser la déformation des composants. De tels retours élastique sont dus à des charges thermiques et mécaniques.

Les quatre couches d'acier à ressort (couches fonctionnelles) de la ZKD sont constituées d'une bande élastique. Sur la couche intermédiaire (distance), les verres d'arrêt sont soudés. Toutes les couches sont en acier inoxydable. Des revêtements partiels supplémentaires optimisent la fonction du ZKD.

Le joint de culasse peut être commandé en trois épaisseurs différentes en fonction de la saillie du piston. L'épaisseur est indiquée dans le joint de culasse par des trous, avec un trou le plus fin et trois trous le plus fort.

Carter d'huile

Général

Le carter d'huile représente l'extrémité inférieure du carter du moteur Dans le cas du moteur N47, la bride du carter d'huile est située au-dessous du milieu du vilebrequin, comme avec tous les moteurs BMW.

Le carter d'huile du moteur N47 remplit les tâches suivantes:

Conteneur pour contenir l'huile moteur
Puisard pour le retour de l'huile moteur
Extrémité inférieure du carter
Raidissement du moteur et de la transmission
Inclusion du capteur de niveau d'huile thermique
Enregistrement du tube guide de la jauge
Prendre un bouchon de vidange
Amortissement acoustique.

Les bacs à huile sont fabriqués en aluminium moulé sous pression ou en tôle d'acier à double paroi.

Le carter d'huile est en aluminium moulé sous pression.

Le rabot à huile n'est pas intégré au moteur N47 dans le carter d'huile, mais intégré dans la coque de renforcement du carter moteur. En utilisant un rabot à huile, l'huile est éliminée plus rapidement du vilebrequin. Les déflecteurs d'huile empêchent en outre un moussage excessif de l'huile de pulvérisation.

general.png

Le joint utilisé est un joint de support en tôle avec une trace d'élastomère. Le matériau de support en tôle est l'aluminium. Les joints en liège qui ont été utilisés dans le passé ont un comportement de réglage qui pourrait entraîner un desserrement du raccord à vis.

Pour assurer le fonctionnement du joint, l'huile ne doit pas pénétrer sur le revêtement en caoutchouc lors du montage. Dans certaines circonstances, le joint peut glisser de la surface d'étanchéité. Par conséquent, les surfaces des brides doivent être nettoyées immédiatement avant l'assemblage. De plus, il faut s'assurer que l'huile a coulé du moteur de sorte que ni la surface de la bride ni le joint ne soient mouillés avec de l'huile pendant l'assemblage. 1

Ventilation du boîtier

Général

Lorsque le moteur tourne, les gaz (gaz soufflés) passent du cylindre dans le carter.

Les gaz soufflés contiennent du carburant non brûlé et tous les composants des gaz d'échappement. Dans le carter moteur, ils se mélangent à l’huile moteur. a. existe sous forme de brouillard d'huile.

La quantité de soufflage par gaz dépend de la charge. Il en résulte une surpression dans la chambre de vilebrequin, qui dépend également de la vitesse du mouvement du piston. Cette surpression est présente dans toutes les cavités raccordées au carter (retour d'huile, arbre de chaîne, etc.) et entraînerait des fuites d'huile aux points d'étanchéité.

La ventilation du boîtier empêche cela. Il conduit en grande partie les gaz d'échappement sans huile moteur dans le tuyau d'air propre situé devant le turbocompresseur et l'huile moteur tombe par un tuyau de retour d'huile dans le carter d'huile. De plus, la ventilation du boîtier garantit qu'aucune pression ne s'accumule dans le boîtier.

Le moteur N47 est équipé d’un système de ventilation sous vide et dispose de trois séparateurs à cyclone pour séparer l’huile moteur du gaz de soufflage.

Ventilation du logement sous vide

Le reniflard sous vide a été introduit sur les moteurs diesel BMW avec le moteur M51TU et a été standard depuis.

Dans le cas de la ventilation du boîtier à vide, une vanne de régulation de pression garantit que la pression négative dans le carter est limitée dans une certaine mesure. Une pression trop élevée du carter de vilebrequin pourrait provoquer une défaillance des joints d'étanchéité du vilebrequin. L'air frais serait aspiré dans le carter et conduirait à une boue d'huile. La séparation de l'huile ne pouvait pas séparer la totalité de l'huile dans la grande quantité de soufflage par les gaz. Cela se traduirait par de la fumée bleue dans les gaz d'échappement.

Pour la ventilation du moteur N47, la chambre de vilebrequin est reliée au tuyau d'air propre après le filtre à air via les composants suivants.

Canal d'évent
Espace mort
Coup par canal
Séparateur Cyclone
Vanne de régulation de pression

Reniflard-de-carter-a-vide-regule-N47-Engine.png

Dans le tube d'air propre prévaut en raison de la puissance d'aspiration du turbocompresseur à gaz d'échappement, une pression négative.

En raison de la différence de pression au carter, le soufflage est aspiré dans la culasse.

Dans la culasse, le soufflage de gaz entre d'abord dans la salle de repos. La salle d'apaisement permet de s'assurer qu'aucune huile de pulvérisation, z. B. de l'arbre à cames, pénètre dans la ventilation du carter. À cette fin, un déflecteur d'huile est fixé sur le dessous du couvre-culasse dans le moteur N47. Une première pré-séparation a ensuite lieu dans la salle de repos. L'huile qui s'y dépose sur les parois retourne dans la culasse.

Le soufflage de gaz s'écoule de la salle de repos vers les séparateurs à cyclone, où il est séparé de l'huile moteur. L'huile moteur séparée retourne dans le carter. Dans le cyclone, les vibrations du séparateur sont également réduites. Cela évite l'excitation de la membrane dans la vanne de régulation de pression. Le gaz évacué nettoyé traverse la vanne de régulation de pression dans la conduite d'air propre située devant le turbocompresseur à gaz d'échappement.

Separation-d-huile-dans-le-capot-de-culasse-du-moteur-N47.png

Vanne de régulation de pression

La vanne de régulation de pression a pour tâche d'assurer la pression négative constante la plus basse possible dans le carter.

Le schéma suivant montre la vanne de régulation de pression dans trois modes de fonctionnement différents.

La force de rappel du ressort de compression (3) est en fonctionnement normal en équilibre avec la pression exercée par la membrane de roulement à vide du boîtier (2).

L'arrière du diaphragme est relié à la pression atmosphérique par un alésage dans le boîtier (4). Au fur et à mesure que la pression du carter augmente, la zone d'ouverture de la vanne de régulation de pression augmente. En raison de la pression négative dans le tube à air propre, les gaz de combustion sont aspirés jusqu'à ce que la pression dans le carter moteur chute au point où la membrane ferme la section d'ouverture.

Avec filtre à air bouché ou z. B. La neige dans le tuba d'admission ferme la forte pression négative, la valve de contrôle de pression. Cela évite que de l'huile soit aspirée dans le collecteur d'admission.

Processus-de-controle-de-la-soupape-de-controle-de-pression.png

Procédé de commande

Lorsque le moteur est arrêté, le régulateur de pression est ouvert (état A). De part et d'autre de la membrane se trouve la pression ambiante, d. h. la membrane est complètement ouverte grâce à la force du ressort.

Lorsque le moteur est démarré, la pression négative dans la tubulure d'admission augmente et la vanne de régulation de pression se ferme (condition B). Cette condition se règle toujours en mode veille ou en mode dépassement, car il ne se produit pas de coup par gaz. À l'intérieur du diaphragme roulant, il y a donc une forte pression négative relative (à la pression ambiante). Ceci ferme la pression ambiante, qui repose contre l'extérieur de la membrane, la soupape contre la force du ressort.

Par charge et vitesse, le soufflage de gaz est produit. Le soufflage de gaz (8) réduit la pression négative relative agissant sur le diaphragme roulant. Cela permet au ressort d'ouvrir la vanne et d'aspirer le souffle par le gaz. La vanne est ouverte jusqu'à ce qu'un équilibre entre la pression ambiante et la pression négative plus la force du ressort soit établi (état C).

Plus les gaz sont soufflés, plus la pression négative relative à l'intérieur de la membrane est faible et plus la vanne de régulation de pression s'ouvre. Cela maintient une pression négative définie (environ 38 mbar) dans le boîtier.

procede-de-commande.png

Couverture de l'effondrement

Pour la première fois, une protection dite «effondrement» est utilisée dans le moteur N47.

Un effondrement se produit lorsque des gaz soufflés provoquent une pression tellement élevée dans la culasse que l'huile est forcée dans le canal d'admission. Cela brûle de manière incontrôlable. Cela augmente la vitesse de sorte que le coup par les gaz et la pression dans la culasse - un cycle imparable commence. Cela ne se termine qu'avec un motortotalschaden.

L'accumulation de pression se produirait principalement par le séparateur à cyclone, car cela représente le goulot d'étranglement du système.

Pour cette raison, le moteur N47 possède une soupape de trop-plein dans la chambre de décantation, ce qui crée une dérivation vers les séparateurs cycloniques. Il s'ouvre à une surpression définie et permet le soufflage des gaz directement sur la vanne de régulation de pression. Bien qu'aucune séparation fine n'ait lieu de cette manière, les dommages au moteur sont évités.

Ce système intervient exclusivement dans cette situation d'urgence, il reste sans signification en fonctionnement normal.
De plus, une fonction de survitesse du DDE empêche la survitesse du moteur en fermant partiellement le papillon des gaz de manière contrôlée.

Séparation de l'huile

Afin de libérer le soufflage des gaz provenant de l'huile moteur, il existe différents séparateurs. Ce sont z. B.

cyclone
labyrinthe
Garnwickelabscheider.

Le moteur N47 dispose de trois séparateurs à cyclone disposés en parallèle. Les deux premiers sont servis ensemble, tandis que le troisième est desservi par un autre coup de gaz.

Fonction-d-un-separateur-a-cyclone.jpeg

Dans le séparateur à cyclone, le soufflage par gaz est dirigé dans un corps cylindrique de sorte qu'il y tourne. La force centrifuge force l'huile plus lourde dans le gaz vers l'extérieur contre la paroi du cylindre. De là, il peut s'écouler dans le puisard via un tuyau de retour d'huile. Un séparateur à cyclone a un très bon effet de séparation.

Vilebrequin avec roulements

Général

Sur le vilebrequin, les mouvements en ligne droite (oscillants) des pistons sont convertis en un mouvement rotatif (en rotation). La puissance est introduite par les bielles dans le vilebrequin et convertie en couple. Le vilebrequin repose sur les paliers principaux.

De plus, le vilebrequin du moteur N47 effectue toujours les tâches suivantes:
 
Conduite des ancillaires via la transmission par courroie

Entraînement de la soupape
Entraînement de la pompe à huile / à vide
Entraînement de la pompe haute pression
Entraînement des arbres d'équilibrage.

Aperçu tabulaire

Apercu-tabulaire.png

Structure

Le vilebrequin est constitué d'un seul composant, mais est divisé en plusieurs zones différentes. Les principaux journaux reprennent le stockage dans le carter.

A propos des traverses, la bielle ou les manetons sont reliés au vilebrequin. Cette gamme de manetons à manivelle est également appelée manivelle.

Le moteur N47 a des paliers de vilebrequin à côté de chaque maneton - une bielle est montée sur chaque maneton. C'est-à-dire que le vilebrequin du moteur en ligne à quatre cylindres comporte cinq principaux journaux. Les roulements principaux sont numérotés d'avant en arrière.

Moteur-a-vilebrequin-N47.png

La distance de l'axe de bielle de l'axe du vilebrequin donne la course de 90 mm du moteur N47. L'angle que doit avoir le tourillon de liaison détermine la distance de tir des différents cylindres. Après deux tours complets de vilebrequin ou 720, le tir a eu lieu une fois dans chaque cylindre.

Cet angle, qui est appelé intervalle de tir ou de l'angle de décalage est calculée en fonction du nombre de cylindres, de type (V ou d'un moteur de la série) et l'ordre d'allumage. L'objectif est de produire un moteur aussi lisse et lisse que possible. Autrement dit, pour un moteur à 4 cylindres, 720 est divisé par le nombre de 4 cylindres. Cela se traduit par un intervalle Hubzapfenversatz ou de tir de 180.

Il y a des trous dans le vilebrequin. Celles-ci alimentent en huile les roulements de la bielle. Ils mènent des tourillons principaux aux tourillons des bielles et sont reliés par les paliers au circuit d'huile moteur.

Les contrepoids créent une symétrie de masse autour de l'axe du vilebrequin et permettent ainsi un bon fonctionnement du moteur. Ils sont conçus de manière à compenser, en plus des forces d'inertie de rotation (tournant) a également une partie des forces de masse oscillante (vibration).

Le vilebrequin du moteur N47 est équipé de cinq contrepoids. Un nombre impair de contrepoids est inhabituel et est dû au fait que la roue d'entraînement pour les arbres d'équilibrage est situé à la flasque de manivelle de contrepoids final. Ce contrepoids est donc plus petit que l’autre, et pour un bras de manivelle déjà monté, un autre contrepoids plus petit.

Production et propriétés

Les vilebrequins sont soit coulés, soit forgés. Les moteurs à couple élevé sont équipés de vilebrequins forgés.

Le moteur N47 est un vilebrequin forgé en 37Cr4 BY. BY signifie un refroidissement contrôlé de la chaleur de forge dans l'air et assure une structure uniforme. Les spécifications du matériau correspondent à celles du moteur M47.

Le traitement de surface du vilebrequin est le même que pour le moteur M47. Pour atteindre la dureté requise, un traitement thermique appelé nitrocarburation est utilisé. Il en résulte une couche de surface particulièrement dure d'environ 1/100 mm. Après avoir rectifié le vilebrequin (étapes d'usinage 1 et 2), la nitrocarburation doit être à nouveau effectuée.

Avantages des vilebrequins forgés sur le moulage:

Les vilebrequins forgés sont plus rigides et présentent de meilleures caractéristiques de vibration

En combinaison avec un carter en aluminium, le groupe motopropulseur doit être aussi rigide que possible, car le carter moteur lui-même présente une rigidité inférieure
Les vilebrequins forgés ont un comportement d'usure plus favorable dans le journal.

En résumé, la résistance d'un vilebrequin forgé est nettement supérieure à celle du moulage. La charge dans le moteur N47 ne serait pas reproductible avec un vilebrequin coulé.

Stockage

Comme mentionné précédemment, un vilebrequin est supporté sur le moteur N47 de part et d'autre d'un tourillon de bielle. Ces paliers principaux soutiennent le vilebrequin contre le carter. Le côté chargé est dans le chapeau de palier. C'est là que la force créée par la pression de combustion est absorbée.

La fonction moteur fiable exige une conception résistante à l'usure des paliers principaux. Par conséquent, des coques de roulement sont utilisées, la surface de glissement est dotée d'un matériau de roulement spécial. La surface de glissement est à l'intérieur, d. h. Les coussinets ne tournent pas avec l'arbre, mais sont fixés dans le carter.

La résistance à l'usure est donnée lorsque les surfaces de glissement sont séparées par un film d'huile. Il faut donc assurer un approvisionnement en pétrole suffisant. Cela se produit du côté non chargé, donc de la chaise de camp. Un trou d'huile alimente les roulements avec de l'huile moteur pour la lubrification.

Les roulements ont deux trous d'huile. En effet, le trou d’huile dans le palier principal est alternativement du côté gauche ou du côté droit, mais le coussinet doit être une partie commune.

Une rainure circonférentielle dans la coque supérieure améliore la répartition de l'huile. Cependant, cette rainure réduit la surface de glissement et augmente ainsi la pression agissant. À strictement parler, le roulement est divisé en deux avec une flottabilité moindre. Par conséquent, les gorges d'huile se trouvent uniquement dans la zone non chargée. L'huile moteur refroidit également le roulement.

Les trois paliers matériaux

Les paliers principaux du vilebrequin fortement sollicités sont conçus en tant que roulements à trois parties. La coque de support en acier, le bronze sans plomb et la couche métallique en alliage d’étain-cuivre constituent la base des paliers principaux résistants à l’usure et à la charge.

Moteur-N47-a-trois-couches.png

Une manipulation soignée des coussinets est de la plus haute importance, car la très fine couche de métal porteur peut être très facilement endommagée. 1

Poussée

Le vilebrequin ne possède qu'un seul palier de butée, souvent appelé guide ou palier de butée. Le roulement maintient le vilebrequin dans la direction axiale et doit absorber les forces dans la direction longitudinale. Celles-ci sont généralement causées par:

- un engrenage hélicoïdal pour l'entraînement de l'arbre d'équilibrage
- l'opération d'embrayage
- Les forces axiales qui se produisent dans le cas d'une transmission automatique dans le convertisseur.

Le moteur N47 utilise un palier de butée intégré.

Moteur-a-vilebrequin-N47-2.png

Les roulements construits sont composés de plusieurs pièces individuelles. Cette technologie utilise une rondelle de poussée des deux côtés. Il permet une connexion lâche et indéformable au palier du vilebrequin et une installation facile. Les rondelles de butée sont mobiles, sont donc uniformes et l'usure est réduite. Le moteur N47 utilise deux moitiés de palier intégrées pour guider le vilebrequin. Cela donne au vilebrequin un roulement axial à 360 et donc une très bonne stabilité contre le déplacement axial.

Il est important que le mouillage avec de l'huile moteur soit assuré. Même en cas de défaillance de la butée, la surchauffe en est généralement la cause.

Un palier de butée usé provoque un développement du bruit, en particulier dans la zone de l'amortisseur de vibrations. Un autre symptôme peut être la défaillance du capteur de vilebrequin, qui se manifeste par des changements importants dans les véhicules automatiques. 1

La butée est située sur le moteur N47 à l’emplacement du troisième palier principal, c’est-à-dire au milieu du vilebrequin. Cela présente l'avantage que la dilatation thermique peut être uniforme. L'acier du vilebrequin et l'aluminium du carter ont des coefficients de dilatation thermique différents, d. h. à des différences de température, la dilatation thermique est différente.

Si le palier axial était maintenant situé à une extrémité du vilebrequin, la différence de dilatation par rapport au carter de vilebrequin sur toute la longueur du vilebrequin serait très grande. Cependant, la butée étant située au milieu, la dilatation thermique est répartie symétriquement dans les deux sens. Ainsi, la différence de dilatation aux deux extrémités du vilebrequin est deux fois moins importante.

Bielle avec roulement

Général

Les bielles assurent la liaison entre le piston et le vilebrequin dans le mécanisme à manivelle. À leur sujet, le mouvement linéaire du piston est converti en un mouvement de rotation sur le vilebrequin. De plus, ils transfèrent les forces résultant de la pression de combustion des pistons au vilebrequin.

En tant que composant soumis à de très fortes accélérations, le poids des bielles affecte directement la dynamique du moteur. Par conséquent, compte tenu de la réponse du moteur, l’optimisation du poids des bielles attachent une grande importance.

Certaines des caractéristiques des bielles N47 sont:

Tige de liaison côté tige, conçue comme un palier de pulvérisation.
Bielle fissurée en acier forgé C70
Trapézoïdale reliant

Structure

La bielle a deux yeux de bielle. A propos du petit œil de bielle, la connexion au piston est réalisée au moyen de l'axe de piston. En raison de la déviation latérale de la bielle lors d'une révolution de vilebrequin, elle doit être montée rotative sur le piston. Ceci est fait en utilisant un palier lisse. Pour ce faire, un coussinet est enfoncé dans le petit œillet de la bielle.

Moteur-a-bielle-N47.png

Sur le trou d'huile à l'extrémité de la bielle (côté piston), qui alimente le roulement en huile de pulvérisation, est maintenant omis. Sur le côté du vilebrequin se trouve le grand œil de bielle divisé. Le grand œillet de bielle doit être séparé de sorte que la bielle puisse être stockée sur le vilebrequin. Grâce à des paliers lisses, la fonction est assurée. Le palier lisse est composé de deux coussinets. Un trou d'huile dans le vilebrequin alimente le roulement en huile moteur.

Trapézoïdale reliant

Dans la bielle trapézoïdale, le petit œillet de bielle présente une section transversale de forme trapézoïdale. C'est-à-dire que la bielle se rétrécit au petit œil de bielle depuis l'approche de l'arbre de bielle jusqu'au bout. Cela permet une réduction supplémentaire du poids, car sur le côté «déchargé», le matériau latéral est enregistré, tandis que du côté chargé, la largeur de roulement complète est maintenue, voire augmentée. De plus, il permet une plus petite distance entre les œillets du piston, ce qui signifie une déviation plus faible de l'axe du piston. Strictement parlant, la surface de transmission de la force se trouve en retrait, comme le montre le graphique ci-dessous.

trapezoidale-reliant.png

Un autre avantage est qu'il est possible de se passer du trou d'huile dans le petit œillet de la bielle, car une entrée d'huile a lieu en raison du flanc incliné du palier lisse. En se dispensant de ce puits d’huile, leur influence négative sur la résistance de ce côté porteur disparaît. Cela permet à nouveau de rendre la bielle encore plus étroite à cet endroit. Cela permet d'économiser du poids et de l'espace dans le piston.

Production et propriétés

La pièce brute de la bielle peut être fabriquée de différentes manières. Les choix sont les suivants:

verser
frittage
Matriçage.

Les bielles du moteur N47 sont fabriquées par matriçage puis fissurées.

Forgeage

La matière première pour la production de matières premières est l’acier à bar, qui est à environ 1250 toC

1300 C est chauffé. En roulant une pré-répartition des masses est effectuée sur la bielle. Dans le formage principal pendant le forgeage, le matériau en excès se déverse dans une bavure, qui est éliminée dans l'étape suivante. Dans le même temps, le grand oeil sera frappé. En fonction de l'alliage d'acier, les propriétés sont encore améliorées par la trempe après forgeage.

Fissuration

Dans une bielle fissurée, le grand œillet de bielle est séparé par rupture. A cette fin, une encoche est introduite par laser au point de rupture prédéterminé. Par la suite, l'oeil de bielle est tendu sur un mandrin de rupture en deux parties et séparé en entraînant un coin.

Cela nécessite un matériau qui se brise sans se déformer trop (déformation <30 µm). En soufflant avec de l'air comprimé, il n'y a plus de résidus sur la surface de séparation.

Lors de la fissuration (rupture) du capuchon de la bielle, la bielle en acier crée une surface de fracture fine. Cette structure de surface centre le capuchon de palier de bielle lors du montage sur la bielle.

La fissuration offre l'avantage qu'aucun traitement supplémentaire de la surface de séparation n'est plus nécessaire. Les deux moitiés s'emboîtent parfaitement. Le positionnement à l'aide d'un manchon ou d'une vis n'est pas nécessaire.

Si un chapeau de palier de bielle est inversé ou monté sur une autre bielle, la structure de rupture des deux parties est détruite et le couvercle n'est pas centré. Dans ce cas, l'ensemble des bielles doit être remplacé par de nouvelles pièces complètes. 1

Vis

Sur la connexion à vis de la bielle est particulièrement discuté ici, puisque la vis est exposée à une charge très élevée.

Pleuelverschraubungen sujet en raison de la vitesse du moteur d'un stress de gonflement très rapide. Les bielles et leurs vis faisant partie des composants du moteur en mouvement, la masse doit être la plus faible possible. De plus, l’espace nécessitait une vis compacte.

Cela se traduit par une charge très élevée de Pleuelverschraubung, qui nécessite une manipulation particulièrement prudente.

Pour des informations détaillées sur le boulonnage des bielles, telles que les instructions de serrage, etc., voir le TIS. 1

Lors de l'installation d'un nouveau jeu de bielles:

Lors de l'installation de la bielle, les boulons de la bielle ne doivent être resserrés qu'une fois pour les essais de dégagement, puis pour l'assemblage final. Les boulons de bielle étant déjà boulonnés trois fois lors de l'usinage des bielles, ils ont atteint leur résistance maximale à la traction.

Si les bielles sont réutilisées et que seuls les boulons de bielle ont été renouvelés:

Les boulons de la bielle doivent être resserrés après la mesure du jeu, relâchés et amenés par la troisième combinaison à la résistance maximale à la traction.

Si les vis de la bielle ne sont pas serrées au moins trois fois ou plus de cinq fois, le moteur sera endommagé. 1

Charge

La charge maximale sur la Pleuelverschraubung est à vitesse maximale sans charge, par exemple. B. en mode push. Plus la vitesse est élevée, plus les forces d'inertie sont élevées. En mode push, aucun carburant n'est injecté, d. h. il n'y a pas de brûlure. Lors de la course motrice, le piston n’est plus entraîné par le piston, mais inversement. Le vilebrequin tire le piston contre son inertie, entraînant une charge de traction sur la bielle. C'est précisément cette charge de traction qui est absorbée par la bielle.

Même dans ces conditions, il faut veiller à ce que la ligne de séparation entre la bielle et le couvercle ne soit pas béante. Pour cette raison, les boulons de bielle sont serrés jusqu'au point de rupture lorsque le moteur est monté en usine. La résistance au rendement signifie que la vis commence à se déformer plastiquement. En resserrant davantage, la force de serrage n'est plus augmentée. En service, ceci est obtenu en serrant avec le couple de jonction et l'angle de rotation.

Classification du poids

Les bielles appartiennent aux masses en mouvement dans le moteur et ont donc une influence correspondante sur le fonctionnement du moteur. Cette influence est particulièrement complexe puisque le grand œillet de bielle subit un mouvement circulaire, tandis que le petit œillet de bielle décrit un mouvement de va-et-vient rectiligne.

Pour assurer un moteur rond, les bielles doivent atteindre un poids cible avec une tolérance serrée. Auparavant, une marge d'usinage supplémentaire était appliquée, qui était ensuite prélevée au besoin. Dans les processus de fabrication modernes, les paramètres de production peuvent être contrôlés avec précision afin de pouvoir être fabriqués avec une tolérance de poids suffisante.

Pour mieux contrôler l'influence des bielles sur le moteur, les bielles sont divisées en classes de poids.

Ces classes de poids sont classées en fonction du poids de la grande et de la petite bielle, puis combinées (voir tableau ci-dessous).

classification-du-poids.png

La combinaison donne les groupes de poids (par ex. A1, C2, etc.). Un groupe de poids a une tolérance de g4 g. Celui-ci est divisé en 2 g pour le grand œil et 2 g pour le petit œil. Dans un moteur, seules des bielles du même groupe de poids peuvent être installées. 1

Piston avec anneaux et boulons

Général

Le piston est le premier maillon de la chaîne de transmission du moteur. La tâche du piston est d'absorber les forces de pression générées lors de la combustion et de les transmettre via l'axe de piston et la bielle au vilebrequin. Ainsi, l'énergie thermique de combustion est convertie en énergie mécanique. De plus, le piston doit conduire l’œil supérieur de la bielle.

Le piston et les segments de piston doivent assurer l'étanchéité de la chambre de combustion contre le passage du gaz et le débit d'huile de lubrification, de manière fiable dans toutes les conditions de charge. L'huile lubrifiante présente sur les surfaces de contact favorise l'effet d'étanchéité.

Comme tous les pistons des moteurs diesel BMW, le piston du moteur N47 est constitué d'un alliage aluminium-silicium. On utilise des pistons autotermatiques à corps entier dans lesquels des bandes d'acier coulées permettent de réduire le jeu de l'installation et de réguler le bilan thermique. Grâce à la combinaison de matériaux avec la paroi cylindrique en fonte grise, la surface de la jupe de piston est revêtue de graphite (procédé Graphal), ce qui réduit la friction et améliore le comportement au bruit.

Structure

Comme tous les moteurs diesel BMW, le moteur N47 possède un piston dit à pleine puissance, dont la construction est très similaire à celle du moteur M47.

Les zones essentielles du piston sont:

La tête de piston
Section de bague avec barre supérieure et canal de refroidissement
Patron de la broche
Shank.

Alors que le diamètre du piston restait le même par rapport au moteur M47TU2, la hauteur totale augmentait et la hauteur de compression augmentait également.

Moteur-a-piston-N47.png

La tête de piston

Le moteur N47 dispose également d'un bol de combustion dans la couronne du piston. La forme du bol de combustion est déterminée par le processus de combustion et la disposition des vannes. Il est similaire à celui du moteur M47TU2, mais dans l'ensemble un peu plus profond. Une autre différence est que les poches de soupape manquent, car les soupapes sont disposées perpendiculairement à la couronne du piston.

C'est ce qu'on appelle une réduction de l'espace mort. Comme la couronne du piston ne comporte pas de poches, l'air s'écoule mieux pendant la compression à partir de l'espace entre la couronne du piston et la culasse.

En raison de la forme de la couronne du piston et du bol de combustion, les conditions d'écoulement dans la chambre de combustion peuvent être déterminées conjointement, notamment le taux de compression.

La zone de la zone du segment de piston est subdivisée en ce que l'on appelle le bord supérieur entre la couronne du piston et le premier segment de piston et le joint annulaire entre le deuxième segment du piston et le segment racleur d'huile.

Ceinture annulaire

La section en anneau est souvent appelée zone de segment de piston. Il comprend les rainures pour recevoir les segments de piston, la partie supérieure et le canal de refroidissement du piston.

La section de bague a trois rainures annulaires. Entre les gorges de l'anneau se trouvent les cernes. La bande recouvrant le premier segment de piston est appelée la partie supérieure.

Les largeurs du haut et du bas ont été augmentées par rapport au moteur M47TU2.

La première gorge de segment de piston est ce que l'on appelle un support annulaire. Il est fabriqué en fonte et résiste à l'usure par impact Reibund, déclenchée par les hautes pressions de combustion, bien mieux que l'alliage aluminium-silicium du piston. Le porte-bagues est coulé et entre avec le piston dans une liaison métallique, ce qui évite un coup et permet un meilleur transfert de chaleur.

À l'intérieur du piston, le canal de refroidissement passe directement derrière la première rainure du segment de piston. Ceci est fourni par un trou avec de l'huile de pulvérisation, qui peut traverser à nouveau un deuxième trou.

Patron de la broche

La pression de combustion est transmise par le moyeu à la bielle puis au vilebrequin. Ce sont les zones les plus sollicitées du piston. L'augmentation de la surface d'appui du boulon réduit la charge. Ceci est rendu possible par un Trapezplepleuel, comme le montre le graphique suivant.

trapezoidale-reliant_20180829-0820.png

Bielle

Tige de piston

La jupe du piston assume le guidage en ligne droite du piston dans le cylindre.

En raison des fortes charges qui se produisent dans le moteur diesel, des pistons à piston complet sont utilisés. Cette conception permet un bon guidage droit du piston dans le cylindre à travers la longue surface de contact continue.

Il ne peut accomplir cette tâche qu'avec un dégagement suffisant au cylindre.
Cependant, ce jeu est provoqué par l'inclinaison de Pleuelauslenkung et donc par le changement de l'investissement du piston, appelé Kolbensekundärbewegung.

Ce mouvement secondaire est également important pour l'étanchéité des segments de piston et la consommation d'huile et a une influence sur le bruit du piston. Un long axe de piston favorise le guidage droit du piston dans le cylindre.

Le Vollschaftkolben, également appelé piston à arbre lisse, possède un arbre fermé qui n'est interrompu que par l'alésage de l'axe de piston.

La jupe du piston représente un partenaire dit de course ou de frottement de la paroi du cylindre, dans lequel il convient de maintenir un certain appariement des matériaux. Le moteur N47 étant doté de chemises de cylindres en fonte, le piston est revêtu de graphite.

Refroidissement

Afin de dissiper efficacement la chaleur de la couronne du piston, il existe un canal de refroidissement (canal annulaire) dans la zone du segment de piston.

Une buse de pulvérisation d'huile alimente le dessous du piston en huile de refroidissement. Il frappe exactement sur un trou dans le piston, ce qui conduit au canal de refroidissement. Le mouvement du piston assure la circulation de l'huile et un effet dit "shaker". L'huile bascule dans le canal et améliore ainsi l'effet de refroidissement, car plus de chaleur peut être transférée à l'huile. L'huile retourne dans la chambre de vilebrequin via un trou de vidange.

Canal-de-refroidissement-dans-le-moteur-a-piston-N47.png

Des segments de piston

Les segments de piston sont des joints métalliques avec les tâches suivantes:

Sceller la chambre de combustion contre le carter
Conduction de chaleur du piston à la paroi du cylindre
Régulation de la balance d'huile de la chemise.

Pour accomplir ses tâches, il est nécessaire que les segments de piston viennent en butée contre la paroi du cylindre et sur le flanc de la gorge du piston. La fixation à la paroi du cylindre est assurée par la force de ressort à action radiale de la bague. L'anneau racleur est soutenu par un ressort supplémentaire.

Les segments de piston tournent pendant le fonctionnement du moteur dans les rainures et modifient ainsi la position du choc. Cela est dû à la force latérale qui agit sur les segments de piston lors du changement de système. De ce fait, les gorges annulaires sont débarrassées des dépôts. De plus, il empêche que l'impact de la bague de piston ne morde dans l'alésage du cylindre.

Des modes de réalisation

Les segments de piston sont différenciés en fonction de leur tâche dans différentes versions.

Anneaux de compression
Anneaux de commande d'huile.

Les anneaux de compression garantissent que, dans la mesure du possible, les gaz de combustion provenant de la chambre de combustion - entre la paroi du cylindre et le piston - ne peuvent pas atteindre le carter. Ce n'est que de cette manière que la pression dans la chambre de combustion peut être suffisante pendant la combustion pour que le moteur puisse développer sa puissance. Même dans la course de compression ne pourrait pas avoir lieu sans compactage des anneaux de compression, ce qui est nécessaire pour l'allumage.

Les racleurs d'huile règlent la balance d'huile sur la paroi du cylindre. Ils retirent l'excès d'huile lubrifiante de la paroi du cylindre et s'assurent qu'il n'est pas brûlé. Ainsi, ils sont également responsables de la consommation d'huile du moteur.

Comme tous les moteurs diesel BMW, le moteur N47 possède deux bagues de compression et un anneau de vidange. Le graphique suivant montre le paquet de segments de piston.

Moteur-a-segments-de-piston-N47.png

L'anneau rectangulaire se trouve en premier lieu et est utilisé comme anneau de compression pur. À son bord supérieur, un petit chanfrein est attaché. La surface extérieure est polie et légèrement convexe.

L'anneau nasal est aussi un anneau de compression. À travers le nez, le segment en forme de disque et la bande de roulement conique lui confèrent un effet dégraissant. De même, à l'état démonté, on reconnaît avec le nez une bague de passage au minimum une surface conique minimale. Cela provoque une période de rodage plus courte. La sous-rotation du nez provoque l'éloignement de l'huile retirée du bord de course et donc il n'y a pas d'accumulation d'huile, ce qui réduirait sinon l'effet d'essuyage.

Les anneaux de nez ne doivent pas être utilisés à l'envers. Le talon doit être tourné vers le bas. Un assemblage incorrect entraîne des dommages au moteur 1

L'anneau de chanfrein de toit avec le ressort de tuyau est un anneau racleur d'huile pure. A travers les deux passerelles, notamment par chanfreinage,

crée une pression de surface élevée qui favorise l'effet oléofuge. De petits trous sur la circonférence facilitent l'élimination de l'huile dénudée dans la gorge annulaire du piston. Il y a quatre petits trous qui permettent le retour de l'huile. Par le ressort du tuyau (ressort hélicoïdal cylindrique), la pression de surface et la capacité de remplissage du moule sont améliorées. Le ressort, qui se trouve dans une rainure de réception ronde de l'anneau de coulée, agit uniformément sur toute la circonférence, de sorte que u. a. la grande flexibilité de la construction de l'anneau est atteinte. La bande de roulement de la bague est chromée.

Un racleur d'huile endommagé ou cassé n'est pas reconnu à l'état monté. Les effets ne sont apparents qu'après un certain kilométrage. 1

L'axe de piston

L'axe du piston relie le piston à la bielle. En raison du mouvement de va-et-vient rapide avec le piston, le boulon ne devrait avoir qu'une faible masse, sinon des forces d'accélération élevées seraient nécessaires. L'évolution de la charge, les conditions de lubrification défavorables et le faible jeu des bossages ou des œillets de bielle sont particulièrement exigeants.

Pour la tige de piston, la construction tubulaire à palier flottant a fait ses preuves en standard. L'axe de piston du moteur N47 est constitué d'acier cémenté 16MnCr5.

Un boulon approprié empêchant l'émigration latérale est empêché. Ils sont constitués de bagues en acier à élasticité radiale (joncs) qui sont insérées dans les rainures correspondantes des bossages de broches.

Arbres d'équilibrage

Général

Lorsque le moteur tourne, des forces de masse sont générées par le mécanisme à manivelle. Les forces de masse sont divisées en forces rotatives (mouvement rotatif) et en forces oscillantes (mouvement alternatif). Les forces de rotation dans le mécanisme à manivelle sont compensées par des contrepoids et un équilibrage. En revanche, les forces oscillantes ne peuvent être que partiellement compensées. En particulier, dans un moteur en ligne à 4 cylindres, des forces d'inertie se produisent qui ne peuvent être atteintes par des contrepoids, le fonctionnement silencieux souhaité du moteur. Grâce à l'utilisation des arbres d'équilibrage, cet inconvénient inhérent aux moteurs en ligne à quatre cylindres est minimisé.

Les arbres d'équilibrage des moteurs diesel BMW ne disposent que de moteurs M47TU et maintenant du moteur N47. Bien que leur mode de fonctionnement soit resté le même, l’hébergement des arbres d’équilibrage du moteur N47 est complètement différent de celui des moteurs M47TU.

Les arbres d'équilibrage des moteurs M47TU et M47TU2 forment une unité avec la pompe à huile, qui est vissée au carter inférieur par le bas. Avec le moteur N47, les arbres d'équilibrage sont des pièces séparées logées dans le carter.

Opération

Par bilan de masse, on entend la compensation des déséquilibres liés à la conception. La compensation des déséquilibres liés à la production est appelée équilibrage.

Les forces de masse qui se produisent sont divisées en "ordres". Un ordre est le nombre de fois qu'un événement se produit par rapport à la vitesse du vilebrequin. L'ordre des forces massiques change de taille avec la fréquence du vilebrequin - d'où le 1er ordre - et deux fois pendant un tour la direction.

La force de la masse du second ordre change de grandeur avec deux fois la fréquence du vilebrequin et quatre fois la direction pendant un tour.

Les arbres d'équilibrage ont pour mission d'améliorer la culture de fonctionnement et le comportement sonore du moteur. Ceci est réalisé par deux arbres opposés tournant à deux fois la vitesse du vilebrequin.

Sur les vagues, des masses de déséquilibre sont attachées, ce qui contrecarre les forces de masse déséquilibrées du vilebrequin.

Principaux-arbres-d-equilibrage-2eme-ordre.png

Structure

Comme déjà mentionné, les arbres d'équilibrage du moteur N47 sont dans le carter. Ils sont poussés de l'avant.
Cela crée la possibilité d'utiliser le moteur N47 avec des arbres d'équilibrage dans les véhicules xDrive.

arbres-d-equilibrage-Moteur-N47.png

Le diagramme montre le carter du côté moteur (arrière).

Les arbres d'équilibrage sont entraînés par un anneau denté hélicoïdal sur la dernière joue de vilebrequin. L'arbre d'équilibrage sur le côté droit du moteur (côté échappement) est précédé par un engrenage intermédiaire pour inverser le sens de rotation.

Les pignons d'entraînement des arbres d'équilibrage sont reliés chacun à un cône avec l'arbre d'équilibrage.

Arbre-d-equilibrage-de-connexion-avec-pignon-d-entrainement.png

Le cône est pressé par un raccord à vis. La rondelle de butée utilisée pour le raccordement et une surface de contact sur le pignon entraînent le roulement axial des arbres d'équilibrage.

Le roulement radial prend en charge deux roulements à aiguilles par arbre d'équilibrage. Ceux-ci ne sont pas fournis avec de l'huile supplémentaire. Le roulement axial est fourni avec de l'huile moteur pour la lubrification via un canal d'huile. Le trou dans la bague prend la fonction d'accélérateur. À travers une fente dans le buisson, l'huile atteint les surfaces de contact axiales.

Pour que les arbres d'équilibrage tournent à deux fois la vitesse du vilebrequin, les arbres d'entraînement des arbres d'équilibrage ont la moitié de la taille (44 dents) de l'anneau sur le vilebrequin (88 dents).

Fainéant

La roue libre inverse le sens de rotation de l’arbre d’équilibrage du côté échappement du moteur. Afin de ne pas modifier la vitesse, il a la même taille que les roues motrices des arbres d'équilibrage.

Il est monté sur son axe par un roulement à billes à contact oblique. Cet essieu est inséré et vissé dans un manchon en acier pressé dans le carter.
On utilise un manchon, car il permet de mieux respecter les tolérances de fabrication que directement dans le carter moteur en aluminium.
Les flancs de denture de l'engrenage intermédiaire sont revêtus de manière à permettre, comme avec le M47TU2, le réglage du jeu.

Amortissement des vibrations de torsion

Général

L'énergie transmise au vilebrequin dans le moteur à pistons n'est pas vraiment uniforme. D'une part, il y a les processus de combustion périodiques et, d'autre part, l'introduction de force via une bielle, qui change toujours l'angle au vilebrequin.

Cette introduction différente de la force se superpose aux forces gazeuses gonflantes de la combustion.
Cela garantit une forte non-uniformité en rotation. Grâce à la conception à plusieurs cylindres, ce Drehunförmigkeit a considérablement diminué car la force peut être introduite en phase dans le vilebrequin.

Pour l'ordre d'allumage et les intervalles de tir sont appariés. Cependant, la non-uniformité du mouvement rotatif demeure.

Cette courbe de couple non uniforme entraîne des fluctuations de vitesse. Le moteur est accéléré à l'excès de puissance, retardé à la perte de puissance. Un volant réduit la fluctuation de la vitesse.

C'est une masse supplémentaire dans le moteur et augmente ainsi son moment d'inertie. Il agit comme un stockage d'énergie qui absorbe l'énergie en excès de puissance et dégage une pénurie d'énergie.

Un effet encore meilleur pour réduire les vibrations de torsion a des systèmes amortisseurs dans lesquels le volant est "élastiquement" monté sur le vilebrequin.

Dans le cas du moteur N47, il s'agit d'un amortisseur de vibrations de torsion sur l'entraînement à courroie et d'un volant d'inertie à deux masses, si une transmission manuelle est installée.

amortisseurs-de-vibrations-de-torsion.png

L'amortisseur de vibrations de torsion se compose d'un moyeu (7) et d'un volant d'inertie (4). Tous deux sont reliés par un caoutchouc amortisseur (5) (vulcanisé) et donc tournés de quelques degrés l'un contre l'autre. Le moyeu est boulonné à l'extrémité avant du vilebrequin.

L'amortisseur de vibrations de torsion réduit les vibrations de torsion du vilebrequin. Cela réduit la charge sur le vilebrequin et les ancillaires entraînés.

L'amortisseur de vibrations de torsion est important non seulement pour le bon fonctionnement du moteur, mais aussi pour un entraînement à arbre à cames lisse et peu usé.

La poulie (1) est découplée du moyeu (7) par le caoutchouc de découplage (6). Le caoutchouc de découplage permet une plus grande torsion et réduit la non-uniformité de rotation restante et donc la charge sur la transmission par courroie. A propos du palier lisse (3), la poulie est stockée.

Roues libres

Sur les véhicules à transmission manuelle, l'amortisseur de vibrations de torsion du moteur N47 est équipé d'une roue libre.

Amortisseur-de-vibrations-de-torsion-avec-roue-libre.png

Une roue libre est un embrayage directionnel. Il ne permet une transmission du couple que dans un sens. Dans cette direction, la partie motrice (par exemple le moyeu) est couplée à la partie de sortie (par ex. Poulie) (état de blocage). Cela se fait en serrant des cales qui se positionnent et se répartissent entre les deux parties. Dans la direction opposée, il y a un découplage (état de roue libre) - aucun moment n'est transmis.

Dans le cas de l'amortisseur de vibrations de torsion du moteur N47, la roue libre se bloque dans le sens de rotation du moteur. La puissance est transmise du moteur à la transmission par courroie.

En cas de très fortes irrégularités de rotation (démarrage et arrêt du moteur), les unités de la transmission par courroie sont accélérées ou décélérées très fortement. Afin de réduire la charge sur la courroie et le tendeur de courroie, l'entraînement par courroie peut "dépasser" le vilebrequin en cas de passage de fichier. Ainsi, le fardeau est moindre.

Volant à deux masses (ZMS)

Les irrégularités de rotation créées pendant le processus de combustion du moteur provoquent des vibrations dans le groupe motopropulseur des véhicules à transmission manuelle. Cela crée un hochet et Karosseriedröhnen, qui ne répond pas à la demande de confort pour une BMW.

Pour éviter la perte de confort, BMW a introduit le volant d'inertie à double masse (DMF).

Pour les véhicules à transmission automatique, cela n’est pas nécessaire à cause du convertisseur.

Fonction

La masse du volant d'inertie conventionnel est divisée au ZMS. Une partie contribue également au moment d'inertie de masse du moteur. Cependant, l'autre partie augmente maintenant le moment d'inertie de masse de la transmission. Cela modifie la plage de résonance bien au-dessous des vitesses de fonctionnement normales (d'environ 1300 tr / min à environ 300 tr / min).

Ces vitesses tombent bien en dessous de la vitesse de ralenti et n'affectent donc pas la fluidité du moteur. Ce n'est que lors du démarrage et de l'arrêt du moteur que les zones de 300 tr / min traversent.

Fonction-du-volant-d-inertie-a-double-masse.png

Les deux masses découplées sont reliées par un système ressort / amortissement. Un disque d'embrayage sans amortisseur de torsion entre la masse secondaire et la transmission prend en charge la séparation et la connexion.

Alors que la masse du volant d'inertie, qui est connectée au moteur, prend en charge les non-uniformités du moteur, la vitesse de la masse, qui est connectée à la transmission, ne change pas à la même vitesse du moteur.

Par ce découplage, le cliquetis est supprimé dans les plages de régime critiques du moteur.

Entraînement par arbre à cames (entraînement par chaîne)

Général

Comme tous les moteurs BMW actuels, le moteur N47 est également un moteur contrôlé par la tête. C'est-à-dire que le train de soupapes et donc le contrôle du moteur sont situés dans la culasse. Les arbres à cames ont pour but d'assurer ce contrôle, l'ouverture et la fermeture des soupapes. L'entraînement des arbres à cames est réalisé au moyen d'un mécanisme d'entraînement à traction, à savoir une chaîne de distribution.

L'entraînement par chaîne établit la connexion entre le vilebrequin et l'arbre à cames. C'est un rapport fixe de 2: 1 (deux tours sur le vilebrequin produisent un tour sur l'arbre à cames). Cette translation est réalisée par un double pignon sur l'arbre à cames que sur le vilebrequin.

Les caractéristiques spéciales et les données clés suivantes doivent être mentionnées dans l'entraînement par chaîne du moteur N47:

Entraînement par chaîne du côté émetteur du moteur
Entraînement par chaîne en deux parties pour l'entraînement de la pompe haute pression et des arbres à cames
Utilisation de chaînes à un manchon
Conduire la pompe à huile / vide via une autre chaîne
Rails de serrage et de guidage en tendeurs de chaîne hydrauliques en plastique

Structure

L'entraînement à chaîne est composé d'un pignon sur le vilebrequin, de guides de chaîne, de tendeurs de chaîne à glissières, d'une alimentation en huile, d'un pignon sur la pompe haute pression et d'un arbre à cames et enfin de la chaîne.

Moteur-a-chaine-N47.png

En général, on tente de garder la longueur de la chaîne non guidée aussi courte que possible. Le côté déchargé de la chaîne est appelé le brin vide. La chaîne est toujours tendue dans le brin vide. Cela se fait via un rail de tension sur lequel agit un tendeur de chaîne.

L'alimentation en huile est assurée par une buse de pulvérisation d'huile qui injecte de l'huile moteur dans la chaîne.
Dans le cas du moteur N47, la pompe à huile / vide est également entraînée par le vilebrequin via une chaîne.

Conception de la chaîne

Les chaînes de distribution distinguent les chaînes à rouleaux et à manchons. De plus, il existe des chaînes simples (simplex) ou doubles (chaînes duplex).
Le moteur N47 est une chaîne à manchon unique sur toutes les chaînes.

chaine-de-douille.png

Dans le cas d'une chaîne de manchon, les flancs des dents du pignon touchent toujours les manchons fixes au même endroit. Par conséquent, une lubrification appropriée dans ces entraînements par chaîne est particulièrement importante. Les chaînes de manchon ont le même pas et la même force de rupture qu'une surface articulaire plus grande que les chaînes à rouleaux correspondantes. Une plus grande surface articulaire se traduit par une pression de surface articulaire inférieure et donc une usure moindre des articulations.

Barbotins

Les pignons transmettent le couple moteur du vilebrequin à la chaîne et de la chaîne à la pompe haute pression, à l'arbre à cames et à la pompe à huile / à vide. La forme des dents des pignons est standardisée pour les chaînes de manchons. La formation appropriée de la forme de la dent est pour le fonctionnement sûr de la transmission par chaîne de grande importance. Des pignons à faible hauteur de dent et à large ouverture de dent sont utilisés. Cela permet une alimentation et une sortie non perturbées de la chaîne, même à des vitesses de chaîne plus élevées.

Tendeur de chaîne et guide

La chaîne est soumise à un allongement pour diverses raisons. Cela résulte soit des conditions de fonctionnement (dilatation thermique) soit de l'usure.

Pour que la chaîne de distribution atteigne la durée de vie du moteur, le tendeur et le guide doivent être adaptés au moteur. Le tendeur de chaîne garantit que la chaîne est pré-tendue dans toutes les zones de fonctionnement du côté mou avec une charge spécifique. De plus, il absorbe un effet amortissant et réduit les vibrations à un niveau admissible.

Comme avec tous les moteurs diesel BMW, des tendeurs de chaîne hydrauliques sont également utilisés sur le moteur N47. Ici, le rail de tension est appliqué à la chaîne par le piston du tendeur de chaîne. L'huile dans le tendeur de chaîne atteint un amortissement dirigé par un clapet anti-retour. En liaison avec des tendeurs de chaîne hydrauliques et des glissières à surface de glissement en plastique, l'entraînement par chaîne ne nécessite aucun entretien pendant toute la durée de vie du moteur.

En guise de guide, utilisez des rails en plastique, plats ou incurvés en fonction de la chaîne. Les glissières sont des guides qui sont pressés contre la chaîne par le tendeur de chaîne. Ils sont montés rotatifs à une extrémité.

Arrangement

Pour la première fois dans un moteur BMW, la transmission par chaîne se trouve du côté de la source d’énergie, c’est-à-dire à l’arrière.

Le fait que les engrenages de l’arbre à cames soient à l’arrière, le moteur est bas à l’avant. Ceci est avantageux pour la protection passive des piétons. Cela crée plus d'espace que le capot peut céder pour attraper un crash. Un autre avantage est que l'inertie de la transmission à cette extrémité, les vibrations de torsion sont nettement inférieures. Cela signifie un énorme soulagement de la transmission par chaîne.

Les séquelles sont des emplacements ou des emplacements d’installation inconnus de différents composants, tels que. B. pompe à huile, capteur d'arbre à cames, etc.

Transmission par courroie et accessoires

Général

L'entraînement par courroie est responsable de l'entraînement antidérapant des auxiliaires dans toutes les conditions de chargement.
Pour le moteur N47 ce sont:

Générateur
Pompe à eau
Compresseur d'air
Pompe de direction assistée.

Il s'agit d'un couple maximal d'environ 41 Nm et d'une puissance maximale de 21 kW transmise à l'entraînement par courroie (à pleine charge et à charge agrégée maximale).

Un accent particulier est mis sur le fonctionnement silencieux et la longue durée de vie. Pour atteindre ce dernier, les systèmes sont utilisés autour de la transmission par courroie de vibrations de torsion et fortes variations de charge soulagent (voir la section d'amortissement des vibrations de torsion).

La conception du système doit être choisie de manière à éviter le bruit, en particulier le "crissement de la courroie trapézoïdale" provoqué par le glissement entre la courroie et la poulie.

Lors du montage des ancillaires, une attention particulière doit être accordée au positionnement correct. Un désalignement de la poulie entraînerait un bruit de courroie et éventuellement un endommagement de la courroie.

Veuillez respecter la procédure dans les instructions de réparation 1

Structure

Avec le moteur N47, la transmission par courroie peut être conçue différemment. Cela dépend de l'équipement suivant:

Climatisation ou climatisation
direction assistée électromécanique (EPS).

Il s’agit en tout cas d’une transmission dite à courroie, dans laquelle tous les ancillaires sont entraînés par une seule courroie.

L'entraînement par courroie comprend également l'amortisseur de vibrations de torsion (voir chapitre séparé), les poulies des ancillaires et les rouleaux de tension et de guidage.

Variateurs-a-courroie-du-moteur-N47.png

Courroie trapézoïdale à nervures (courroie poly-V)

Une nouveauté sur la transmission par courroie du moteur N47 est que la courroie est double face si un compresseur de climatisation est installé. Il n'est donc plus utilisé exclusivement à l'intérieur pour conduire les ancillaires, mais aussi à l'extérieur. Dans ce cas, c'est le compresseur de climatisation qui est alimenté de l'extérieur.

Coupe-transversale-de-courroies-a-double-nervures.png

Il s'agit d'une ceinture à six côtes à l'intérieur et à l'extérieur.

L'avantage résultant d'une courroie à double face est qu'il est possible de se passer d'un rouleau de déviation supplémentaire. De plus, la transmission par courroie peut être rendue plus flexible et compacte. De plus, une disposition de l'entraînement par courroie pourrait être réalisée, dans laquelle tous les ancillaires sont situés sur le côté gauche du moteur.

Sans air conditionné, le compresseur est une courroie trapézoïdale ordinaire à six nervures (sans profil extérieur).

Fainéant

De plus, la courroie à nervures en V est soumise à un allongement dû à la dilatation thermique et à la dilatation au cours de la vie.

Alors que la courroie striée sur la durée de vie peut transmettre le couple nécessaire, il doit être constamment appliquée aux poulies avec une certaine force. À cette fin, la tension de la courroie est appliquée par un galet tendeur automatique qui compense l'allongement de la courroie pendant toute la durée de vie.

Le moteur N47 utilise un tendeur de type Z qui applique une précharge de 350N.

Avec le tendeur de type Z, le boîtier du tendeur plonge dans la zone située derrière la transmission par courroie. Le biais est généré par un ressort de jambe. Dans le même temps, le tendeur est amorti par friction.

La poulie de tension est située comme d'habitude sur le côté non chargé de la courroie devant l'amortisseur de vibrations de torsion.

Rouleaux de guidage

Les poulies garantissent que l’emballage nécessaire est réalisé sur toutes les unités auxiliaires. Alors seulement, une opération sans glissement peut être représentée.

Dans tous les cas, le moteur N47 dispose d'une poulie entre la pompe à liquide de refroidissement et le générateur.

Une caractéristique particulière du moteur N47, que dans le cas où un compresseur d'air est installé, il est utilisé comme une sorte de poulie, en étant entraîné à partir du côté extérieur de la courroie trapézoïdale à nervures.

Pour les véhicules sans climatisation / automatique, une poulie supplémentaire est installée à la place du compresseur de climatisation.

Arbres à cames

Général

Les arbres à cames contrôlent l'échange de gaz et donc la combustion. Leur tâche principale est l'ouverture et la fermeture des vannes d'entrée et de sortie. Ils sont entraînés par le vilebrequin. Sa rotation est dans le rapport 1: 2 au mouvement de rotation du vilebrequin. Ainsi, l'arbre à cames ne tourne qu'à la moitié de la vitesse du vilebrequin. Ceci est réalisé par une translation des pignons. De plus, la position du vilebrequin est bien définie.

Pour le train de vanne aussi rigide que possible, afin de maintenir la transmission de l'arbre à cames aux soupapes le plus court possible, le moteur N47 comme tous les moteurs BMW actuels couchés arbres à cames. En tant que moteur à quatre soupapes par cylindre, le moteur N47 possède un arbre à cames chacun pour les soupapes d'admission et d'échappement.

Lors de l'ouverture des vannes de la came, une force est transmise par l'intermédiaire d'un ou plusieurs actionneurs sur la valve (l'élément qui vient en butée sur la came, galet de came est appelée). La vanne est ouverte contre la force du ressort de la vanne. Lors de la fermeture, la vanne est fermée par la force du ressort de la vanne et maintenue fermée dans la zone du cercle de base.

Les particularités des arbres à cames N47 sont les suivantes:

Construit des arbres à cames selon le procédé Presta
Roue de capteur d'arbre à cames intégrée à l'engrenage de l'arbre à cames d'admission
La bague à deux lames pour l'outil spécial dans la roue dentée de l'arbre à cames d'échappement n'intègre qu'un anneau à deux lames pour l'outil spécial
Le pignon fileté de sorte que lorsque le moteur est frappé, les trois boulons peuvent être desserrés / serrés.

Structure

Le composant principal de l'arbre à cames est l'arbre creux cylindrique. Ensuite, les cames individuelles sont disposées. Le support des forces d'actionnement via le palier d'arbre à cames. Les roulements sont montés sur le moteur N47 comme sur tous les moteurs diesel BMW directement sur l'arbre de l'arbre à cames. La surface est rectifiée à cet endroit. Un trou d'huile dans le roulement du porte-arbre à cames assure la lubrification nécessaire. Un roulement est responsable du guidage axial.

Moteur-a-arbre-a-cames-N47.png

Via un pignon, l'arbre à cames d'admission est entraîné par le vilebrequin. Des engrenages supplémentaires assurent l'entraînement de l'arbre à cames d'admission à l'arbre à cames d'échappement.  Ces engrenages sont fermement connectés aux arbres à cames. Les marques sur les engrenages garantissent un positionnement correct des arbres à cames lors du montage.

Marquer-sur-les-engrenages-des-arbres-a-cames-du-moteur-N47.png

Dans l'engrenage de l'arbre à cames d'admission, la roue du capteur d'arbre à cames pour le capteur d'arbre à cames est introduite.

La bague à deux lames pour le montage de l'outil spécial pour un positionnement correct lors de l'installation fait partie de l'engrenage de l'arbre à cames d'échappement. Avec le moteur N47, l'outil spécial n'est monté que sur un arbre à cames.

Le pignon est vissé sur l'arbre à cames d'admission. Les slots peuvent être utilisés pour ajuster le timing. Ce qui est nouveau, c'est que le raccord est monté de sorte que les arbres à cames ne doivent pas être tordus pour serrer toutes les vis. Pour cela, les trois vis ne sont pas uniformément réparties dans l'angle 120.

Pour contrer l'assemblage, aucune taille de clé n'est utilisée. Au lieu de cela, dans l'arbre à cames d'échappement, à l'extrémité où se trouve la roue dentée, une douille hexagonale est montée dans le tube de l'arbre.

Arbres à cames construits

Le moteur N47 utilise les arbres à cames bien connus depuis le moteur M57TU2. Construit signifie que le tube de l'arbre, les cames et autres éléments fonctionnels tels. B. engrenage individuellement et ensuite réunis.

Cela se traduit par les avantages suivants:

Économies de poids allant jusqu'à 40%. Cela provoque également:

- consommation de carburant réduite
- meilleur comportement aux vibrations
- meilleure acoustique
- Réduction de poids possible sur d'autres composants du système

Combinaisons de matériaux possibles
Nouvelles possibilités avec matériau et forme de came
production plus économique.

Il existe de nombreuses techniques différentes pour fabriquer des arbres à cames construits. D'une part, ce sont les liaisons arbre-moyeu classiques, qui forment ou ajustent par friction les différents éléments de l'arbre. De plus, les composants peuvent être thermiquement rétrécis ou élargir l'arbre pour générer la connexion par frottement. De plus, les différentes pièces peuvent également être fixées par soudage ou brasage.

Le moteur N47 utilise également le procédé Presta, qui produit tous les arbres à cames des moteurs diesel BMW.

Moteur-a-arbre-a-cames-N47-integre.png

Dans le processus Presta, le tuyau est élargi en roulant à la position particulière destinée à loger une came ou un autre composant, et un fil radial (vissé) est appliqué. Ensuite, la partie correspondante est pressée dans la position angulaire souhaitée.

L'alésage de la pièce pressée est pourvu d'un profil longitudinal. Cela crée entre l'arbre et le composant pressé une connexion positive et positive.

Le pignon étant monté de cette manière, il est relié en permanence à l'arbre.

Forme de came

La forme de la came, c.-à-d. Le contour de sa section transversale, détermine la levée de la vanne. C'est généralement un compromis pour un remplissage optimal des cylindres dans toute la plage de vitesse.

Le graphique suivant montre la section transversale d'une came avec ses différentes zones.

Section-Cam.png

La forme de la came est décrite par ces quatre termes essentiels. Le suiveur de came, qui capte le mouvement de la came et le transfère à la vanne, parcourt ce contour.

La valve est fermée dans la zone du cercle de base. La vanne est ouverte ou fermée sur le flanc de la came. Plus le flanc est raide, plus la vanne s'ouvre ou se ferme rapidement.

En association avec les culbuteurs, les flancs des cames ont des rayons creux (courbure négative).

La pointe de la came marque l'ouverture maximale de la vanne. Plus la pointe de la came est large, plus le temps d'ouverture de la vanne est long. La distance entre le cercle de base et la pointe de la came entraîne le soulèvement de la came.

Avec le moteur N47, la levée de la came de l'arbre à cames d'échappement est légèrement supérieure à celle de l'arbre à cames d'admission, entraînant une plus grande levée de soupape.

La transmission du mouvement de la came à la vanne avec le culbuteur dépend de la translation des longueurs de levier.

Suiveur de came

Général

Le transfert du mouvement de la came à la vanne est la tâche des suiveurs de came. Ces composants sont donc également appelés éléments de transmission. L'élément de transmission suit le contour de la came et traduit le mouvement indirectement (avec traduction).

Un accent particulier est mis sur une transmission rigide et un faible poids.
Une transmission rigide garantit que la courbe de levée de la vanne prend le cap souhaité. C'est le seul moyen de contrôler avec précision le remplissage optimal du cylindre.

Un faible poids est nécessaire pour maintenir les forces de masse faibles. À cet effet, les culbuteurs du moteur N47, comme cela se fait depuis longtemps avec les moteurs BMW, sont en tôle et non en fonte.
Pour maintenir le frottement interne du moteur aussi bas que possible, le moteur N47 est équipé d'un bras oscillant.

Un nouveau design assure une hauteur totale nettement inférieure et un gain de poids d'environ 14%.

Structure

Les leviers ne sont pas stockés sur un essieu. Ils sont supportés à une extrémité directement sur l'élément HVA. Le côté opposé repose sur la valve. Appuyez sur la came de l'arbre à cames du haut vers le centre du levier de doigt.

Le moment d'inertie et la rigidité du levier dépendent beaucoup de la conception du levier. Les leviers courts permettent un petit moment d'inertie.

La forme du culbuteur N47 est beaucoup plus plate que celle de ses prédécesseurs.

Comparateur-moteur-M47TU2-et-moteur-N47.png

Came de rouleau

Moteur-a-bascule-a-rouleaux-N47.png

Lorsque Rollenschlepphebel, le mouvement de la came n'est pas transmis via une surface de glissement, mais sur un rouleau de roulement à rouleaux. Ceci conduit à une réduction de la puissance de frottement par rapport à la gamme de vitesse inférieure de réduction de la consommation par rapport aux entraînements à clapet à godet ou Gleitflächenschlepphebeln. Cependant, une réduction du frottement entraîne également la réduction de l'effet amortisseur sur la came.

Compensation du jeu des soupapes hydrauliques

Général

Les vannes doivent pouvoir se fermer correctement dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur pour éviter les pertes de puissance dues à la compression réduite et à la diminution de la pression de combustion et dissiper la chaleur générée par la culasse vers le liquide de refroidissement.

La fermeture incorrecte des vannes fuit. Cela interrompt le flux de chaleur entre les plaques de la vanne et la culasse. D'autre part, les gaz de combustion chauds circulent à grande vitesse dans l'entrefer étroit et peuvent chauffer extrêmement les plaques de soupape des soupapes d'échappement. Cela peut causer des ratés qui peuvent endommager le piston. Les soupapes d'échappement peuvent également brûler, de sorte qu'elles fuient complètement et entraînent soudainement une perte de puissance importante.

C'est pourquoi le moteur N47, comme tous les moteurs diesel actuels de BMW, est équipé d'un système de compensation du jeu des soupapes hydrauliques. Ceci est égal à celui du moteur M47TU2.

Élément HVA

Une compensation du jeu des soupapes hydrauliques (HVA)
a les tâches suivantes:

Il convient de toujours laisser le jeu des soupapes à zéro dans toutes les conditions de fonctionnement.
Cela devrait rendre inutile le réglage du jeu des soupapes, même après une longue période de fonctionnement du moteur.

A cet effet, un élément dit HVA est utilisé. Lors de l'utilisation du culbuteur, il s'agit d'un composant distinct sur lequel le culbuteur est supporté.

Element-HVA.png

Si la came ouvre la vanne via le levier d'entraînement, une force agit également via la tête sphérique (10) sur le piston (2) dans l'élément HVA. A propos de l'huile située dans la chambre de pression (6), le piston est supporté dans le cylindre de pression fixe (8). Une très petite quantité d'huile de fuite entre le piston et le cylindre de pression s'échappe vers le haut (flèches sur le schéma).

En expulsant l'huile de fuite de la chambre de pression pendant la course d'ouverture, un jeu entre la came et le levier de traction se produirait après la fermeture de la vanne. Cela empêche le ressort (5), qui pousse le piston (2) avec une tête de boule vers le haut, de sorte que le suiveur de came soit toujours appliqué à la came. Cela crée un effet d'aspiration dans la chambre de pression en raison de l'augmentation du volume. La bille de verrouillage (4) se soulève contre son ressort (7) du siège. La chambre de pression se remplit d'huile du réservoir d'huile (3). Si la chambre de pression est remplie, la bille de fermeture ferme la chambre de pression.

La prochaine fois que la vanne est ouverte, le processus se répète. Strictement parlant, un petit circuit d’huile se déroule dans l’élément HVA.

Vannes avec guide et ressorts

Général

Dans le moteur N47, comme dans tous les moteurs diesel BMW, les robinets à soupape sont utilisés comme dispositifs d'arrêt des conduits d'échange de gaz. Les vannes d'entrée et de sortie sont des pièces de moteur de précision soumises à des charges élevées.

Vos tâches sont les suivantes:

Blocage des canaux d'échange de gaz
Contrôle des échanges gazeux
Sceller la chambre de combustion.

La fonction d'étanchéité remplit la vanne en association avec le siège de la vanne.

Les soupapes ainsi que le guide de soupape et les ressorts de soupape forment un ensemble qui est décrit ici ensemble. Le graphique suivant donne un aperçu de ce module lorsqu'il est installé.

Vanne-en-etat-installe.png

Pour le moteur N47, le joint de tige de soupape (2) forme une unité avec la plaque de ressort de soupape en bas (3).

Structure

Dans le cas des vannes, on distingue les vannes mono et bimétalliques. Les deux sont utilisés dans le moteur N47. Valves monométriques en tant que soupapes d'admission et en raison de la température beaucoup plus élevée que les soupapes d'échappement.

Les monométallventiles sont constitués d'un matériau et apportés par forgeage dans la forme souhaitée.

Dans les vannes bimétalliques, la tige de vanne et la tête de vanne sont fabriquées séparément puis assemblées par soudage par friction. Cela offre l'avantage que le matériau optimal peut être utilisé dans chaque cas pour l'arbre et la tête. Les vannes bimétalliques sont utilisées pour les soupapes d'échappement, car cet avantage est particulièrement important ici. Ainsi, la tête de vanne peut être réalisée dans un matériau idéal pour les hautes températures, tandis que la tige est fabriquée dans un matériau très résistant à l'usure. Dans le cas du moteur N47, la tête de vanne est un acier spécial (alliage de nickel) également appelé Nimonic (NiCr20TiAl).

Que les vannes soient constituées d'un ou plusieurs matériaux, elles ont fondamentalement la même structure.

Une vanne est divisée en deux parties: la tête de la vanne, le siège de la vanne et la tige de la vanne (voir schéma). Le siège de la vanne forme une unité fonctionnelle avec le siège de la vanne. Pour cette raison, le siège de la vanne est également décrit avec le siège de la vanne.

Construction-d-une-vanne.png

Guide de soupape

Le guide de soupape garantit que la soupape est centrée sur le siège de la soupape et que la chaleur de la tête de soupape peut être transmise à la culasse via la tige de soupape. Pour cela, un dégagement optimal entre l'alésage de guidage et la tige de la vanne est nécessaire. Si le jeu est trop petit, la valve a tendance à coller. Un jeu trop important empêche la dissipation de chaleur. C'est le jeu de guide de soupape minimum possible recherché.

Les guides de soupape sont enfoncés dans la culasse. Le guide de soupape ne doit pas faire saillie librement dans le conduit d'échappement, car la température peut augmenter le risque de dilatation. En conséquence, les résidus de combustion peuvent pénétrer dans le guide.

Pour un fonctionnement correct de la vanne, il est nécessaire que le décalage central entre le guide de vanne et le siège de la vanne soit maintenu dans les limites de tolérance. Un décalage central trop élevé entraîne une flexion du disque de soupape contre l'arbre. Cela peut entraîner une défaillance prématurée. Mais il peut aussi y avoir des fuites, un transfert de chaleur médiocre et une consommation d'huile élevée.

Clavettes

Les cônes de soupape ont pour tâche de connecter la plaque de ressort de soupape à la soupape. Il existe une distinction entre les connexions de serrage et les connexions sans serrage. Comme avec tous les moteurs diesel BMW, le moteur N47 n'utilise pas de connexions serrées.

Dans une connexion sans serrage, les moitiés de pièces coniques (2) sont basées dans l'état installé l'une contre l'autre.

Cela permet un dégagement entre les pièces coniques et la tige de la vanne, permettant ainsi à la vanne de tourner. Cette rotation favorise le comportement au rodage et le nettoyage du siège de la vanne.

Les forces dans la direction axiale sont transmises par les trois billes de cône qui s'engagent dans la tige de la valve. Pour cette raison, les pièces coniques sont durcies.

Poppets-a-valve-sans-serrage.png

Les ressorts de soupape

Le ressort de la vanne doit fermer la vanne commandée, d. h. Il doit être suivi jusqu'à la came afin qu'il se ferme dans le temps, même à la vitesse maximale. De plus, la force doit être telle que le basculement de la soupape immédiatement après la fermeture (appelé également Nachhüpfen) est empêché. Lors de l'ouverture, la vanne ne doit pas pouvoir se soulever de la came (survoler).

Conception

Le moteur N47 utilise la conception standard des ressorts de soupape, le ressort cylindrique symétrique avec une section de fil rond. Au printemps, les pas sont symétriques aux deux extrémités du ressort et le diamètre du bobinage est constant. La progression de la caractéristique du ressort (la force du ressort augmente au fur et à mesure que le ressort est comprimé) est obtenue en touchant partiellement les spires via le trajet de déviation du ressort.

Moteur-de-champs-de-vannes-N47.png

Approvisionnement en pétrole en un coup d'œil

Général

Le système d'huile sert à fournir de l'huile à toutes les zones du moteur à lubrifier et à refroidir. Le moteur N47 est équipé d'un système de lubrification à circulation sous pression.

La lubrification sous pression

Dans le cas d'une lubrification par circulation sous pression, l'huile de la pompe à huile est aspirée hors du carter d'huile via un tuyau d'aspiration et acheminée plus loin dans le circuit. L'huile traverse le filtre à huile du flux principal et pénètre ensuite dans le passage d'huile principal, qui s'étend parallèlement au vilebrequin dans le bloc moteur. Les conduits de dérivation mènent aux paliers principaux du vilebrequin. Les axes de manivelle et de bielle sont alimentés en huile par les paliers principaux car le vilebrequin comporte des trous correspondants. Une partie de l'huile est déviée du canal d'huile principal et dirigée vers la culasse vers les points de lubrification appropriés. L'huile atteint finalement le carter d'huile. Cela se fait soit par les canaux de retour, soit par goutte à goutte librement.

Circuit d'huile

Moteur-a-huile-N47.png

Du carter d'huile au filtre à huile

Tube d'aspiration

La pompe à huile aspire l'huile du carter via le collecteur d'admission. Le collecteur d'admission est positionné de sorte que l'ouverture d'admission soit inférieure au niveau d'huile dans toutes les conditions de fonctionnement. Un tamis à huile est intégré dans le tuyau d'aspiration, ce qui éloigne les grosses particules de saleté de la pompe à huile.

Le collecteur d'admission du moteur N47 est un composant séparé et est vissé sur la pompe à huile.

Pompe-a-huile-a-vide-avec-tuyau-d-aspiration-moteur-N47.png

Pompe à huile

La pompe à huile joue un rôle central dans les moteurs à combustion modernes tels que le moteur N47. Les hautes performances et le couple énorme à basse vitesse rendent nécessaire un débit d'huile élevé. Ceci est nécessaire en raison des températures élevées des composants et des roulements fortement chargés.

D'autre part, pour obtenir une faible consommation de carburant, il faut utiliser une pompe à huile à performance optimisée.

Il existe différents types de pompes à huile pour répondre à ces exigences. Pour la première fois depuis le moteur M21, une pompe à huile à engrenage droit a été utilisée dans le moteur N47. Tous les moteurs diesel suivants, y compris le moteur M47TU2, étaient équipés de pompes à huile à rotor.

La pompe à huile dans le moteur N47 est entraîné par une chaîne depuis le vilebrequin (rapport i = 21:24 (KW: OP), le débit théorique est de 16 cm3 par tour de la pompe à huile.

Dans le moteur N47, la pompe à huile forme un composant avec la pompe à vide. Ils partagent le lecteur du vilebrequin, mais ils sont fonctionnellement séparés.

Pompe à huile hélicoïdale

Dans cette pompe à huile, engager deux engrenages à denture externe, dont l'un est entraîné. Les pointes des dents ne sont pas en lame de l'utilisation sur le entlag du corps de pompe, favorisant ainsi l'huile de l'aspiration à la chambre de pression.

Le problème reste ici dans l'huile résiduelle de la base de la dent. Cette huile de pression peut prendre des pressions très élevées, ce qui explique pourquoi des gorges de décharge sont prévues dans le corps de pompe et le couvercle, qui dirigent l'huile de compression dans la chambre de pression.

Pompe-a-huile-helicoidale.png

La soupape de décharge de pression

La soupape de surpression constitue une protection contre la pression d'huile excessive, z. B. lors du démarrage du moteur avec de l'huile froide. Cela protège la pompe à huile, l'entraînement de la pompe à huile, le filtre à huile et le refroidisseur d'huile.

La soupape de surpression est située du côté de la pression entre la pompe à huile et le filtre à huile. Il est placé le plus près possible de la pompe à huile, avec le moteur N47 directement dans le carter de la pompe à huile.

La pression d'ouverture ou d'arrêt du moteur N47 est de 3,7 bars.

Pompe-a-huile-avec-soupape-de-surpression-moteur-N47.png

La soupape de surpression offre une particularité sur le moteur N47. Dans les moteurs diesel précédents, la soupape de surpression était chargée d’huile après le filtre. Avec le moteur N47, la soupape de surpression est alimentée en huile après le filtre et en huile directement après la pompe.

Opération

L'huile est aspirée par la pompe à huile à engrenage droit et transportée vers le côté pression (9). Un canal amène l'huile (1) à partir du côté de pression (9) à la chambre de contrôle supérieure (4) de la soupape de limitation de pression, moyennant quoi ici la pression après la pompe à huile et en amont du filtre à huile est appliquée.

Le pétrole restant passe au-dessus du canal de pétrole brut au filtre à huile et enfin dans le canal d'huile principal. L'huile retourne dans le carter de la pompe à huile via un canal d'huile propre (3) et de là, via un alésage, alimente la chambre de commande inférieure (5) de la soupape de surpression. En conséquence, la pression du système dans le circuit d'huile est située dans la salle de contrôle (après le filtre à huile).

Les chambres de commande sont délimitées d'un côté par le piston de commande (6) sur lequel agit un ressort de compression (7).

Chambres-de-controle-dans-la-soupape-de-surpression-N47.png

À basse pression d'huile, la soupape de surpression est fermée.

Soupape-de-surpression-moteur-N47-fermee.png

La force de ressort du ressort de compression détermine la pression d'ouverture de la soupape de surpression.

Si la pression dans le circuit d'huile, c'est-à-dire dans la chambre de commande, augmente, le piston de commande est déplacé contre la force du ressort. La forme spéciale du piston de commande ouvre une connexion du côté pression de la pompe à huile à engrenage droit à la zone d'aspiration.

Moteur-de-soupape-de-surpression-N47-ouvert.png

Le circuit d'huile est fermé presque pour une courte période. Ainsi, en raison des conditions de pression, une certaine quantité d'huile s'écoule du côté de la pression dans la zone d'aspiration. Plus le piston de commande est ouvert, plus la quantité sortante est importante. Cela réduit la pression dans le système. Le piston de commande étant ouvert par la pression du système, un équilibre est établi. De cette manière, la pression maximale souhaitée dans le système n'est pas dépassée, ce qui est déterminé par la force du ressort de compression.

La raison pour laquelle le piston de commande est sollicité à la fois par l'huile directement après la pompe et par l'huile après le filtre est due aux raisons suivantes:

En raison de la connexion au circuit d'huile en aval du filtre, la pression d'huile réelle dans le système et non entre la pompe à huile et le filtre à huile.

Si le filtre à huile est sale, la pression sur le filtre à huile diminue à mesure qu'il monte après la pompe. Lorsque la soupape de commande de pression est commandée exclusivement par la pression en aval de la pompe, pourrait ouvrir la soupape de décharge de pression dans ce cas, bien que la pression maximale est pas atteinte dans le système. Dans le cas extrême, cela pourrait conduire à des points de lubrification insuffisants.

Un dispositif de commande du piston de commande uniquement avec de l'huile par le filtre à huile signifie que lors d'un démarrage à froid (à des températures très basses et de l'huile en conséquence résistant) serait mis en place une très haute pression dans le circuit d'huile du moteur jusqu'à ce que l'huile atteigne la soupape de limitation de pression et entre en action de la pression.

La haute pression peut endommager les composants et entraîner un mauvais démarrage du moteur en raison de la puissance motrice accrue de la pompe à huile.

La superposition des deux pressions sur le limiteur de pression assure une protection optimale des composants tout en garantissant des points de lubrification fiables et un bon comportement au démarrage à froid.

Filtration d'huile et refroidissement d'huile

Filtre à l'huile

Le filtre à huile est utilisé pour nettoyer l'huile et empêcher la saleté de pénétrer dans le circuit d'huile et donc dans les paliers. Le moteur N47 utilise le filtre à huile principal utilisé sur tous les moteurs BMW. La quantité totale d'huile pompée par la pompe à huile passe par le filtre à huile principal.

Moteur-filtre-a-huile-N47.png

Clapet anti-retour

L'huile passe à travers la pompe à huile dans le filtre à huile et traverse un clapet anti-retour (3). Cela empêche la vidange du filtre à huile à l'arrêt du moteur, en le laissant circuler à travers l'huile dans une seule direction et arrête l'écoulement d'huile dans l'autre sens.

Cela garantit que les points de lubrification sont alimentés en huile lors du démarrage du moteur. L'huile doit surmonter une pression d'ouverture dans le clapet anti-retour (3) de 0,2 bar. Surtout après une longue durée de vie du moteur pourrait conduire à la génération de bruit ou même de mauvais fonctionnement du moteur peu après le démarrage du moteur à des passages d'huile vides renversées.

Filtre soupape de dérivation

Afin d'assurer l'alimentation en huile vers les points de lubrification, également dans un filtre à huile contaminée (2) est parallèle au filtre dans la partie supérieure d'une soupape de dérivation de filtre (1) (soupape de dérivation) est disposé. Augmente, en raison d'un filtre à huile bloqué (2), la différence de pression de la pression d'huile avant et après le filtre à huile à plus de 2,5 bar, et la soupape de dérivation de filtre (1) et l'huile (mais non filtrée) débouche passe sur les points de graissage.

À basse température extérieure, l'huile froide peut être si visqueuse qu'elle bloque le filtre à huile. Dans ce cas également, la vanne de dérivation du filtre s'ouvre.

Robinet de vidange

Lorsque le filtre est changé, l'huile est renvoyée dans le carter d'huile via la vanne de vidange dans un canal de retour. Le fond de la cartouche de filtre est reliée à un piston avec un joint d'étanchéité qui ferme l'écoulement de retour lorsque le couvercle du filtre est fermée.

Filtre-a-huile-avec-vanne-de-vidange.png

Si le couvercle du filtre à huile est ouvert pour changer l'huile, la cartouche de filtre attachée au couvercle du filtre à huile se déplace également vers le haut. Le piston avec le joint est retiré du canal de retour et l'huile s'écoule vers le carter d'huile.

Huile de refroidissement échangeur de chaleur

Avec des moteurs à haute performance et à forte charge thermique, il existe un risque que l'huile de graissage soit trop chaude lors de la conduite. Pour cette raison, le moteur N47 utilise un échangeur de chaleur à huile. L'échangeur de chaleur huile-liquide assure que l'huile se réchauffe rapidement dans la phase de réchauffement et assure ensuite un refroidissement suffisant de l'huile.
L'échangeur de chaleur huile-liquide circule dans des directions opposées à plusieurs niveaux, appelés plaques. Cela transfère la chaleur d'un fluide à l'autre.

Le graphique suivant montre les trajectoires de l'huile et du circuit de refroidissement à travers le filtre à huile et l'échangeur de chaleur huile-fluide frigorigène.

Moteur-echangeur-de-chaleur-de-refroidissement-d-huile.png

Soupape de dérivation de l'échangeur de chaleur

La même fonction que la vanne de dérivation du filtre est la vanne de dérivation de l'échangeur de chaleur. Lorsque la pression d'huile augmente en raison d'un échangeur de chaleur à huile refroidie, la soupape de dérivation d'échange thermique s'ouvre à une pression de 2,0 bars et l'huile de lubrification (bien que non refroidie) atteint également les points de lubrification.

Buses de pulvérisation d'huile et vanne de refroidissement à piston

Buses de pulvérisation d'huile

Les buses de pulvérisation d'huile servent à guider l'huile pour la lubrification ou le refroidissement à des positions définies des pièces mobiles qui ne peuvent pas être atteintes via les conduits.

Buses de pulvérisation d'huile pour le refroidissement des pistons

Buse-de-pulverisation-d-huile-pour-le-refroidissement-du-piston.png

La buse de pulvérisation d'huile alimente le dessous du piston en huile. Il injecte exactement dans le canal de refroidissement, où le pétrole s'accumule. Le mouvement du piston assure la circulation de l'huile et un effet dit "shaker". L'huile oscille dans le canal et améliore ainsi l'effet de refroidissement. L'huile s'écoule à nouveau par des forages supplémentaires. Afin d'obtenir un refroidissement optimal, un positionnement exact des buses de pulvérisation d'huile est nécessaire.

Assurez-vous de remplacer les gicleurs d'huile pliés ou endommagés, au risque d'endommager le moteur.

Le positionnement est effectué à l'aide d'un outil spécial. Veuillez suivre les instructions de réparation. 1

Buse de pulvérisation d'huile pour la lubrification de la chaîne de distribution

L'entraînement par chaîne est lubrifié par une buse de pulvérisation d'huile. C'est une pièce en plastique qui est vissée dans le carter du réducteur. Si la pression d'huile est suffisante, l'huile est injectée à travers deux petits trous sur les deux chaînes de distribution (chaîne de distribution entre le vilebrequin et la pompe haute pression, chaîne de distribution entre la pompe haute pression et l'arbre à cames).

Si la chaîne tombe dans le carter pendant le travail d'assemblage, la buse de pulvérisation d'huile peut être endommagée. 1

Vanne de refroidissement de piston

La vanne de refroidissement du piston est généralement située devant les buses de pulvérisation d'huile pour le refroidissement du piston. Dans le moteur N47, chaque buse de pulvérisation d'huile est équipée de sa propre vanne de refroidissement à piston.

Les vannes de refroidissement à piston garantissent que les buses de pulvérisation d'huile ne fonctionnent qu'à une pression définie de 1,2 bar. Cela a plusieurs raisons:

Si la pression d'huile était trop basse, l'huile de pulvérisation n'atteindrait pas le fond du piston.
Cela évite qu'une pression d'huile trop faible entraîne une perte de pression supplémentaire sur les buses d'huile et que les points de graissage du moteur ne soient pas atteints.

Lorsque le moteur est à l'arrêt, les gaines d'huile ne peuvent plus être vides par les buses de pulvérisation d'huile et aucune huile ne se trouve sur les points de graissage lors du démarrage du moteur.

Vanne-de-refroidissement-du-piston-dans-la-buse-de-pulverisation-d-huile-pour-le-refroidissement-du-.png

La vanne de refroidissement à piston fonctionne grâce à un piston qui ferme par ressort le passage de l'huile aux buses de pulvérisation d'huile. Seulement à partir d'une pression d'huile définie, le piston cède la place à la force du ressort et permet à l'huile d'atteindre les buses de pulvérisation d'huile. Le piston a une section transversale carrée avec des bords arrondis qui servent de bande de roulement dans le cylindre. Lorsque la vanne de refroidissement du piston est fermée, la face frontale sert de surface d'étanchéité. Lorsque la vanne s'ouvre, l'huile peut s'écouler entre la paroi du cylindre et les côtés plats du piston.

Surveillance de l'huile

Interrupteur de pression d'huile

L'interrupteur de pression d'huile est situé sous le filtre à huile sur le boîtier du filtre à huile.

Positionnez-le-contacteur-de-pression-d-huile-N47-du-moteur.png

L'interrupteur de pression d'huile sert à surveiller le système de lubrification. Le témoin de pression d'huile est mis à la terre via le contacteur de pression d'huile. L'interrupteur de pression d'huile est maintenu fermé par un ressort (3) et peut être ouvert par la pression d'huile. Le voyant de pression d'huile s'allume lorsque la pression d'huile est trop basse pour ouvrir le contacteur de pression d'huile. Le ressort définit la valeur à laquelle la pression de l'huile s'ouvre. Avec le moteur N47, cette valeur est d'environ 0,2 à 0,5 bar.

Interrupteur-de-pression-d-huile.png

Le voyant rouge s'allume et un signal sonore retentit pendant que vous conduisez (par ex. Pression d'huile moteur trop faible):

Interrupteur-de-pression-d-huile-2.png

Arrêtez immédiatement et arrêtez le moteur.
Vérifiez le niveau d'huile, rajoutez de l'huile si nécessaire.
Si le niveau d'huile moteur est correct, contactez le service BMW le plus proche. 1
Si la prise du contacteur de pression d'huile n'est pas fixée, aucun avertissement de pression d'huile ne sera émis. 1

Capteurs d'huile électroniques

Les capteurs d'huile électroniques sont utilisés pour enregistrer des valeurs telles que la température de l'huile et le niveau d'huile.

Pour le moteur N47, le capteur de condition d'huile (QLT, Quality Level Temperature Sensor) est utilisé. Le QLT est également capable de déterminer la qualité de l'huile. Le M47TU2 utilise toujours le capteur de niveau d'huile thermique (TÖNS).

Petrole-Condition-capteur.png

Le capteur est constitué de deux condensateurs cylindriques empilés.

La qualité de l'huile est déterminée par le condenseur inférieur inférieur (6).

Comme électrodes de condensateur, deux tubes métalliques (2 + 3) sont disposés l'un dans l'autre.

Entre les électrodes, l'huile est un diélectrique. La propriété électrique de l'huile change avec l'usure et la dégradation des additifs.

Dans les condensateurs du cylindre supérieur, en fonction du niveau d'huile, seule une partie de la surface est mouillée avec de l'huile. En fonction du niveau d'huile, la capacité du condensateur du cylindre change. Le niveau d'huile peut être calculé à partir des valeurs des condensateurs inférieur et supérieur du DME.

Diélectrique: substance non conductrice dans un champ électrique. Le champ électrique traverse un isolant (huile). La charge des plaques de condensateur est influencée par l'isolant (huile).

En raison des propriétés électriques modifiées de l'huile (diélectrique), la capacité du condensateur (capteur de condition d'huile) change. Cela signifie que cette valeur de capacité est transformée en un signal numérique dans le capteur intégré au capteur.

Cependant, ce signal de capteur n'est pas utilisé dans le moteur N47. Il n'y a pas d'inclusion de la qualité de l'huile dans les données CBS.

Le niveau d'huile et la température de l'huile sont enregistrés en continu tant que la tension est appliquée à la borne 15. Le capteur de condition d'huile est alimenté en tension via la borne 87.

L'électronique du capteur de condition d'huile a une fonction d'autodiagnostic. Si une erreur survient dans le composant, un message d'erreur correspondant est envoyé au DDE.

Niveau d'huile mesure

Avertissements

avertissements.png

L'indicateur jaune s'allume et un gong sonne:

S'allume en conduisant:

Le niveau d'huile est au minimum, alors remplissez l'huile moteur dès que possible. Jusque-là, ne conduisez pas plus de 50 km.

S'allume après avoir arrêté le moteur: Huile moteur à la prochaine occasion, par exemple. B. Recharge de ravitaillement.

S'allume immédiatement après avoir mis le contact et avant de démarrer le moteur:

Le système de mesure du niveau d'huile électrique est défectueux. Faites vérifier le service BMW. 1
La procédure de mesure du niveau d'huile se trouve dans le mode d'emploi.
La consommation d'huile dépend du style de conduite et des conditions d'utilisation. 1

Toute plainte de consommation d'huile est souvent due à une méthode de mesure incorrecte. La mesure exacte de la consommation d'huile peut être trouvée dans le TIS.

Une mesure de la consommation d’huile doit être effectuée au plus tôt après une distance de marche de 7500 km, car alors seulement le rodage du moteur en grande partie

Une mesure de la consommation d'huile doit être effectuée au plus tôt après une distance de 7500 km, car c'est seulement après que le processus de lavage du moteur est largement terminé et que la consommation d'huile s'est stabilisée. 1

Contrôle du niveau d'huile avec jauge

Dans les moteurs diesel, une jauge d'huile est installée en plus de la mesure électronique du niveau d'huile.

La poignée de la jauge est située directement à côté du couvercle du boîtier du filtre à huile.

Étant donné que le véhicule est équipé d'une mesure électronique du niveau d'huile, la jauge est dotée d'une poignée noire discrète. Pour lire le niveau d'huile correct sur la jauge à huile, la procédure suivante doit être suivie:

Garez le véhicule horizontalement avec le moteur chaud, c.-à-d. Après une conduite continue d'au moins 10 km.
Éteignez le moteur.
Après environ 5 minutes, retirez la jauge et utilisez un chiffon non pelucheux, un mouchoir en papier ou similaire. Essuyez.
Poussez délicatement la jauge dans le tube plongeur d'huile aussi loin que possible et retirez-la.
Le niveau d'huile doit se situer entre les deux repères de la jauge.
La quantité d'huile entre les centres des deux repères de la jauge est d'env 1 litre
Ne dépassez pas la marque supérieure de la jauge, sinon une trop grande quantité d'huile risque d'endommager le moteur. 1

Mesure électronique du niveau d'huile.

La jauge a une poignée noire discrète, car elle est uniquement destinée à l'entretien. 1

Les exigences pour un affichage précis du niveau d'huile peuvent être trouvées dans les graphiques suivants.

Pour afficher le niveau d'huile dans l'écran d'information central (CID), appelez le contrôle du niveau d'huile dans le menu "Données embarquées". Les textes de message possibles figurent dans le mode d'emploi. Le niveau d'huile moteur mesuré peut également être affiché sur l'écran de contrôle (CD). Le DDE utilise le capteur de condition d'huile pour calculer le niveau d'huile moteur.

Fondamentalement, la mesure du niveau d'huile électronique est divisée en trois types:

Mesure de contrôle du niveau d'huile (mesure du niveau d'huile)

Cette mesure a lieu à la borne 15 avant le démarrage du moteur. C'est juste une vérification qu'il y a suffisamment d'huile pour démarrer le moteur. À cette fin, un seuil a été défini, qui est inférieur au minimum. Si le niveau d'huile est supérieur à ce seuil, le moteur peut fonctionner suffisamment longtemps sans être endommagé jusqu'à ce que la mesure de l'orientation ait été effectuée.

Mesure d'orientation

La mesure de l'orientation a lieu immédiatement après le démarrage du moteur. Il permet d'afficher une valeur après un temps relativement court. Ici, il est important de savoir si la mesure se fait debout ou en conduisant.

Mesure dynamique du niveau d'huile.

Cette mesure fournit la valeur exacte du niveau d'huile. Dans cette mesure, la consommation d'huile ou une éventuelle perte d'huile peuvent être déterminées. Dans le cas d'une mesure dynamique du niveau d'huile, une valeur moyenne à court terme est déterminée en premier lieu et une valeur moyenne à long terme, également stockée dans l'électronique du moteur, uniquement après un long trajet.

Le capteur de condition d'huile ou le capteur de niveau d'huile thermique mesure chaque seconde. Pour une "détermination du niveau d'huile", ces mesures individuelles sont combinées en ce que l'on appelle des paquets (par exemple, des paquets de 10 stations avec le moteur en marche, soit 10 secondes de mesure avec 10 valeurs individuelles).

À partir de ces emballages, le niveau d'huile est calculé avec un facteur de correction. Ce facteur de correction tient compte de la vitesse, des accélérations longitudinales et latérales, etc., car celles-ci ont une influence directe sur la hauteur réelle de l'huile dans le carter d'huile.

Après le remplacement ou la reprogrammation de l’unité de commande du moteur, aucun niveau d’huile n’a été mémorisé au départ. Seulement après environ 5 minutes d’exécution, le niveau d’huile correct est affiché. 1

Les graphiques suivants sont affichés en allemand et en anglais. Les autres langues ne sont pas disponibles.

Mesure-de-controle-du-niveau-d-huile.png

mesure-d-orientation.png

Mesure-du-niveau-d-huile-et-diagnostics-QLT.png

Mesure-de-controle-du-niveau-d-huile_20180829-1227.png

Mesure-de-l-orientation.png

Mesure-du-niveau-d-huile-et-diagnostic-QLT.png

Le niveau d'huile provient du capteur de condition d'huile mesurée et affichée dans le combiné d'instruments et / ou dans l'écran central d'informations (CID).
Le signal du capteur de niveau d'huile thermique ou du capteur de condition d'huile est évalué dans le DDE. Le signal évalué passe ensuite au CID via les systèmes de bus spécifiques au véhicule.

La détection du niveau d'huile protège le moteur des faibles niveaux d'huile et des dommages associés au moteur. Un débordement du moteur, qui peut entraîner des fuites, est affiché comme un avertissement.

La condition préalable à l’indication la plus précise du niveau d’huile est la mesure lorsque le moteur est chaud, par exemple. B. après une conduite continue d'au moins

10 km (température de l'huile> 70 ° C). Le niveau d'huile peut être affiché en conduisant ou en se tenant sur une surface plane avec le moteur en marche.

Indicateur électronique de niveau d'huile sans CID

Levier-de-colonne-de-direction-pour-indicateur-de-direction.png

Appuyez sur le bouton 2 du levier des clignotants vers le haut ou le bas jusqu'à ce que le symbole et "OIL" apparaissent à l'écran.
Appuyez sur le bouton 1 du levier des clignotants. Le niveau d'huile est vérifié et affiché.

Options-d-affichage-dans-le-groupe-d-instruments.png

Niveau d'huile d'accord.
Niveau d'huile au minimum.

À la prochaine occasion max. Ajouter 1 litre d'huile. Si aucune huile n'est ajoutée, cette demande apparaît encore et encore jusqu'à ce que le niveau d'huile minimum soit dépassé.

Niveau d'huile trop élevé.

3 Trop d’huile nuit au moteur. Faites vérifier le véhicule immédiatement. 1

L’huile trop chargée doit être aspirée par un sous-traitant BMW jusqu’à la limite maximale. Si aucune huile n'est vidangée, cette demande apparaît encore et encore jusqu'à ce que le niveau d'huile maximum soit atteint.

Le capteur de niveau d'huile est défectueux.

Ne pas remplir d'huile. La continuation est possible. Notez la distance restante calculée jusqu'à la prochaine vidange. Faites vérifier le système dès que possible.

Le niveau d'huile de la dernière consommation d'huile mesurée est prévu et affiché à l'écran. En cas de défaillance du combiné d'instruments, le niveau d'huile peut également être lu avec le système de diagnostic BMW.

Le niveau d'huile est déterminé.

Ce processus peut prendre environ 3 minutes lorsque vous êtes debout sur une surface plane, tandis que le trajet dure environ 5 minutes.

Indicateur électronique de niveau d'huile avec CID

Appuyez sur le bouton "MENU".
Le menu de démarrage est appelé.
Appuyez sur le contrôleur pour appeler le menu "i".
Sélectionnez "Service" et appuyez sur le contrôleur.
Si nécessaire, déplacez-vous vers la case du haut. Tournez le contrôleur jusqu'à ce que "Service Requirement" soit sélectionné et appuyez sur le contrôleur.
Si nécessaire, passer au deuxième champ à partir du haut. Tournez le contrôleur jusqu'à ce que "Niveau d'huile" soit sélectionné et appuyez sur le contrôleur. Le niveau d'huile est affiché.

Messages possibles:

Indicateur-electronique-de-niveau-d-huile-avec-CID.png

Indicateur-electronique-de-niveau-d-huile-avec-CID-2.png

Vue d'ensemble de l'air d'admission et du système d'échappement

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Système d'admission

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L'air aspiré brut (A) pénètre (non illustré) via le tuyau d'air d'admission et le tube d'air non filtré (13) dans le filtre à air (1). Dans le filtre à air, l'air brut est filtré et l'air pur (B). L'air pur passe du filtre à air via le compteur de masse d'air à film chaud et le tuyau d'air propre jusqu'au turbocompresseur (3). De plus, les gaz de fuite sont également introduits dans la conduite d'air propre par le biais du raccord de gaz (2). Dans le turbocompresseur à gaz d'échappement, l'air pur est comprimé et s'échauffe. L'air de charge (C) comprimé et chauffé est acheminé dans le tuyau d'air de suralimentation (12) vers le refroidisseur intermédiaire (11).

Depuis le refroidisseur intermédiaire, l'air de suralimentation (D) et le papillon des gaz (7) maintenant refroidis. En fonction de la position de la manette des gaz, l'air de suralimentation refroidi (D) traverse la tubulure d'admission (5). Dans le collecteur d'air d'admission (5) s'ouvre la recirculation des gaz d'échappement.

Si le tuyau d'air propre est gravement huilé après la connexion. Gaz soufflés, il peut être fermé à des gaz soufflés. La raison en est généralement une fuite au niveau du moteur (par ex. Joint d'étanchéité du vilebrequin) ou du faux air via les lignes de vide. Un turbocompresseur à gaz d'échappement lubrifié est alors une conséquence et n'indique pas de défaut dans le turbocompresseur. 1

Guidage d'air brut

Le conduit d'air brut comprend le tuba d'air brut et le tuyau d'air brut. Les deux sont conçus en fonction des aspects de la sécurité en cas de collision en faveur de la protection des piétons. Cela se traduit par des matériaux très souples et des attaches élastiques.

Dans le cas du moteur N47, le tuba à air brut est une hotte aspirante dite non filtrée. Ceci est une grande surface, mais conçu exceptionnellement plat. L'air est aspiré au-dessus du module de refroidissement.

Silencieux d'admission

Pour la première fois dans un moteur diesel BMW, le silencieux d’admission est fixé au véhicule. Le boîtier est conçu pour pouvoir s’écrouler en cas d’impact par le haut (collision avec un piéton). C'est-à-dire qu'il peut être compressé de plusieurs centimètres.

Compteur massique d'air à film chaud (HFM)
 
Le compteur de masse d'air à film chaud est situé directement derrière le silencieux d'admission. Il est attaché au logement. Le HFM6 numérique déjà connu est utilisé Le signal du HFM est utilisé pour mesurer la quantité de carburant et pour déterminer le taux EGR.

Turbocompresseur

L'air d'admission est comprimé dans le turbocompresseur à gaz d'échappement. De cette manière, il est possible de transporter beaucoup plus d’oxygène dans la chambre de combustion.
Le fonctionnement du turbocompresseur à gaz d'échappement est décrit dans le chapitre système d'échappement.

Intercooler

L'air se réchauffe pendant la compression dans le turbocompresseur à gaz d'échappement. En conséquence, il se développe. Cet effet contrecarre les avantages du turbocompresseur à gaz d'échappement, car moins d'oxygène peut être acheminé dans la chambre de combustion. Dans le refroidisseur intermédiaire, l'air comprimé est refroidi, la densité augmente et ainsi, plus d'oxygène peut être acheminé dans la chambre de combustion.

Le refroidisseur d'air de suralimentation est disposé à l'extrémité inférieure du module de refroidissement.

Charge capteur de température d'air

Le capteur de température d'air de suralimentation détecte la température de l'air frais comprimé. Il est assis dans le tube de surpression, directement devant l'accélérateur.

La température de l'air de suralimentation est utilisée pour le calcul de remplacement de la masse d'air.
Cela rendra la valeur du HFM plausible. Si le HFM échoue, la valeur de remplacement est utilisée pour déterminer la quantité de carburant et le taux EGR.

La fonction électrique est décrite dans la section Electricité du moteur.

Accélérateur

Tous les moteurs diesel équipés d'un système de filtre à particules nécessitent un papillon des gaz. En étranglant l'air d'admission, le papillon des gaz assure que les températures des gaz d'échappement augmentées pour la régénération du filtre à particules sont atteintes. Le papillon des gaz est fermé lorsque le moteur est arrêté, ce qui réduit les secousses du moteur lors de l'arrêt. Après avoir éteint le moteur, le papillon est à nouveau ouvert.

Le papillon des gaz est monté directement devant le système d'admission.

Collecteur d'air d'admission

Le collecteur d'air d'admission est en plastique. Dans celui-ci, l'air est divisé entre les différents cylindres. De plus, les canaux de chaque cylindre sont à nouveau divisés en canaux tourbillonnaires et tangentiels. Les deux canaux sont amenés sur le côté de la culasse avec le moteur N47.

Le conduit de tourbillonnement assure une turbulence fiable dans la chambre de combustion, le conduit tangentiel permettant un remplissage optimal du cylindre, raison pour laquelle le conduit tangentiel est souvent appelé conduit de remplissage. Dans les canaux tangentiels se trouvent les volets de tourbillon.

Le canal tourbillonnant peut être vu à sa section transversale approximativement rectangulaire, tandis que le canal tangentiel est rond.

Volets de turbulence

Les volets de turbulence ferment les canaux tangentiels afin de générer une turbulence plus importante de l'air dans la chambre de combustion à faible vitesse. À mesure que la vitesse augmente, ils s'ouvrent pour assurer le remplissage du cylindre par les canaux tangentiels.

Les volets de turbulence sont ajustés par une liaison entraînée par un moteur à courant continu. La commande du moteur à courant continu et les paramètres de la commande sont décrits dans la section relative à l'alimentation électrique du moteur.

Echappement

Le post-traitement des gaz d'échappement a une fonction similaire à celle du moteur M47TU2 avec filtre à particules diesel. Cependant, il y a un changement dans la recirculation des gaz d'échappement (EGR).

Au niveau de puissance supérieur, une soupape de dérivation permet de contourner le refroidisseur EGR.

En outre, le moteur N47 est équipé d'un turbocompresseur à géométrie de palettes variable (VNT, turbine à buses variables) et d'un actionneur électronique.

Le catalyseur d'oxydation et le filtre à particules diesel sont proches du moteur dans un boîtier.

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Collecteur d'échappement

Le moteur N47 est équipé d'un collecteur d'échappement coulé quatre en un. À l'avant se trouve la sortie de recirculation des gaz d'échappement.

Turbocompresseur

Le turbocompresseur est entraîné par les gaz d'échappement du moteur. Les gaz d'échappement chauds et pressurisés traversent la turbine du turbocompresseur à gaz d'échappement et fournissent ainsi la force motrice au compresseur.

Ici, l'air d'admission est précomprimé, de sorte qu'une masse d'air plus élevée pénètre dans la chambre de combustion du moteur. Cela permet d'injecter et de brûler une plus grande quantité de carburant, ce qui entraîne une augmentation de puissance et de couple du moteur.

Les vitesses de rotation de la turbine sont comprises entre 100 000 et 200 000 tr / min. La température d'entrée des gaz d'échappement peut atteindre environ 850 ° C.

La puissance d'un moteur turbo peut atteindre la puissance d'un moteur à aspiration naturelle beaucoup plus volumineux. L'effet de charge peut également être utilisé pour atteindre une certaine performance avec un petit moteur avec une consommation de carburant réduite.

Géométrie à palettes variables (VNT, Turbine à buses variables)

Le moteur N47 utilise un soi-disant VNT
Contrôle avec pression de suralimentation jusqu'à 2,5 bar
Pression absolue sur.

La géométrie variable de la turbine permet de modifier les conditions de débit d'air du turbocompresseur en fonction du point de fonctionnement du moteur.

Les palettes sont ajustées par le régulateur de pression de charge (e-actuator). En ajustant les ailettes, la section de passage ("s", voir graphique ci-après) est réduite. La vitesse d'entrée des gaz d'échappement et donc la pression des gaz d'échappement sur la roue de turbine augmente.

Le transfert d'énergie (amélioration de l'efficacité) sur la roue de turbine et le compresseur est ainsi accru, surtout à basse vitesse. La pression de suralimentation augmente et la quantité d'injection peut être augmentée par le DDE.

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Avec l'augmentation de la vitesse du moteur, les aubes s'ouvrent progressivement pour que le transfert d'énergie reste toujours en équilibre avec la vitesse du compresseur souhaitée et le niveau de pression de suralimentation requis.

La géométrie variable de la turbine permet une utilisation plus efficace de l’énergie des gaz d’échappement, ce qui permet d’améliorer encore le rendement du turbocompresseur par rapport au «Wastegate control».

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La plaque de pression de suralimentation est contrôlée par le DDE avec un signal modulé en largeur d'impulsion.

A propos d'une tige de commande, un anneau de réglage tourne, ce qui déplace les palettes. En fonction de la position des aubes directrices, une section d'écoulement plus ou moins grande résulte pour la roue de turbine.

Par rapport à un turbocompresseur conventionnel à gaz d'échappement (ATL), qui a toujours une section d'écoulement constante, cela signifie un degré de liberté supplémentaire pour optimiser le comportement thermodynamique. De plus, l'ATL avec VNT ne nécessite pas de soupape de décharge.

Le contrôle de l'actionneur de pression de suralimentation est expliqué plus en détail dans la section Moteur électrique.

Post-traitement des gaz d'échappement

Le moteur N47 possède un convertisseur catalytique à oxydation et un filtre à particules diesel (DPF) pour le post-traitement des gaz d'échappement. Les deux sont dans le même logement. Le Oxi-Kat est comme d'habitude avant le DPF.

Catalyseur

Le catalyseur d'oxydation à couplage étroit assure la conversion des composants d'échappement suivants sur toute la plage de fonctionnement:

2NO + O2 => 2NO2
2CO + O2 => 2CO2

• CxHy + (x + y / 4) O2 => yCO2 + x / 2 H2O

Les particules de suie traversent le catalyseur d'oxydation sans entrave. En raison de la teneur élevée en oxygène dans l'échappement, l'effet du catalyseur d'oxydation commence à environ 170 ° C. À environ 350 ° C, les émissions de particules augmentent à nouveau. La teneur en soufre du carburant produit des sulfates (composés soufre-oxygène). Une réduction de la teneur en soufre du carburant contribue à la réduction de la formation de particules.

Filtre à particules diesel

Le filtre à particules diesel assure la conversion des composants d'échappement suivants:

C + 2NO2 => CO2 + 2NO
C + O2 => CO2
2CO + O2 => 2CO2

Couper-a-travers-le-filtre-a-particules-diesel.png

L'élément filtrant du filtre à particules diesel est constitué d'un monolithe en céramique en carbure de silicium résistant aux hautes températures. Il est poreux à 50% avec un revêtement catalytique à base de platine. Ce revêtement assure une réduction de la température d'allumage des suies et assure ainsi un bon comportement de régénération du filtre à particules diesel.

Les gaz d'échappement s'écoulent du catalyseur d'oxydation dans les passages d'entrée du filtre à particules diesel. Celles-ci sont fermées à leurs extrémités. Chaque canal d'entrée est entouré de quatre canaux de sortie.

Les particules de suie se déposent sur le revêtement de platine des canaux d'entrée et y restent jusqu'à ce qu'elles soient brûlées en augmentant la température des gaz d'échappement. Les gaz d'échappement purifiés s'échappent des passages d'échappement par les parois filtrantes poreuses revêtues de platine.

Les particules de suie (particules de carbone) déposées sur les parois du filtre obstrueraient définitivement le filtre à particules diesel. Par conséquent, les particules de suie doivent être brûlées. Cela se produit lorsque la température des gaz d'échappement est supérieure à la Rußzündtemperatur. Ce processus est appelé régénération de filtre. Les particules de carbone sont converties en dioxyde de carbone gazeux (CO2).

Les particules de suie ont une température d'inflammation relativement élevée. Pendant le fonctionnement continu à pleine charge, ces températures peuvent être atteintes. Il utilise la régénération naturelle, qui est soutenue par le catalyseur d'oxydation en amont par la formation de NO2.

Si un moteur diesel fonctionne continuellement dans la plage de charge partielle, la température requise pour les gaz d'échappement n'est généralement pas atteinte. Les particules piégées dans le filtre à particules diesel augmentent la contre-pression des gaz d'échappement.

Un capteur de pression enregistre l'augmentation de pression avant le filtre à particules diesel, une régénération peut être initiée.

À cette fin, l’air d’admission est étranglé par le papillon des gaz, de sorte que moins d’air frais purge le cylindre, ce qui extrait la chaleur de l’échappement. Un démarrage d'injection ultérieur et une post-injection augmentent également la température des gaz d'échappement.

La conversion du monoxyde d'azote en dioxyde d'azote dans le catalyseur d'oxydation réduit la température d'inflammation des particules de suie et favorise ainsi la régénération des particules de suie dans le filtre à particules diesel.

Le filtre à particules diesel retient toutes les particules. Cela inclut également les particules non régénérables telles que les poches d'huile, l'abrasion des métaux et les résidus d'additifs. Les particules non régénérables entraînent un colmatage lent du filtre à particules diesel.

Le filtre à particules diesel est donc soumis à un intervalle de changement. Un changement de filtre à particules diesel est affiché via CBS. L'intervalle de changement peut être compris entre 160 000 km et 220 000 km.

Si la teneur en soufre du carburant diesel est> 50 à 100 ppm, cela peut entraîner une forte fumée blanche et une odeur de soufre au niveau du tuyau d'échappement. 1

Recirculation des gaz d'échappement (EGR)

La recirculation des gaz d'échappement permet de réduire la formation d'oxydes d'azote (NOx). Les oxydes d'azote sont produits en plus grande quantité lorsque la combustion a lieu à un excès d'air et à une température très élevée. L'oxygène se combine avec l'azote de l'air de combustion pour former du monoxyde d'azote (NO) et du dioxyde d'azote (NO2).

La recirculation des gaz d'échappement est parfois requise dans le moteur diesel au ralenti et toujours dans la plage de charge partielle, car elle fonctionne ici avec un excès d'air particulièrement important.

En raison des gaz d'échappement recirculés, ajoutés à l'air frais et se comportant comme du gaz non impliqué (gaz inerte), on obtient:

une plus faible proportion d'oxygène et d'azote dans le cylindre,

une réduction de la température maximale de combustion jusqu'à 500 C. Cet effet est encore accru lorsque les gaz d'échappement recirculés sont refroidis.

L'EGR commence avec le moteur N47 au collecteur d'échappement. Cela a la connexion pour le front-end. Connecté à la vanne EGR, qui contrôle la quantité de gaz d'échappement recirculés.

La vanne EGR est suivie par le refroidisseur EGR. Ceci est conçu différemment selon le niveau de puissance et l'équipement. La vanne EGR et le refroidisseur EGR sont combinés dans le module dit EGR.

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Le passage EGR du refroidisseur EGR au collecteur d'admission est coulé dans la culasse. Au collecteur d'air d'admission, les gaz d'échappement sont finalement ajoutés à l'air frais.

Soupape EGR

La vanne EGR contrôle la recirculation des gaz d'échappement vers le système d'admission. Il est situé devant le refroidisseur EGR, il est donc soumis à une charge à haute température. Cependant, il n'est pas refroidi par lui-même. Ceci est possible car il est contrôlé par une boîte à vide.
Les vannes EGR électriques sont nettement plus sensibles à la charge thermique.

Comme mentionné précédemment, la vanne EGR est ouverte par pression négative. A cette fin, un transducteur de pression électropneumatique (EPDW) est contrôlé par le DDE via un signal modulé en largeur d'impulsion (signal PWM). L'EPDW applique alors une pression négative correspondante à la boîte à vide de la soupape EGR. En conséquence, la soupape EGR est ouverte contre une force de ressort.

Le signal PWM détermine la pression négative et la pression négative détermine le débattement de la vanne. On peut donc lui attribuer une quantité définie de gaz d'échappement.

Avec une largeur d'impulsion de 10%, la vanne EGR est fermée, à 90%, elle est complètement ouverte.

Si aucune pression n'est appliquée, la soupape EGR est fermée en raison de la force du ressort. En cas de défaillance d'un système électrique ou pneumatique, aucun gaz d'échappement n'est renvoyé.

Nouveau est le capteur sur la vanne EGR, qui reçoit le chemin d'ouverture. Le capteur est un potentiomètre. En détectant la course d’ouverture, le taux EGR peut être contrôlé beaucoup mieux.

Refroidisseur EGR

Un refroidisseur EGR peut augmenter l'efficacité de la recirculation des gaz d'échappement. Les gaz d'échappement refroidis peuvent extraire plus d'énergie thermique de la combustion et abaisser ainsi la température maximale de combustion.

Le refroidisseur EGR est monté sur le moteur N47 après la vanne EGR. Il est traversé par le liquide de refroidissement du moteur. Les gaz d'échappement sont transportés dans plusieurs tubes plats (de section approximativement rectangulaire) à travers ce flux de liquide de refroidissement. Il libère de l'énergie thermique au liquide de refroidissement.

Pour les niveaux de puissance supérieur et inférieur, différents refroidisseurs EGR sont utilisés. Dans l’étage supérieur, différents refroidisseurs EGR sont également utilisés, selon qu’il s’agit d’un véhicule à transmission manuelle ou automatique.

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Le refroidisseur EGR pour véhicules à transmission manuelle offre une nouveauté. Il est équipé d'un volet de dérivation qui permet aux gaz d'échappement de contourner le refroidisseur EGR lorsque cela est nécessaire.

Ceci est utile dans la phase de réchauffement du moteur pour amener le catalyseur à une température de fonctionnement plus rapide.

La vanne de dérivation est ajustée par une boîte à vide. Seuls les états sont activés et désactivés. L'unité de vide est contrôlée par une vanne de commutation électropneumatique, elle-même contrôlée par le DDE.

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Sans pression négative, la vanne de dérivation est fermée, d. h. les gaz d'échappement traversent le refroidisseur EGR. Si une pression négative est maintenant appliquée, la soupape de dérivation ouvre la dérivation (située dans le boîtier du refroidisseur EGR) et ferme simultanément l'entrée du refroidisseur EGR.

Système à vide

Le système de vide s'ajoute au système électrique pour activer différents composants.
Pour contrôler les composants de la pression négative, passez à une boîte à vide. La boîte à vide convertit la pression négative en mouvement.

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Une pompe à vide génère le vide et le rend disponible dans le système.
Pour passer l'aspirateur dans la boîte à vide, des vannes de commutation électropneumatiques ou des transducteurs de pression sont utilisés. Ceux-ci sont à nouveau contrôlés électriquement.

Un clapet anti-retour empêche le vide de s'échapper par la pompe à vide lorsque le moteur est éteint.

Pompe à vide

La pompe à vide du moteur N47 est installée dans le carter d'huile et forme une unité avec la pompe à huile et la coque de raidissement...

Pompe-a-huile-a-vide-avec-tuyau-d-aspiration-moteur-N47_20180829-1241.png

La raison de cet hébergement inhabituel est la hauteur ainsi économisée du moteur. Ainsi, la protection passive des piétons a été prise en compte.

C'est une pompe à palettes avec un boîtier en aluminium (AlSi9Cu3) avec un rotor en acier et une aile en plastique. Il est entraîné avec la pompe à huile via une chaîne du vilebrequin.

La pompe à vide a une capacité d'évacuation jusqu'à un vide de 500 mbar (absolu) en moins de 5 s.

Le canal de vide traverse le boîtier de la pompe à huile et du carter. À la sortie du carter moteur, la ligne principale d'aspiration vers le servofrein et les autres consommateurs est raccordée. Le clapet anti-retour se trouve directement sur cette connexion.

Capteur de pression électropneumatique
 
Pour contrôler la vanne EGR, un transducteur de pression électropneumatique (EPDW) est utilisé.

Le vide et la pression ambiante sont appliqués à l'EPDW. A partir de cela, une "pression de mélange" (pression de commande) est formée, avec laquelle l'unité de vide est sollicitée. Il est contrôlé électriquement par le DDE et, en fonction de ce signal, la pression de commande est réglée.

De cette manière, un réglage continu de la vanne EGR est possible.

Valve de commutation électro-pneumatique
 
Comme la EPDW, la vanne de commutation électropneumatique fonctionne également.

La différence réside dans le fait qu’elle ne crée aucune pression, mais ne fait que commuter la pression négative du système sur la boîte à vide.
Ainsi, aucun contrôle continu n'est possible, mais uniquement un contrôle "noir / blanc" ou activé / désactivé.

Dans le moteur N47, la vanne de dérivation autour du refroidisseur EGR est commutée par une vanne de commutation électropneumatique.

Système d'alimentation
 
Le moteur N47 est équipé d'un système Einspitz. Ici, la partie supérieure diffère du niveau de puissance inférieur, comme le montre le tableau suivant.

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Alimentation en carburant
 
L'alimentation en carburant est spécifique au véhicule et correspond à la célèbre variante diesel E87. Il comprend le réservoir de carburant complet avec pompe et tous les pipelines internes et externes. Ce système est resté largement le même pour le moteur N47. Seul le contrôle de la pompe à carburant électrique a changé.

La pompe à carburant électrique (EKP) est contrôlée par le module EKP via un signal PWM. Le module EKP reçoit à son tour une demande du DDE.

Cette exigence a jusqu'à présent été basée sur la charge et la vitesse du moteur. Maintenant, le contrôle dépend de la pression.

Pour ce faire, un capteur de pression / température combiné est installé sur la conduite de carburant directement devant la pompe haute pression. De cette manière, la pompe à carburant électrique est entraînée si nécessaire. Ainsi, la consommation d'énergie de la pompe à carburant est réduite, ce qui permet de réaliser des économies de carburant.

Aperçu du système niveau de puissance inférieur

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Niveau de performance supérieur de la vue d'ensemble du système

Systeme-Common-Rail-avec-injecteurs-PIEZO.png

Pompe haute pression

Le moteur N47 utilise une nouvelle pompe haute pression. C'est une pompe à un piston portant la désignation CP4.1. C'est la même chose pour les niveaux de puissance inférieur et supérieur du moteur N47.

La pompe haute pression se trouve du côté émetteur et est entraînée par la chaîne de distribution depuis le vilebrequin.

Il est capable de générer une pression de 1800 bars.

Régulateur de débit

Le régulateur de débit (unité de dosage) est également intégré à la pompe haute pression CP4.1. C'est une électrovanne qui contrôle la quantité de carburant fournie à la pompe haute pression en fonction de la carte. Le surplus de carburant est acheminé à la conduite de retour vers le réservoir.

En conséquence, la vanne de régulation de débit détermine la pression générée par la pompe et appliquée au rail.

De cette manière, la pompe haute pression ne génère pas de pression inutilement élevée en fonctionnement à charge partielle, qui serait ensuite évacuée via la vanne de régulation de pression du rail. Cela réduit la puissance d'entraînement de la pompe haute pression et donc la consommation du moteur.

La commande de la vanne de régulation de quantité est décrite dans la section Moteur électrique.

Rail (accumulateur haute pression)

La tâche du rail consiste à fournir du carburant sous haute pression pour l'injection de tous les cylindres.

Il est conçu de manière à ce que, même en éliminant de plus grandes quantités de carburant, la pression à l'intérieur reste pratiquement constante. Cela garantit que la pression d'injection reste presque constante lorsque l'injecteur est ouvert.
L'effet obtenu par l'effet de ressort à haute pression du carburant est utilisé pour obtenir l'effet de mémoire.

En outre, ces vibrations de pression qui se produisent en raison de la livraison de la pompe, amorties.
Le moteur N47 est doté d'un rail soudé qui est intégré dans le couvre-culasse.

Essentiellement, il s'agit d'un tube à paroi épaisse qui fournit des réceptacles pour les conduites haute pression, le capteur de pression du rail et la vanne de régulation de pression du rail.

Capteur de pression de rail

Le capteur de pression du rail est situé à l'extrémité avant du rail. Il a pour tâche de mesurer la pression dans le rail et de transmettre un signal correspondant au DDE.

Le capteur de pression du rail fonctionne avec un diaphragme de capteur déformé par la pression appliquée. Cette membrane convertit la déformation en un signal électrique qui est envoyé à un circuit d'évaluation. De là, le signal traité est envoyé au DDE.

Vanne de régulation de pression de rail

La vanne de régulation de pression du rail est capable de régler la pression correcte dans le rail. Pour ce faire, il s'ouvre lorsque la pression est trop élevée et laisse du carburant dans le retour jusqu'à ce que la pression souhaitée soit appliquée.

Si la pression est trop faible, il ferme et scelle la zone de haute pression.

Dans les systèmes à rampe commune des nouvelles générations, cependant, la vanne de régulation de pression du rail ne doit plus assumer cette tâche en fonctionnement normal. La pression dans le rail est maintenant ajustée via le régulateur de débit, ce qui permet de réduire le travail de pompage de la pompe haute pression, en particulier dans la plage de charge partielle.

La vanne de régulation de pression du rail est utilisée lorsque le conducteur quitte spontanément le gaz et applique ensuite une pression excessive dans le rail.

En outre, il est utilisé lors du démarrage à froid. Ensuite, la soupape de contrôle de débit laisse entrer la quantité maximale de carburant dans la pompe haute pression pour la chauffer par le travail de pompage. La surpression est alors libérée par la vanne de régulation de pression du rail.

Injecteurs

Les injecteurs sont des composants de haute précision capables d'injecter les quantités de carburant les plus petites et définies avec précision dans la chambre de combustion à des moments précis.

Pour les niveaux de puissance supérieur et inférieur, différents injecteurs sont utilisés.

L'étage de puissance inférieur utilise les injecteurs d'électrovanne connus chez BMW depuis l'introduction du système à rampe commune.
Dans l'étage supérieur de puissance, les injecteurs PIEZO connus depuis 2005 dans le M67TU / M57TU2 sont utilisés.

Dans les deux injecteurs, l'injection a lieu lorsque l'aiguille de la buse se soulève de la buse du trou et libère ainsi le carburant qui est là à haute pression.
L'ouverture de l'aiguille de la buse a lieu hydrauliquement dans les deux injecteurs. L'activation de la vanne de commutation, qui commande l'hydraulique dans l'injecteur, différencie l'injecteur PIEZO de l'injecteur de l'électrovanne. La fonction est d'abord décrite sur l'injecteur de l'électrovanne.

Injecteur-d-electrovanne-dans-la-section.png

Le carburant est acheminé depuis l'orifice haute pression (3) via un canal d'entrée vers la buse (8) et via le papillon d'entrée (6) dans la chambre de commande (10).
La chambre de commande est raccordée via le papillon de sortie (5) qui peut être ouvert par une électrovanne avec le retour de carburant (1). À l'état fermé de la vanne, la force hydraulique exercée sur le piston de commande de la vanne est supérieure à celle du niveau de pression de l'aiguille de la buse (9). En conséquence, l'aiguille de la buse est pressée contre son siège et ferme le passage haute pression à proximité de la chambre de combustion.

Lorsque l'électrovanne est actionnée, la connexion au retour de carburant via le papillon de sortie est ouverte. Cela réduit la pression dans la chambre de commande et donc la force hydraulique exercée sur le tiroir de la vanne.

Dès que la force hydraulique chute en dessous du niveau de pression de l'aiguille de la buse, l'aiguille de la buse s'ouvre pour que le carburant puisse atteindre la chambre de combustion par les trous de la buse.

Ce contrôle indirect de l'aiguille de la buse via un système d'amplification hydraulique est donc utilisé car les forces requises pour une ouverture rapide de l'aiguille de la buse ne peuvent pas être générées directement avec l'électrovanne. La quantité de contrôle nécessaire en plus de la quantité de carburant injectée passe par la conduite de vidange jusqu'au retour de carburant.

Injecteur piezo

La fonction hydraulique de l'injecteur PIEZO est fondamentalement la même. Seule la vanne qui libère le retour de carburant n'est pas une électrovanne. Il est contrôlé par un élément PIEZO et appelé vanne de commutation.

Injecteur-PIEZO-dans-la-section.png

L'élément PIEZO est situé dans le module appelé actionneur. Lorsqu'il est déclenché, il génère le mouvement pour ouvrir la vanne de commutation. Entre les deux éléments, le module de couplage est commuté, ce qui agit comme un élément de compensation hydraulique, z. B. pour compenser les allongements liés à la température.

Si l'injecteur est activé, le module de l'actionneur se dilate. Le mouvement est transmis à la vanne de commutation via le coupleur. Lorsque la vanne de commutation s'ouvre, la pression dans la chambre de commande chute et l'aiguille de la buse s'ouvre comme l'injecteur MV.

Les avantages de l'injecteur PIEZO sont une contrôlabilité beaucoup plus rapide, permettant une mesure plus précise.

De plus, l'injecteur PIEZO est encore plus petit, plus léger et nécessite moins d'énergie.

Le moteur N47 utilise des injecteurs PIEZO avancés, encore plus compacts et légers.

Fuite

Grâce au système, une huile de fuite est appliquée sur les injecteurs. C'est pour un

Carburant, qui circule comme quantité de contrôle lors de l'ouverture de la vanne de commutation ou de la manette de sortie. D'autre part, en raison de la pression élevée dans l'injecteur, une certaine quantité est toujours forcée au-delà de la vanne de commutation ou de l'accélérateur de sortie.

Cette quantité s'écoule dans la conduite de vidange connectée à chaque injecteur. À ce stade, les systèmes des niveaux de puissance supérieur et inférieur diffèrent.

Au niveau de puissance inférieur, cette huile de fuite est dirigée vers le retour dans le réservoir de carburant.

Au niveau de puissance supérieure, l'huile de fuite est dirigée dans le flux vers la pompe haute pression. La raison en est que la vanne de commutation de l'injecteur PIEZO nécessite une certaine contre-pression pour pouvoir fonctionner correctement.

Refroidissement en un coup d'oeil

Tout le refroidissement du véhicule est aussi complexe qu'important. Les systèmes qui dissipent la chaleur de la transmission et de la direction sont parfois étroitement liés, fonctionnellement ou localement, au refroidissement du moteur.

Même dans le moteur, il existe différents types de refroidissement:

Refroidissement du liquide de refroidissement
Le refroidissement de l'huile moteur
Refroidissement EGR (recirculation des gaz d'échappement)
Intercooler.

Le système central de refroidissement du moteur est le circuit de refroidissement. Le liquide de refroidissement circule autour des composants chargés thermiquement et dissipe ainsi la chaleur. À mesure que le liquide de refroidissement se réchauffe, il est à nouveau refroidi dans un refroidisseur de liquide de refroidissement.

Le radiateur de liquide de refroidissement est un échangeur de chaleur dans lequel la chaleur du liquide de refroidissement est libérée dans l'air. Un ventilateur électrique prend en charge les performances du refroidisseur de liquide de refroidissement. Les deux sont logés dans le module de refroidissement.

L'huile moteur dissipant également la chaleur des composants, elle est également refroidie, dans le cas du moteur N47, par un échangeur de chaleur qui transmet la chaleur de l'huile moteur au liquide de refroidissement.

Si le véhicule est équipé d'une transmission automatique, la même chose se produit avec l'huile de transmission.

Les gaz d'échappement recirculés pour réduire les polluants sont également refroidis. Ceci est également porté par un échangeur de chaleur, qui émet de la chaleur des gaz d'échappement vers le liquide de refroidissement.

Le refroidisseur intermédiaire se trouve directement dans le module de refroidissement et, si une direction assistée hydraulique est installée, le refroidisseur de direction assistée est installé. Ces échangeurs de chaleur transfèrent la chaleur directement dans l'air.

Module de refroidissement

Moteur-refroidisseur-N47.png

Circuit de refroidissement

Moteur-du-circuit-de-refroidissement-N47.png

Composants dans le circuit de refroidissement

Le Kühmittelkreislauf sert à chauffer des composants chargés thermiquement ou d’autres B. dissiper l'huile moteur et la livrer à l'air ambiant.
Ce qui suit décrit les composants appartenant au circuit de refroidissement.

Pompe à eau

La pompe à liquide de refroidissement transporte le liquide de refroidissement au moyen d'une turbine dans le circuit de refroidissement. En raison du mouvement de rotation, la turbine aspire le liquide de refroidissement du côté avant et le transporte vers l’extérieur dans la chambre de pression.

Moteur-a-pompe-a-liquide-de-refroidissement-N47.png

La pompe à liquide de refroidissement du moteur N47 forme une unité avec le thermostat. Le boîtier de la pompe à liquide de refroidissement est composé de l'alliage d'aluminium AlSi9Cu3, de la roue et du couvercle du thermostat en plastique.

Fuite de liquide de refroidissement

La roue située dans l’espace aquatique est montée sur un arbre. L'espace d'eau est scellé par un joint coulissant sur la tige vers l'extérieur. Pour que cela fonctionne correctement, une fuite doit avoir lieu entre l'arbre et le joint coulissant. Cela améliore les propriétés de glissement. Cela s'appelle la fuite fonctionnelle du joint mécanique.

Cette fuite est introduite dans la poulie du moteur N47, ainsi que dans le M47TU2, ce qui peut entraîner de légères traces de liquide de refroidissement.

Dans le passé, les pompes à liquide de refroidissement étaient fréquemment remplacées en raison de traces de liquide de refroidissement. De légères traces de liquide de refroidissement sont admissibles en raison de la fuite fonctionnelle de la garniture mécanique.

La fuite maximale admissible de liquide de refroidissement est de 800 mg / h, ce qui correspond à une chute d’un peu plus de 1 cm de diamètre par heure. 1

Thermostat

Dans le moteur N47, la température du moteur est contrôlée par un thermostat conventionnel. Cela signifie que seule la température du liquide de refroidissement détermine la régulation.

Moteur-de-thermostat-N47.png

Ceci est fait par un élément de cire qui absorbe la température du liquide de refroidissement qui circule autour de lui. La cire agit comme un matériau d'expansion qui se dilate lorsqu'il est chauffé, ouvrant ainsi le thermostat.
Le thermostat assure une distribution du débit de liquide de refroidissement à travers le radiateur de liquide de refroidissement ou par une ligne de court-circuit.

La réglementation peut être subdivisée en trois zones d’exploitation.

Zones-de-fonctionnement-du-thermostat.png

Grâce à cette régulation, il est possible de fournir des températures élevées pour un refroidissement maximal, tandis qu'à très basse température, le refroidissement peut être largement évité.
En outre, le moteur peut être amené à la température de fonctionnement après un démarrage à froid plus rapidement.

Capteur de température du liquide de refroidissement (à la sortie du moteur)

Position-du-capteur-de-temperature-du-liquide-de-refroidissement-du-moteur-N47.png

Le capteur de température du liquide de refroidissement est situé à la sortie du liquide de refroidissement du moteur, donc au point le plus chaud du circuit de refroidissement.

Il rapporte la température du liquide de refroidissement à l'électronique numérique diesel (DDE), qui utilise cette valeur pour diverses mesures, par exemple. B. commande du ventilateur, urgence du moteur, affichage (message de contrôle de contrôle), etc.

Fonction électrique

Le capteur de température du liquide de refroidissement est déclenché par le
DDE fourni à la terre. Le second
La connexion est avec un
Circuit diviseur de tension dans le DDE
connecté.

La résistance a un coefficient de température négatif (NTC). Cela signifie que la résistance diminue lorsque la température augmente.

La résistance fait partie d'un circuit diviseur de tension alimenté en 5 V par le DDE. La tension électrique à la résistance dépend de la température du liquide de refroidissement. Dans le DDE, un tableau indique la température associée à chaque valeur de tension et compense ainsi la relation non linéaire entre la tension électrique et la température.

La résistance varie en fonction de la température de 76 kΩ à 42 Ω, ce qui correspond à une température de -40 ° C à 150 ° C.

Radiateur de refroidissement

Le radiateur de liquide de refroidissement libère la chaleur du liquide de refroidissement dans l'air ambiant. À cette fin, le liquide de refroidissement traverse le radiateur de refroidissement en plusieurs couches. Une grande surface assure un transport thermique efficace.

Le radiateur de liquide de refroidissement est conçu de manière à pouvoir évacuer de manière fiable la chaleur perdue générée dans le moteur vers l'air ambiant dans toutes les conditions de fonctionnement et environnementales possibles. A cette fin, la taille du radiateur de liquide de refroidissement est adaptée au véhicule et à l'équipement.

Comme le prédécesseur, le radiateur de liquide de refroidissement du moteur N47 est en aluminium.

Manchon de commande

Les véhicules à transmission manuelle utilisent toute la surface du radiateur pour le refroidissement du moteur. À cette fin, un manchon de commande court est installé dans le radiateur.

Radiateur-de-liquide-de-refroidissement-avec-manchon-de-commande-court-pour-vehicules-a-transmission.png

Pour les véhicules à transmission automatique, une partie supplémentaire basse température est délimitée à l'extrémité inférieure du refroidisseur de liquide de refroidissement. Une partie du liquide de refroidissement déjà refroidi traverse à nouveau le refroidisseur de liquide de refroidissement. Ce liquide de refroidissement pénètre dans l'échangeur huile-liquide de refroidissement de la transmission et assure ainsi le refroidissement de la transmission.

Refroidisseur-de-liquide-de-refroidissement-avec-longue-douille-de-commande-pour-vehicules-automatiq.png

Cette partie basse température est produite par un long manchon de contrôle qui détourne un sous-ensemble du flux de liquide de refroidissement.

Réservoirs

Le vase d'expansion sert de réservoir au liquide de refroidissement. Il est possible qu’il y ait toujours une quantité suffisante de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement.

De plus, le vase d'expansion permet une séparation de gaz fiable, qui, associée à la pression dans le système, évite la cavitation dans le système de refroidissement. La cavitation est une cavitation (bulles de vapeur) dans le liquide de refroidissement due à une sous-pression locale de la pression de vapeur avec implosion subséquente des bulles de vapeur. Cela endommagera les surfaces de délimitation. La cavitation se produirait principalement du côté aspiration de la pompe.

Le volume d'air dans le vase d'expansion doit être si important qu'une montée en pression rapide est possible lorsque le liquide de refroidissement chauffe et se dilate, mais aucune surpression ne se produit. Une pression accrue est nécessaire pour que le liquide de refroidissement atteigne un point d'ébullition élevé.

Le réservoir tampon est divisé en plusieurs chambres interconnectées uniquement par des ouvertures relativement petites. Cela sert à la stabilité du réservoir tampon, car il est exposé à une pression élevée pendant le fonctionnement.

Obturateur

Une fonction de surpression dans la fermeture protège le circuit de refroidissement contre les dommages lorsque le liquide de refroidissement est en surchauffe.

La fermeture du vase d'expansion a la propriété de permettre la montée en pression et de rendre la pression dans le circuit de refroidissement indépendante de la pression atmosphérique. Cela évite à basse pression d'air (par exemple en montagne) que le liquide de refroidissement ait une température d'ébullition inférieure.
N'ouvrez jamais le bouchon du réservoir avec le moteur chaud.

La raison en est non seulement le risque de brûlure. Dans les zones les plus hautes du circuit de refroidissement (par exemple, la culasse), des bulles de gaz peuvent apparaître en raison de la perte de pression. À ce stade, la dissipation thermique suffisante n'est pas garantie. La surchauffe est le résultat. 1

Conduit

Du tuyau de liquide de refroidissement menant du moteur au radiateur, un tuyau de reniflard se raccorde au vase d'expansion au point le plus élevé du circuit de refroidissement.

À la connexion au vase d'expansion se trouve la vis de purge pour la routine de purge du système de refroidissement. Cela permet d'éliminer les bulles d'air du circuit de refroidissement.

En fonctionnement normal, le liquide de refroidissement est introduit du point le plus haut du circuit dans le vase d'expansion via ce tuyau de ventilation. Là, il est dirigé verticalement vers le bas à travers un tuyau et atteint le liquide de refroidissement à travers un très petit alésage dans le vase d'expansion.

De cette façon, le liquide de refroidissement est calmé et il reste des bulles de gaz dans ce tuyau de descente, où une certaine quantité peut être absorbée.

Détecteur de niveau

Dans le vase d’expansion (AGB) du moteur N47 se trouvent comme d'habitude un capteur de niveau optique et électrique. Les deux travaillent comme nageurs.

Le capteur de niveau optique indique le niveau réel dans le vase d'expansion avec le couvercle du vase d'expansion ouvert. Une marque minimale et maximale indique le niveau optimal.

Le capteur de niveau électrique est un contact Reed. C'est un pur interrupteur qui déclenche un voyant dans le combiné d'instruments lorsque le niveau dans le vase d'expansion en dessous

Minimum est Cependant, il commute uniquement à une valeur bien inférieure à la marque minimale du capteur de niveau optique.

detecteur-de-niveau.png

Huile de refroidissement échangeur de chaleur

Avec des moteurs à haute performance et à forte charge thermique, il existe un risque que l'huile de graissage soit trop chaude lors de la conduite. Pour cette raison, le moteur N47 utilise un échangeur de chaleur à huile. L'échangeur de chaleur huile-liquide assure que l'huile se réchauffe rapidement dans la phase de réchauffement et assure ensuite un refroidissement suffisant de l'huile.
L'échangeur de chaleur huile-liquide circule dans des directions opposées à plusieurs niveaux, appelés plaques. Cela transfère la chaleur d'un fluide à l'autre.

Le graphique suivant montre les trajectoires de l'huile et du circuit de refroidissement à travers le filtre à huile et l'échangeur de chaleur huile-fluide frigorigène.

Moteur-echangeur-de-chaleur-de-refroidissement-d-huile_20180829-1256.png

Moteur échangeur de chaleur de refroidissement d'huile

L'échangeur de chaleur huile-moteur est monté sur le carter moteur vers le milieu du côté aspiration du moteur. Il est assis dans le même logement que le filtre à huile.

Le liquide de refroidissement s'écoule de la chemise d'eau dans le carter moteur dans l'échangeur thermique du liquide de refroidissement du moteur. Il s'agit d'un emplacement qui alimente rapidement l'échangeur de chaleur en liquide de refroidissement chauffé lorsque le moteur est froid mais fournit un liquide de refroidissement également bien refroidi pendant le fonctionnement.

À partir de l'échangeur thermique huile moteur, le liquide de refroidissement retourne dans le carter moteur. Il circule directement, en fonction de la position du thermostat, dans le radiateur ou dans le petit circuit de refroidissement du thermostat.

Échangeur de chaleur à fluide de refroidissement de l'huile pour engrenages

Si le véhicule est équipé d'une transmission automatique, nous utilisons un autre échangeur de chaleur à huile pour refroidir l'huile de transmission.

L'échangeur de chaleur d'huile de transmission (également appelé refroidisseur d'huile de transmission) est situé derrière le module de refroidissement, en bas à gauche.

Il est alimenté en liquide de refroidissement par une zone spécialement conçue à basse température du radiateur de liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement est acheminé du refroidisseur d'huile de la transmission dans le tuyau de liquide de refroidissement reliant le vase d'expansion à la pompe à liquide de refroidissement.

Pour amener rapidement l'huile de transmission à la température de fonctionnement et pour maintenir une température optimale, un thermostat est installé dans le refroidisseur d'huile de transmission.

Echangeur-de-chaleur-a-fluide-de-refroidissement-de-l-huile-pour-engrenages.png

L'élément en cire se trouve dans le circuit d'huile. La température de l'huile de transmission contrôle le thermostat.

Si l'huile de transmission est froide, le thermostat est fermé. Il n'y a pas de liquide de refroidissement dans le refroidisseur d'huile de transmission. Comme le caloporteur ne dissipe pas de chaleur, l'huile de transmission se réchauffe rapidement.

À partir d'une température d'huile de transmission d'environ 92 ° C, le thermostat commence à s'ouvrir et le liquide de refroidissement circule dans le refroidisseur d'huile de transmission.
À une température d'huile de transmission de 104 C, le thermostat est complètement ouvert. La quantité maximale de liquide de refroidissement circule dans le refroidisseur d'huile de la boîte de vitesses, de sorte que le refroidissement maximal de l'huile de transmission est atteint.

En raison d'une hystérésis, le thermostat ne se ferme pas complètement jusqu'à ce que la température de l'huile de transmission chute à 88 toC.

Refroidisseur de gaz d'échappement (refroidisseur EGR)

Pour réduire les NOx dans les gaz d'échappement, la recirculation des gaz d'échappement est utilisée dans les moteurs diesel BMW actuels. Le refroidisseur EGR augmente l'efficacité de la recirculation des gaz d'échappement.

Le refroidisseur EGR se trouve sur l'extrémité avant de la culasse. Il est alimenté en liquide de refroidissement par la chemise de refroidissement dans le carter moteur directement après la pompe à liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement circule dans le refroidisseur EGR et circule autour des tubes dans lesquels les gaz d'échappement recirculés sont acheminés. La chaleur est transférée au liquide de refroidissement. Après le refroidisseur EGR, le liquide de refroidissement est dirigé dans la culasse.

Pour les niveaux de puissance supérieur et inférieur, différents refroidisseurs EGR sont installés. Au niveau de la puissance supérieure, il existe également des différences entre les véhicules à transmission manuelle et automatique. Cependant, les différences se rapportent au côté d'échappement du refroidisseur EGR et sont décrites dans les informations sur le produit, à savoir l'air d'admission N47 et le système d'échappement.

Module de refroidissement

Cette section traite des composants du module de refroidissement. Ce sont:

ventilateur électrique
Radiateur de refroidissement
condenseur de climatisation
Intercooler
Refroidisseur de direction assistée.

Le radiateur de liquide de refroidissement et le refroidisseur d'huile de transmission ne sont plus pris en compte, car ils sont déjà décrits comme des composants du circuit de refroidissement.

Le condenseur à air et le radiateur d'aide à la conduite sont des composants du module de refroidissement qui n'appartiennent pas au moteur. Ils ne sont donc pas décrits ici.

Ventilateur électrique

Le ventilateur électrique augmente la capacité de refroidissement du module de refroidissement. Il assure un refroidissement suffisant du moteur, même à basse vitesse. Il s'assoit à l'arrière du module de refroidissement et aspire l'air si nécessaire. C'est pourquoi le ventilateur électrique s'appelle aussi Saugzarge.

Le boîtier et le ventilateur sont en plastique comme d'habitude. Cela s'appelle un ventilateur en plastique complet.

Lorsque vous transportez le ventilateur électrique, ne touchez pas à l'anneau du ventilateur car il pourrait se casser. 1

Les pales en forme de croissant assurent un fonctionnement silencieux, tout comme la répartition inégale des pales sur le plus grand ventilateur. Les pinces d'équilibrage sur les pales du ventilateur assurent la concentricité nécessaire. Parmi ceux-ci, cinq au maximum peuvent être installés.

Variantes

Selon le véhicule, le niveau de performance et l'équipement, différents ventilateurs électriques sont utilisés.
Les éléments suivants sont utilisés:

300 W; 9 419 mm; 7 feuilles
400 W; ∅ 488 mm; 6 feuilles
600W; ∅ 500 mm; 7 feuilles

Intercooler

Le sens de la turbocompression dans les moteurs diesel est principalement l’augmentation des performances. Comme la ventilation forcée entraîne une augmentation de la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion, il est également possible d'injecter davantage de carburant, ce qui entraîne une augmentation de la puissance.

Malheureusement, à mesure que l'air se réchauffe et se dilate pendant la compression, il réduit la quantité d'oxygène pouvant être transportée dans la chambre de combustion. Ceci est contrecarré par le refroidisseur intermédiaire, car il augmente sa densité, c'est-à-dire l'oxygène par unité de volume, en refroidissant l'air comprimé.

Le refroidisseur intermédiaire se trouve dans le module de refroidissement, sous le radiateur de liquide de refroidissement. Il est traversé par de l'air comprimé dans plusieurs plaques qui, à leur tour, circulent autour de l'air de refroidissement.

Moteur électrique en un coup d'œil

Conseil connexion réseau

Moteur-de-connexion-reseau-embarque-N47.png

Fonctions du moteur électrique

source de courant

En général

La gestion de l'énergie est la partie la plus importante de la gestion de l'énergie. La gestion de l'alimentation est un logiciel dans l'unité de contrôle du moteur. La gestion de la puissance régule la tension du générateur lorsque le moteur tourne.

Avec l'aide du capteur de batterie intelligent, les consommateurs peuvent être réduits ou éteints au besoin, même lorsque le moteur est en marche. Cet arrêt du consommateur réduit la consommation d'énergie dans les situations critiques. Ainsi, la batterie n'est pas déchargée.

DDE

Le DDE reçoit le terminal d'information 15 ON de l'unité de contrôle CAS via une connexion séparée. Le DDE active alors le relais principal DDE. Le relais principal DDE alimente les autres entrées du DDE. De même, le relais principal DDE assure l’alimentation en tension des autres composants. Pour les fonctions de mémoire, le DDE nécessite toujours une alimentation permanente via la borne 30. La connexion à la terre du DDE est assurée par plusieurs broches connectées entre elles dans l'unité de commande. La tension de la batterie est surveillée en permanence dans le DDE. Pour une tension de batterie de 2,5 V ou> 24 V, une erreur est entrée. Le diagnostic ne deviendra actif que 3 minutes après le démarrage du moteur. Ainsi, les effets du démarrage ou du démarrage rapide sur la tension de la batterie ne sont pas détectés comme une erreur.

Générateur

Les fonctions suivantes ont été implémentées dans le DDE pour le générateur avec interface de données série:

Allumer et éteindre le générateur en fonction de paramètres définis Spécification de la consommation électrique maximale admissible du générateur

Calcul du couple moteur du générateur à partir de la consommation électrique

Contrôle de la réaction du générateur pendant le démarrage du moteur (fonction de réponse à la charge de démarrage)

Contrôle de la réaction du générateur lorsque des consommateurs importants sont connectés (fonction de réponse de charge)

Diagnostic de la ligne de données entre le générateur et l'unité de contrôle DDE

Arrêt de toute erreur survenue dans le générateur dans la mémoire d'erreur de l'unité de contrôle DDE

Contrôle du voyant de charge dans le combiné d'instruments via la connexion de bus.

La fonction principale du générateur est assurée même si la communication entre le générateur et l'unité de contrôle DDE est interrompue. Les causes d'erreur suivantes peuvent être distinguées par des entrées de mémoire d'erreur:

Protection thermique:

Le générateur est surchargé. Pour des raisons de sécurité, la tension du générateur est réduite jusqu'à ce que le générateur refroidisse à nouveau (aucun voyant de charge ne s'allume).

Erreur mécanique:

La génératrice est bloquée mécaniquement ou la transmission par courroie est défectueuse.

Erreur électrique:

Défaut de la diode de l'excitateur, interruption de la bobine d'excitation, surtension due à un régulateur défectueux.

Panne de communication:

Ligne défectueuse entre l'unité de contrôle DDE et le générateur.

Non identifiable est une interruption ou un court-circuit dans les bobines du générateur.

La pré-excitation du générateur est prise en charge uniquement par le contrôleur (microcontrôleur) en liaison avec la classe 15. Le voyant de charge est contrôlé par un interrupteur électrique installé dans le contrôleur. Cet interrupteur est fourni via la borne 15. En interne, le régulateur mesure la différence de tension entre la borne 30 et la borne 15. En cas de défaut, le signal d'allumage du témoin de charge est transmis via le CAN au combiné d'instruments. Le témoin de charge s'allume.

Mise en charge la fonction de réponse

La fonction de réponse à la charge de démarrage empêche le générateur de donner de l'énergie lorsque le moteur démarre. Cela se traduit par une résistance mécanique inférieure pour le démarreur. Cela conduit à un meilleur comportement au démarrage, surtout à basse température. Au démarrage du moteur, la vitesse du moteur est d'environ 300 à 400 U / min (à -20 ° C environ 150 U / min). Le générateur a alors déjà une vitesse de 1200 à 1400 U / min et commencerait à charger.

La fonction de réponse à la charge de démarrage empêche la génération d'énergie du générateur jusqu'à ce qu'une vitesse de générateur d'environ 2250 tr / min soit atteinte. Par la suite, le courant du générateur augmente d'environ 10 ampères par seconde jusqu'au courant maximal disponible du générateur.

Si la fonction de réponse au démarrage est incorrecte, le comportement de démarrage peut être gravement compromis. 1

La fonction start-load-response peut également être considérée comme une temporisation d'activation et est clairement visible dans les schémas logiques suivants t1 à t5.

Fonction charge-réponse

La fonction de réponse de charge évite une chute de vitesse lorsque des charges lourdes sont connectées (par exemple, le chauffage de la lunette arrière).

La baisse de vitesse est due à la consommation électrique plus élevée résultant de la connexion de charge, qui est compensée le plus rapidement possible. À cette fin, l'enroulement de l'excitateur du générateur est alimenté pendant un temps plus long, grâce à quoi le champ magnétique est amplifié et fournit ainsi plus de puissance. Causé par le champ magnétique amplifié, le couple d'entraînement du générateur augmente.

La fonction charge-réponse retarde l'amplification du champ magnétique. Le manque de puissance légèrement plus long dû à la pénurie du générateur est brièvement couvert par la batterie. La tension du système électrique du véhicule chute alors inévitablement sous la tension de commande du générateur. La perte de vitesse est à peine reconnaissable pour le conducteur.

Controle-du-generateur-de-diagramme-logique.png

Régulation de tension en fonction de la charge

Le générateur est connecté au DDE via le BSD. C'est une ligne bidirectionnelle à travers laquelle le générateur et DDE communiquent. Les signaux suivants sont envoyés pour la régulation de la tension en fonction de la charge.

Charge du générateur de feedback
Générateur de contrôle.

Charge du générateur de retour:

Le générateur transmet sa charge actuelle via un signal carré à l’unité de commande DDE. La charge peut être comprise entre 5% et 95%.

Cette fonction est devenue importante grâce à l’utilisation du chauffe-eau instantané électrique (chauffage supplémentaire).

Le chauffage auxiliaire pouvant tirer jusqu'à 120 A de courant, il est possible que la batterie soit déchargée. Pour éviter cela, le contrôleur du moteur doit détecter la puissance du générateur et activer le chauffage d'appoint en fonction de la capacité disponible du générateur.

En fonctionnement constant, la tension à la connexion B + du générateur est d'environ 14,5 V et, en fonction de la charge du générateur, le rapport d'horloge correspondant au signal S_DF.

Si la consommation électrique du système électrique change (les consommateurs sont allumés), la tension change également rapidement. Pour ramener la tension à environ 14,5 V, l'excitation du générateur est ajustée.

Le rapport cyclique du signal d'excitation change. Avec cette modification, une adaptation au signal S_DF a lieu.

Le rapport cyclique du signal S_DF ne se réfère pas à la tension du système électrique du véhicule, mais à la charge du générateur. Selon la charge du générateur, il peut y avoir différents rapports d'horloge pour la même tension.

Vu dans un enregistrement momentané, le rapport cyclique oscille autour d’une valeur moyenne. Ceci est nécessaire pour réguler la tension du système électrique du véhicule et la puissance.

La fréquence du signal S_DF est variable.
Il se situe entre 20 et 300 hertz.

Générateur de contrôle:

Pour réduire le couple dans certains états, le DDE contrôle le générateur. La commande peut réduire la tension de charge normale à 25 ° C d’environ 14,5V à environ 12,5V. En conséquence, le couple requis pour entraîner le générateur est réduit.

Les états suivants entraînent une réduction de la tension de charge pour une durée de 5 s:

- Conditions de départ ET température du liquide de refroidissement <100 C
- Forte accélération ET température du liquide de refroidissement <100 ° C

Dépendance de la valeur d'activation et de la tension de charge à 25 C:

Generateur-de-controle.png

Dans des cas extrêmes, la tension de charge à -30 C peut être comprise entre «High» 15,3 V et «Low» 12,5 V. A une température de 140 C, la tension de charge peut être comprise entre "High" 14,8 V et "Low" 11,6 V.

Alimentation en air

Contrôle de la pression de suralimentation

Le moteur N47 est chargé par un turbocompresseur à gaz d'échappement.
Du côté des gaz d'échappement, des ailettes extérieures réglables sont montées rotatives autour de la roue de la turbine. Avec ces aubes, l’énergie motrice qui exerce les gaz d’échappement sur la turbine influence et fixe ainsi la pression de suralimentation souhaitée.

Un levier sur le carter de turbine actionne le levier de réglage Leitschaufeln.Der réglable est formé par un actionneur électrique de pression de charge (moteur électrique avec engrenage à vis sans fin, et une électronique de commande) qui est monté directement sur le turbocompresseur actionné. Le régulateur de pression de charge ne peut pas être remplacé séparément.

Le DDE fournit le régulateur de pression de charge électrique avec un signal modulé en largeur d'impulsion. La plage de travail du signal est comprise entre 10% et 95%, avec 10% signifiant aube ouverte et 95% signifie que la palette est fermée.

L'électronique du régulateur de pression charge convertit le signal PWM en un angle de réglage et commande le servomoteur.

Un retour de la position définie n'est reconnu que indirectement par le DDE via le capteur de pression de suralimentation. Le régulateur de pression de charge lui-même est auto-diagnostique et signale un défaut existant au DDE.

Détermination de la masse d'air

Dans le moteur diesel, le DDE a besoin des informations sur la masse d'air d'admission pour contrôler diverses fonctions.
La mesure de la masse d'air aspiré est effectuée par le compteur de masse d'air à film chaud (HFM).

La masse d'air mesurée est la base du calcul du taux de recirculation des gaz d'échappement.

De plus, la masse d'air sert à déterminer la quantité limite. La quantité limite est la quantité maximale admissible de carburant pouvant être injectée à pleine charge pour empêcher le développement de la fumée.

Commande des volets de remous

Les volets tourbillonnaires garantissent une meilleure turbulence dans l'air. Le résultat est de meilleures émissions d'échappement.

Les volets rotatifs contrôlables sont situés dans les conduits tangentiels du système d'admission et sont fermés ou ouverts en fonction de l'état de fonctionnement. Les volets de turbulence contrôlables électriquement ouvrent la plaque à lamelles tourbillonnaires avec une vitesse croissante.

Les volets tourbillonnaires sont fermés dans les conditions suivantes:

à faible vitesse et faible quantité d'injection (contrôlée par carte).

Les volets à tourbillon restent généralement ouverts lorsque:

la température du liquide de refroidissement <15 ° C ou
la température de l'air d'admission est <15 C.

L'actionneur de volet à tourbillon est un moteur pas à pas commandé par le DDE via un signal PWM. Le moteur pas à pas actionne la tige de réglage et les volets de turbulence se ferment.

Un capteur signale la position des volets de remous au DDE.

Système d'alimentation

injection de carburant

Le moteur N47 utilise l'injection haute pression avec accumulateur Common Rail. Common Rail offre les avantages suivants:

Préparation optimale du carburant pour chaque cylidre
Réglage de la durée d'injection en fonction de l'état de fonctionnement du moteur (vitesse, charge, température)
Correction d'injection sélective de cylindres avec changement de charge (pendant une course d'admission, la durée d'injection peut être corrigée par un post-splash, une extension ou un raccourcissement)
L'arrêt sélectif des cylindres est possible.
Le diagnostic de chaque injecteur est possible.
Ces avantages de l’injection à rampe commune sont dus au fait que tous les cylindres sont alimentés de manière indépendante.

Contrôle à haute pression

La vanne de régulation de débit ajuste l'alimentation en carburant du côté basse pression au côté haute pression de la pompe haute pression. Par conséquent, la pression de rail souhaitée est atteinte. La vanne de régulation de débit s'ouvre hydrauliquement de manière forcée à partir d'une certaine pression du côté haute pression de la pompe haute pression. Moins il y a de carburant qui permet à la vanne de régulation de débit de s'écouler du côté haute pression, moins les cylindres radiaux de la pompe haute pression sont remplis. En conséquence, la pression du rail diminue. Le signal du capteur de pression du rail est un signal d'entrée important du DDE pour le contrôle de la vanne de régulation du débit.

Lors d'un démarrage à froid, la pression dans le rail n'est pas contrôlée via le régulateur de débit, mais via la vanne de régulation de pression du rail sur le rail. En conséquence, la pompe haute pression génère toujours la pression maximale, ce qui entraîne un échauffement du carburant.

De plus, la soupape de contrôle de la pression du rail laisse une pression excessive dans le rail lors de l'extraction brusque de gaz.

Si le capteur de pression du rail tombe en panne, la vanne de contrôle du débit en mode d'urgence est contrôlée par le DDE.

Comparaison de quantité d'injecteur (IMA)

À la fin du processus de fabrication de l'injecteur, les données de mesure sont collectées pour chaque injecteur. De cette manière, les plages de tolérance de ses propriétés hydrauliques sont déterminées.

Ensuite, une valeur de correction pour la pré-injection et l'injection principale est déterminée. Cette valeur de correction est imprimée sur l'injecteur sous la forme d'un code numérique à sept chiffres. Lors du remplacement d'un injecteur, cette valeur de correction doit être programmée dans le DDE avec le système de diagnostic.

Balance de tension d'injecteur (ISA) (niveau de puissance supérieur uniquement)

À l'instar des tolérances hydrauliques, des informations supplémentaires sur le comportement de la course de l'injecteur sont ajoutées aux injecteurs PIEZO. Il s'agit d'une classification distincte pour l'adaptation de la tension de l'injecteur.

Cette information est nécessaire en raison des exigences de tension individuelles de chaque injecteur. Il y a une affectation à une classe de demande de tension. Cela remplace le septième chiffre de la combinaison de numéros IMA sur l'injecteur.

Ainsi, un injecteur PIEZO ne dispose que de six chiffres pour l'IMA (grâce à une fabrication plus précise des injecteurs PIEZO) et d'un septième chiffre pour l'ISA.

Contrôle Quantité de compensation

Le DDE détecte les fluctuations de vitesse. En raison de ces fluctuations de vitesse, la durée d'activation des injecteurs est corrigée. La commande de compensation de quantité ajuste la quantité d'injection de tous les cylindres les uns aux autres.

Zero Amount (NMA)

Le solde zéro est un processus d'apprentissage constant. Cette procédure d'apprentissage est nécessaire pour permettre une injection pilote précise pour chaque injecteur. Pour le respect de la norme d'émission, un dosage précis de la très petite quantité de pré-injection est nécessaire. En raison de la dérive de masse des injecteurs, le NMA doit être exécuté en permanence.

Pour chaque cylindre, une petite quantité de carburant est injectée pendant la marche en roue libre. Cette quantité est augmentée jusqu'à ce qu'une légère augmentation de la vitesse soit détectée par le DDE.

Par conséquent, le DDE détecte le fonctionnement du cylindre respectif. La quantité de carburant injectée pendant le NMK est utilisée par le DDE comme valeur de la carte d'injection pilote.

Quantité à signifier adaptation (MMA)

L'adaptation de la masse à la moyenne (MMA) est un processus d'apprentissage dans lequel le rapport air-carburant (valeur lambda) est ajusté en ajustant la masse d'air ou le taux de recirculation des gaz d'échappement. Contrairement aux autres, cette procédure n’affecte pas l’injecteur individuel, mais tous les injecteurs en même temps.

A partir de la valeur lambda mesurée par la sonde lambda et de la masse d'air mesurée par le HFM, une quantité d'injection moyennée sur tous les cylindres est déterminée. Cette valeur est comparée à la quantité d'injection spécifiée par le DDE.

Si un écart est détecté, la masse d'air s'ajuste à la quantité d'injection réelle en ajustant la vanne EGR. Ceci définit la valeur lambda correcte.

Le MMA n'est pas un schéma "rapide", mais une méthode d'apprentissage adaptatif. C'est à dire l'erreur de quantité d'injection est apprise dans une carte adaptative, stockée en permanence dans l'EEPROM de l'unité de contrôle.

Lors du remplacement des composants suivants, une réinitialisation (effacement) de cette carte MMA dans l'EEPROM est requise:

HFM
Injecteur (s)
capteur de pression de rail.

La carte est réinitialisée par une fonction du système de diagnostic BMW.

Chauffage au fuel

Le réchauffeur de carburant est intégré dans le boîtier du filtre à carburant.

Ce qui est nouveau, c'est que le chauffage du carburant est contrôlé par le DDE. Il est commuté en fonction de la température et de la pression dans le débit de carburant et de la consommation électrique de la pompe à carburant électrique.
Le signal de température provient du capteur combiné pression / température situé devant la pompe haute pression. Si la température du carburant est inférieure à une valeur définie et que la pression de consigne n'est pas atteinte malgré la consommation d'énergie accrue de l'EKP, le chauffage du carburant est activé.

Si la pression de consigne n'est pas atteinte au-dessus d'une température de carburant définie, l'unité de commande DDE enregistre une entrée de mémoire de défaut due à un filtre bouché.

La ligne de diagnostic du réchauffeur de filtre est éliminée. Jusqu'à présent, il a déclenché l'entrée de la mémoire de défauts concernant un filtre encrassé.

Refroidissement

Ventilateur électrique

Le ventilateur électrique est informé par le DDE d'un signal PWM avec un rapport cyclique compris entre 5 et 90% de la demande de refroidissement. Dans le ventilateur électrique, un étage de sortie est installé, qui contrôle le ventilateur en fonction de cette demande et règle différentes vitesses. L'influence sur le contrôle a également le capteur de pression pour la climatisation.

Echappement

Contrôle lambda

Pour une combustion complète et parfaite, un mélange air-carburant optimal est nécessaire.

Le taux de conversion, c'est-à-dire la proportion de polluants convertis, est de 98% à près de 100% dans les catalyseurs modernes. La composition optimale du mélange air-carburant est contrôlée par l'électronique numérique moteur (DDE). La sonde lambda fournit les informations essentielles sur la composition des gaz d'échappement.

La sonde lambda à large bande située devant le convertisseur catalytique mesure en permanence l'oxygène résiduel dans les gaz d'échappement. Les valeurs fluctuantes de l'oxygène résiduel sont transmises sous forme de signal de tension au DDE.

Le DDE corrige la composition du mélange par injection.

Les deux processus d'oxydation et de réduction ont lieu dans le catalyseur. Pour l'oxydation, de l'oxygène O2 est nécessaire pour la réduction du monoxyde de carbone CO. Les polluants CO, HC, NOx et les réactifs O2 et CO doivent être présents dans un certain rapport, de manière à atteindre le taux de conversion le plus élevé possible.

Réglage CO

L'émission de monoxyde de carbone au ralenti est réglée sur les véhicules sans commande Lambda via le système de diagnostic BMW. Les valeurs de réglage sont spécifiées ici.

Adaptation lambda

L'adaptation Lambda (adaptation du mélange) permet de compenser les tolérances des composants influençant le mélange et les influences du vieillissement.

Des facteurs tels que B. La fausse pression de l'air et du carburant affecte également l'adaptation lambda (compensation partielle). Pour ces raisons, aucune limite de contrôle exacte ne peut être spécifiée pour une erreur. L'adaptation lambda se distingue comme suit:

adaptation du mélange additif
adaptation du mélange multiplicatif.

L'adaptation du mélange d'additifs agit au ralenti ou au ralenti. Au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente, l’influence devient de moins en moins importante. L'adaptation du mélange multiplicatif agit sur toute la carte. Le facteur important est z. B. la pression du carburant.

Avec la fonction de service "Réinitialiser les valeurs d'adaptation", les valeurs d'adaptation ainsi que les variantes d'équipement peuvent être remises à l'état de livraison. Par la suite, les valeurs d'adaptation doivent être réapprises. Pour connaître les valeurs de l’adaptation du mélange, une opération plus longue entre la charge au repos et la charge partielle est nécessaire.

Recirculation des gaz d'échappement (EGR)

En fonction des conditions de fonctionnement, une certaine quantité de gaz d'échappement est renvoyée dans le conduit d'admission via la vanne EGR afin de réduire les émissions de polluants.

La vanne EGR est commutée via une boîte à vide.

La boîte à vide est connectée à l'alimentation en vide via le capteur de pression. En fonction de la commande de l'unité de commande DDE, le convertisseur de pression commute une pression négative variable sur l'unité de vide. L'unité de contrôle DDE contrôle le transducteur de pression avec un signal d'onde carrée avec des cycles de fonctionnement (= largeurs d'impulsion variables) entre 10% et 90%.

La quantité de gaz d'échappement recirculés affecte la masse de l'air frais d'admission: plus les gaz d'échappement sont recirculés, moins l'air est aspiré. Quelle quantité d'air frais, le moteur entrecoupé d'EGR dans chaque point de fonctionnement, est connue. Ainsi, la réduction de la masse d'air frais d'admission à travers la recirculation des gaz d'échappement est une mesure de la quantité de gaz d'échappement recirculés. La commande règle le rapport cyclique au niveau du capteur de pression pendant le fonctionnement afin que la masse d'air de consigne déterminée pour le point de fonctionnement soit aspirée.

L'unité de contrôle DDE calcule une masse d'air frais cible pour chaque point de fonctionnement à partir des variables d'influence suivantes:

nombre de révolutions
quantité d'injection
température du liquide de refroidissement
pression atmosphérique
prise
Réduction de la recirculation des gaz d'échappement pendant le fonctionnement au ralenti pendant plus de 5 min.

Système de préchauffage

Le système de préchauffage garantit un démarrage à froid sûr et un fonctionnement silencieux du moteur lorsque le moteur est froid.

Le système de lueur comprend les éléments suivants
composants:

bougie de préchauffage
nouvelles bougies de préchauffage en céramique
Bus LIN et lignes électriques.

Les bougies de démarrage rapide sont conçues pour une tension de 5,3 à 7,8 V. Pendant le démarrage, la tension du système électrique du véhicule peut être brièvement présente.

Le contrôleur de préchauffage monté communique avec le contrôleur DDE via le bus LIN.

Le contrôleur DDE envoie la demande de puissance de chauffage via le bus LIN à la commande de préchauffage. L'annonceur convertit la requête et contrôle les bougies de préchauffage avec un signal modulé en largeur d'impulsion. De plus, la commande de lueur renvoie des informations de diagnostic et d’état au DDE.

La sortie de chaleur nécessaire est fournie par le DDE
Unité de contrôle en fonction des éléments suivants
Valeurs de fonctionnement déterminées:

• température du liquide de refroidissement
• tension à bord.


Deux autres valeurs de fonctionnement influencent l'allumage et l'extinction de la lueur:

nombre de révolutions
quantité d'injection.

Chacun des quatre circuits de recuit peut être diagnostiqué individuellement.

Préchauffage

Une température inférieure à 25 ° C est déjà préchauffée pendant 0,5 s. Lorsque la température chute, le temps de préchauffage augmente à un maximum de 2,7 s à des températures inférieures à -25 C.

Le témoin d'allumage dans le combiné d'instruments est activé uniquement à des températures inférieures à 0 ° C.

Derniers reflets

Après le démarrage du moteur, une rémanence en fonction de la température se produit en dessous de 30 ° C de température du liquide de refroidissement pour améliorer le comportement du ralenti et des gaz d'échappement.

Prêt à commencer lueur

Si le moteur ne démarre pas après que le temps de préchauffage s'est écoulé et que le contact reste allumé, une lueur de veille de démarrage a lieu pendant environ 10 secondes.

Immobilisateur électronique (EWS)
 

L'antidémarrage électronique est utilisé pour la protection anti-vol et la libération.

Il utilise un dispositif d'immobilisation électronique nouvellement développé (4ème génération). Ce nouveau développement utilise une nouvelle méthode de cryptage moderne.

Une clé secrète de 128 bits est attribuée à chaque véhicule. Cette clé secrète est stockée dans une base de données BMW. Ainsi, la clé secrète est connue uniquement de BMW. La clé secrète est programmée et verrouillée dans le contrôleur CAS et le contrôleur DDE.

Si la clé secrète se trouve dans les unités de contrôle, elle ne peut pas être supprimée ou modifiée. Ainsi, chaque contrôleur est associé à un véhicule particulier. Le contrôleur CAS et le contrôleur EWS s'identifient avec le numéro secret et le même algorithme.
 
Si les données d'identification sont correctes, le boîtier électronique CAS active le démarreur via un relais dans la centrale. Dans le même temps, l'unité de contrôle CAS envoie au DDE un signal d'activation codé (code de modification) pour démarrer le moteur. Le contrôleur DDE libère le démarrage uniquement lorsqu'un signal d'activation correct a été reçu du contrôleur CAS. Ces opérations peuvent entraîner un léger délai de démarrage (jusqu'à une demi-seconde).

Si le CAS ou le DDE est défectueux, une procédure spécifique doit être suivie. L'unité de contrôle requise doit être commandée exactement pour le véhicule. Pour cela, les données du véhicule (numéro de châssis) sont requises. Un réglage EWS n'est pas nécessaire après le remplacement du contrôleur. 1

Capteurs et actionneurs

Contrôleur DDE7

Le DDE est le centre de calcul et de commutation du contrôle moteur. Les capteurs intégrés au moteur et au véhicule fournissent les signaux d'entrée du DDE. Les actionneurs implémentent les commandes du DDE. Le DDE calcule les signaux d'entraînement correspondants pour les actionneurs à partir des signaux d'entrée et des modèles et cartes mathématiques stockés dans le DDE.

Le DDE n'est pas étanche et donc installé dans l'E-Box protégé.

La fonction DDE est de 6V
Tension embarquée jusqu'à 16 V
Tension du système électrique du véhicule assurée.

Dans le DDE, un capteur de pression ambiante et un capteur de température sont intégrés.

Le capteur de pression ambiante permet une détermination précise de la densité de l'air ambiant - informations utilisées dans de nombreuses fonctions de diagnostic. De plus, il est z. B. requis si dans un défaut du compteur de masse d'air à film chaud, le remplissage du cylindre est calculé sur les dimensions de remplacement.

Le capteur de température mesure la température à l'intérieur de l'unité de contrôle. Si la température monte trop haut, z. B. réduit l'injection multiple pour refroidir les étapes de sortie et pour maintenir la température à l'intérieur de l'unité de commande dans une zone non critique.

Capteur de vilebrequin

Le capteur de vilebrequin délivre la position du vilebrequin au DDE. Le signal du capteur de vitesse est l'un des paramètres les plus importants du contrôle du moteur.

Le moteur N47 utilise un nouveau capteur avec détection inverse. Ceci est nécessaire pour le système de démarrage / arrêt du moteur.

Tout d'abord, la fonction du capteur de vilebrequin classique sera décrite à nouveau.

Capteur de vilebrequin classique

capteur-de-vilebrequin.png

Sur le vilebrequin, une roue incrémentale ferromagnétique avec un espace pour 60 dents est montée. Deux dents ont été laissées de côté.

Un capteur de vilebrequin analyse cette séquence de dents à partir de 58 dents.
Le capteur de vilebrequin est conçu selon le principe de Hall.

L'alimentation est fournie par le DDE avec 5 V et la masse au niveau du capteur. Le capteur fournit un signal numérique via la ligne de signal au DDE.
A partir d'environ 20 1 / min, un signal évaluable est délivré.

La fente de dent est reconnue par l'unité de commande en ce sens que la distance mesurée des espaces dentés est plus de deux fois plus grande que la distance précédente et la suivante. L'espace dentaire lui-même est affecté à une position définie du vilebrequin du cylindre 1 (TDC). Le DDE synchronise la position du vilebrequin à ce moment. A chaque faible signal successif, il compte la position du vilebrequin de 6.

Pour que le DDE puisse adapter l'injection aux exigences, une affectation plus précise est nécessaire. Le temps mesuré entre deux changements de niveau (par ex.
Haut à bas) est donc divisé en unités de temps plus petites.

Le graphique suivant montre la fonction du capteur.

Effet-Hall-avec-dent.png

Si des électrons (A) se déplacent dans un conducteur (1) pénétré par les lignes de force d’un champ magnétique, les électrons sont déviés perpendiculairement à la direction du courant et perpendiculaires à la direction du champ magnétique. Cela crée un excès d'électrons et à l'opposé un déficit en électrons. Ainsi, la tension de Hall (5) se produit entre le surplus d'électrons et le déficit d'électrons. Cet effet dit Hall est particulièrement prononcé dans les semi-conducteurs.

Effet-Hall-avec-entrefer.png

Si la roue d'incrément avec ses espaces et dents dépasse le codeur (module Hall), la densité de flux des lignes de champ magnétique (2) de l'aimant permanent (3) change. Ceci est détecté dans le module Hall et, en fonction de la force du champ magnétique (voir croquis Effet Hall avec espace denté et croquis Effet Hall avec dent), un signal haut ou bas est émis vers la ligne de signal vers le DDE.

En raison de la grande précision de la DDE, elle est transmise à un signal carré, qui reflète la forme de la roue incrémentale. Dans l'unité de commande, ce signal peut être utilisé sans traitement spécial.

Le changement de signal se produit exactement sur le centre de la dent / la fente de la roue d'incrément. La raison en est le câblage interne et la structure du capteur de vilebrequin.

Capteur de vilebrequin dans le moteur N47

Le moteur N47 utilise un nouveau capteur de vitesse qui peut également détecter le sens de rotation.

C'est un capteur de vitesse dit actif, qui fonctionne également sur le principe de Hall. Le capteur a sa propre logique d'évaluation.

Dans le cas du capteur de vitesse du N47, les paires de pôles magnétiques ont la fonction des dents de la roue incrémentale. On parle donc d'un Mehrolgeberrad, tel qu'il était déjà utilisé dans le M47TU2. L'espace denté de la roue incrémentale est représenté par une paire de pôles doublés dans la roue codeuse multipolaire.

Capteur-de-vilebrequin-actif-avec-moteur-multi-capteur-N47.png

Le capteur a trois éléments Hall montés côte à côte dans un boîtier. Les signaux du premier et du troisième élément Hall forment un signal différent pour déterminer la fréquence du signal et l'entrefer de la roue codeuse. En raison du décalage temporel du signal de l'élément intermédiaire, le signal de différence est détecté dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire des aiguilles d'une montre.

Les signaux supplémentaires de l'entrefer et le sens de rotation sont émis via la largeur d'impulsion du signal numérique.

Les signaux traités dans le capteur sont transmis à l'unité de contrôle via une ligne combinée sol et données. Dans la ligne de données, le niveau de tension n'est pas crucial, mais le flux de courant. Il existe un télégramme de données répétées qui utilise deux courants différents.

Le niveau de 14 mA contient les informations sur la vitesse, le sens de rotation et l'entrefer existant.

Le niveau de 7 mA sert de courant d'évaluation pour la mémoire de défauts.

Lorsque le véhicule est à l'arrêt, contrairement aux capteurs précédents, une impulsion est envoyée environ toutes les 740 ms, ce qui indique la disponibilité du capteur.

Capteur-de-vilebrequin-avec-moteur-multi-capteur-N47.png

Capteur de position d'arbre à cames

Pour la détection de la position de l'arbre à cames, un capteur d'arbre à cames est utilisé, qui fonctionne selon le principe de Hall.

Avec le moteur N47, le capteur d'arbre à cames se trouve sur l'arbre à cames d'admission. Sur l'arbre à cames, un capteur de l'arbre à cames est monté directement sur le pignon d'entraînement.

Grâce au capteur d'arbre à cames, le DDE peut détecter si le 1er cylindre est en phase de compression ou d'échange de gaz.

De la position du vilebrequin, cette affectation ne peut pas être faite. L'affectation est nécessaire pour que l'injection puisse être réglée en conséquence.

L'alimentation est fournie par le DDE avec 5 V et la masse au niveau du capteur. Le capteur fournit un signal numérique via la ligne de signal au DDE.

Fonction

Le capteur d'arbre à cames fonctionne de manière analogue au principe du capteur de vilebrequin classique (pas le capteur actif). Cependant, la roue du capteur d'arbre à cames est fondamentalement différente.

Un modèle d'ouverture spécial permet un fonctionnement d'urgence en cas de défaillance du capteur de vilebrequin. Cependant, la résolution du signal du capteur d'arbre à cames est trop imprécise pour remplacer le capteur de vilebrequin en fonctionnement normal.

Compteur massique d'air à film chaud (HFM)

Metre-de-masse-d-air-chaud-film.png

Le compteur de masse d'air à film chaud HFM 6 est situé derrière le silencieux d'admission et est fixé directement sur son couvercle. Le HFM mesure la masse d'air aspirée par le moteur. Il est utilisé pour enregistrer la masse d'air "réelle" pour calculer le taux de recirculation des gaz d'échappement et la quantité limite de carburant.

En outre, il existe un capteur de température d'air d'admission dans le HFM. La température est évaluée par le HFM et envoyée sous forme de signal PWM au DDE.

La largeur d'impulsion de 22% correspond à une température de -20 ° C et une largeur d'impulsion de 63% à 80 ° C.

Méthodes de mesure

Compteur-de-masse-d-air-a-film-chaud-en-moyenne.png

Un labyrinthe (6) garantit que seule la masse d'air réelle est détectée. Le refoulement et les pulsations ne sont pas détectés en raison du labyrinthe. De cette manière, le HFM capture la masse d'air réelle indépendamment de la pression de l'air et du reflux.

Une cellule de mesure de capteur chauffée électriquement (7) fait saillie dans le flux d'air (4). La température de la cellule de mesure du capteur est toujours maintenue constante. Le flux d'air élimine la chaleur de la cellule de mesure du capteur. Plus le débit massique d'air est important, plus il faut d'énergie pour maintenir constante la température de la cellule du capteur.

L'électronique d'évaluation (3) numérise le signal du capteur. Ce signal numérisé est ensuite transmis en modulation de fréquence au DDE. Pour pouvoir compenser les influences de la température, le signal de masse d'air est lié au changement de signal de température.

Le HFM est alimenté via le DDE avec la tension et la terre du système électrique du véhicule.

Forme-d-onde-HFM.png

Capteur de pression de suralimentation

Le capteur de pression de suralimentation est situé sur le collecteur pour l'air d'admission et mesure la pression (absolue) dans celui-ci. Il est alimenté par une tension de 5V et la terre par le DDE.

L'information de la pression de suralimentation est transmise au DDE via une ligne de signal.

Le signal évaluable pour la pression de suralimentation varie en fonction de la pression. La plage de mesure d'environ 0,1 à 0,9 V correspond à une pression de suralimentation de 50 kPa (0,5 bar) à 300 kPa (3 bar).

Le capteur est utilisé pour le contrôle de la pression de suralimentation.

Charge capteur de température d'air

Le capteur de température d'air de suralimentation est situé dans le conduit d'air derrière le refroidisseur intermédiaire, directement devant le papillon des gaz.

Le DDE fournit le capteur de température d'air de suralimentation à la terre. Une autre connexion est connectée à un circuit diviseur de tension dans le DDE.

Le capteur de température d'admission comprend une résistance dépendant de la température qui pénètre dans l'air d'admission et adopte la température de l'air d'admission.

La résistance a un coefficient de température négatif (NTC). Cela signifie que la résistance diminue lorsque la température augmente.

La résistance fait partie d'un circuit diviseur de tension alimenté en 5 V par le DDE. La tension électrique à la résistance dépend de la température de l'air. Dans le DDE, un tableau indique la température associée à chaque valeur de tension et compense ainsi la relation non linéaire entre tension et température.

La résistance varie en fonction de la température de 149 kΩ à 161 Ω, ce qui correspond à une température de -40 ° C à 130 ° C.

Coolant capteur de température

Le capteur de température du liquide de refroidissement est installé à l'avant de la culasse. Il absorbe la température du liquide de refroidissement à la sortie du moteur. Cette valeur est considérée comme température moteur.

Il est alimenté par le DDE avec la masse. Le second terminal est connecté à un circuit diviseur de tension dans le DDE.

La fonction du capteur de température du liquide de refroidissement est la
Fonction du capteur de température d'admission identique.

La résistance a un coefficient de température négatif (NTC). Cela signifie que la résistance diminue lorsque la température augmente.

La résistance fait partie d'un circuit diviseur de tension alimenté en 5 V par le DDE. La tension électrique à la résistance dépend de la température de l'air. Dans le DDE, un tableau indique la température associée à chaque valeur de tension et compense ainsi la relation non linéaire entre la tension électrique et la température.

La résistance varie en fonction de la température de 216 kΩ à 41,7 Ω, ce qui correspond à une température de -55 ° C à 150 ° C.

Sonde lambda

Pour la régulation et la mesure de la composition des gaz d'échappement, la sonde lambda est un composant indispensable. L'objectif est de respecter les valeurs d'émission réglementaires. Ceci est réalisé en mesurant la teneur en oxygène résiduel dans les gaz d'échappement.

Pour une combustion optimale, un moteur diesel ayant un rapport air / carburant de λ> 1 est utilisé, c’est-à-dire avec un excès d’oxygène. λ = 1 signifie un mélange de 1 kg de carburant à 14,7 kg d'air.

La sonde lambda est située à l'entrée du boîtier commun du filtre à particules diesel (DPF) et du convertisseur catalytique à oxydation.

Sonde de contrôle à caractéristique continue

Sonde-de-controle-a-caracteristique-continue.png

La sonde de contrôle à courbe caractéristique continue est une sonde lambda à large bande du type LSU de Bosch 4.9. Cette sonde lambda à large bande est utilisée devant le catalyseur à couplage étroit.
Avec la sonde lambda à large bande, la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement peut être déterminée dans une large gamme. Ainsi, il est possible de conclure sur le rapport air-combustible dans la chambre de combustion.

La sonde lambda à large bande est capable de mesurer avec précision non seulement à λ = 1, mais aussi à λ <1 (riche) et λ> 1 (pauvre). de

= 0,7 à λ = ∞ (λ ∞ = air), la sonde lambda à large bande fournit un signal électrique unique et stable.

La sonde lambda est connectée au boîtier du connecteur avec 5 câbles. Les connexions suivantes sont effectuées dans le boîtier du connecteur:

Courant de pompage plus
Courant de pompage et tension de Nernst moins
Chauffage moins
Chauffage plus
Nernst voltage plus
Le connecteur de sonde lambda intègre une résistance d'équilibrage qui compense les tolérances de fabrication. Ceci est lié au contact toujours libre. 1

Structure-de-la-sonde-lambda-a-large-bande.png

La cellule de mesure de la sonde lambda à large bande est constituée de céramique zircone ZrO2. C'est la combinaison d'une cellule de concentration de Nernst (cellule de capteur ayant la fonction d'une sonde Lambda avec une caractéristique soudaine) et d'une cellule de pompe à oxygène, qui transporte des ions d'oxygène.

La cellule de pompe à oxygène (positions 7, 11 et et la cellule de concentration de Nernst (positions 4, 5 et 6) sont disposées de telle sorte qu'un intervalle de diffusion (8) d'environ 10 à 50 um est formé entre les deux. La cellule de concentration de Nernst est connectée d'un côté par un canal d'air de référence (3) via une ouverture à l'atmosphère environnante, de l'autre côté, elle est exposée aux gaz d'échappement via un espace de diffusion (8).

Les gaz d'échappement traversent le trou d'entrée des gaz d'échappement dans l'espace de diffusion de la cellule de concentration de Nernst. En conséquence, la même concentration en oxygène se produit initialement dans l'écart de diffusion que dans les gaz d'échappement. Pour que λ = 1 puisse être défini dans la fente de diffusion, la cellule de concentration de Nernst compare les gaz d'échappement dans l'espace de diffusion avec l'air ambiant dans le canal d'air de référence.

Il est très important que la connexion du câble à la sonde lambda ne soit pas contaminée afin que l'air ambiant puisse pénétrer dans le conduit d'air de référence. Par conséquent, le connecteur doit être protégé des salissures (détergents, conservateurs, etc.). 1

Sonde-lambda-a-large-bande-avec-melange-pauvre.png

En appliquant une tension de pompage à la cellule de pompage d'oxygène d'électrode externe (2) et à la cellule de pompage d'oxygène d'électrode interne (3), de l'oxygène peut être pompé ou extrait des gaz d'échappement dans l'espace de diffusion à travers la barrière de diffusion poreuse. Un circuit d'évaluation (9) dans le DDE contrôle cette tension appliquée à la cellule de pompage au moyen de la cellule de concentration de Nernst, de sorte que la composition du gaz dans l'intervalle de diffusion est constante à λ = 1. Avec les gaz d'échappement pauvres, la cellule de pompage d'oxygène pompe les ions d'oxygène hors de l'espace de diffusion. En revanche, dans le cas des gaz résiduaires provenant d'une combustion riche, les ions oxygène sont évacués des gaz d'échappement de l'environnement dans l'espace de diffusion par décomposition catalytique de CO2 et H2O au niveau de l'électrode externe de la cellule de pompage. A λ = 1, aucun ion oxygène ne doit être transporté. Le courant de pompage est nul. Le courant de pompage est proportionnel à la concentration en ions oxygène dans les gaz d'échappement et donc à une mesure du rapport air-carburant λ.

Sonde-lambda-a-large-bande-avec-un-melange-riche.png

Sonde-lambda-a-large-bande-avec--1.png

Le diagramme suivant montre la relation entre le courant de pompage et le rapport air-carburant λ.

Diagramme-de-pompage-rapport-air-carburant.png

Pot d'échappement arrière capteur de pression
 
Le capteur de contre-pression d'échappement est situé à l'extérieur du système d'échappement sur le couvre-culasse. Il est relié au tuyau d'échappement par un tuyau et un tuyau directement devant le boîtier commun du convertisseur catalytique à oxydation et du filtre à particules diesel (DPF).

Le capteur de contre-pression d'échappement mesure la pression dans le système d'échappement en amont du DPF. Si la contre-pression des gaz d'échappement dépasse la valeur admissible de 750 mbar, la régénération du DPF est déclenchée par le DDE.

L'Abgasgegendrucksenosr est connecté via trois broches avec le DDE. Le DDE lui fournit la masse et une tension de 5 V. Le signal de tension atteint le DDE via la troisième broche.
 
Dans le capteur de pression de refoulement, une membrane en tôle convertit la contre-pression des gaz d'échappement en une trajectoire. Ce chemin est converti en un signal de tension par quatre résistances sensibles à la pression. La plage de mesure du capteur de pression d'échappement est de 600 à 2000 mbars absolus, ce qui correspond à une tension de 1,875 à 4,5 V.

Un contrôle de vraisemblance du signal est effectué à l'aide de la vitesse, de la quantité d'injection, de la consommation et du temps de transit.

Si le capteur échoue, le DDE initie régulièrement une régénération du filtre et stocke une entrée d'erreur dans le DDE.

Pot d'échappement capteur de température de gaz

Le capteur de température des gaz d'échappement est situé directement à côté de la sonde Lambda à l'entrée de l'Oxi-Kat / DPF. la
Le capteur de température des gaz d'échappement est utilisé par le DDE pour contrôler la régénération du DPF.

Le capteur de température des gaz d'échappement comprend une résistance dépendant de la température.

La résistance a un coefficient de température négatif (NTC). Cela signifie que la résistance diminue lorsque la température augmente.

La résistance fait partie d'un circuit diviseur de tension alimenté en 5 V par le DDE. La tension électrique à la résistance dépend de la température de l'air. Dans le DDE, un tableau indique la température associée à chaque valeur de tension et compense ainsi la relation non linéaire entre la tension électrique et la température.

La résistance varie en fonction de la température de 96 kΩ à 32 Ω, ce qui correspond à une température de -40 ° C à 800 ° C.

Accélérateur

L'actionneur du papillon des gaz est fixé au collecteur pour l'air d'admission.

L'unité de contrôle DDE calcule la position du papillon des gaz en fonction de la position de la pédale d'accélérateur et de la demande de couple des autres calculateurs. L'actionneur du papillon est ouvert ou fermé électriquement par le boîtier électronique DDE.

À cette fin, il est contrôlé par le DDE via un signal PWM avec un facteur d'utilisation de 5 à 95%.

La manette des gaz est utilisée pour la régénération du filtre à particules diesel et le détachement.

Capteur de position

Afin d'assurer un contrôle optimal du papillon des gaz, sa position exacte doit être constamment enregistrée. Pour cela, la position du papillon des gaz dans le servomoteur est surveillée par 2 capteurs à effet Hall sans contact.

Le capteur de position est fourni avec une tension de 5 V et la terre du DDE. Deux lignes de données assurent un retour redondant de la position du papillon vers le DDE. Le second signal est inversé par rapport au premier. Le DDE évalue la plausibilité du signal en calculant la valeur de la différence.

Servomoteur

L'actionneur de l'actionneur de papillon est un moteur à courant continu. Il est conduit par le DDE en fonction des besoins.

Pour le contrôle, un pont en H est utilisé, ce qui permet de contrôler le moteur dans des directions opposées. Le pont en H dans le DDE est surveillé par diagnostic.

En cas d’entraînement hors tension, le papillon des gaz est chargé par ressort dans une position d’urgence.

Module pédale d'accélérateur (FPM)

Le module de pédale d'accélérateur fournit au DDE les informations "driver request driver".

Le module pédale d'accélérateur fonctionne sur le principe magnétorésistif. Deux capteurs d'angle Hall sont utilisés pour permettre la surveillance et la détection des défauts.
Les deux capteurs à angle de champ sont fournis séparément avec une tension de 5 V et une masse provenant du DDE. A partir des capteurs, un signal de tension est émis dans chaque cas et transmis de manière analogue au DDE.

Le signal du capteur d'angle de Hall 1 (A) et du facteur 2 est supérieur au signal du capteur d'angle de Hall 2 (B).

Forme-d-onde-du-module-de-pedale-d-accelerateur.png

Le DDE surveille les deux signaux d'entrée des capteurs d'angle Hall et les compare à la plausibilité.

Capteur de batterie intelligent

Le capteur de batterie intelligent (IBS) évalue la qualité actuelle de la batterie. L'IBS possède sa propre unité de commande et fait partie de la borne de la batterie.

L’IBS mesure régulièrement (de manière cyclique) les éléments suivants:
valeurs:

tension de la batterie
courant de charge
décharge
Température de la batterie

Le logiciel de l'IBS contrôle le processus fonctionnel et la communication avec le DDE. Lors de la conduite, les données sont transmises de l'IBS à la commande du moteur via l'interface de données série série (BSD).

Lors de l'arrêt du véhicule, les valeurs mesurées sont vérifiées de manière cyclique pour économiser de l'énergie. L'IBS est programmé pour se réveiller tous les 40 ans. La durée de mesure de l'IBS est d'environ 50 ms. Les valeurs mesurées sont saisies dans l'histogramme du courant au repos dans l'IBS. De plus, un calcul partiel de l'état de charge de la batterie est effectué. Après avoir redémarré le véhicule, le DDE / DDE lit l'histogramme. S'il existe une violation de courant de repos, une entrée de mémoire d'erreur est effectuée dans le DDE. Les données sont transmises via l'interface de données série bit.

L'IBS calcule les indicateurs de batterie comme base de l'état de charge et de l'état de la batterie. Les indicateurs de batterie sont le courant de charge et de décharge, la tension et la température de la batterie du véhicule.

Le courant de charge / décharge de la batterie est équilibré.

L'état de charge de la batterie est surveillé en permanence et en cas de sous-financement, les données sont transmises au DDE.

L'historique actuel est calculé au démarrage du moteur pour déterminer l'état de la batterie.

Le courant de repos du véhicule est surveillé.
L'IBS est capable d'autodiagnostic.

Frein Interrupteur

Frein-Interrupteur.png

Dans le contacteur de feux stop, 2 interrupteurs sont installés: le contacteur de feu stop et le contacteur de test de feu stop (redondance pour des raisons de sécurité). À partir des signaux, l’unité de commande DDE détecte si la pédale de frein est actionnée. La transmission de données est numérique.

Le contacteur de feux stop est alimenté en tension 12 V, borne R et masse. Dans le DDE aller deux lignes de signal. Le contacteur de feux stop fournit une tension de 0 V lorsque la pédale de frein n'est pas actionnée et de 12 V lorsque la pédale de frein est actionnée via une ligne de signal vers le DDE.

L'interrupteur de test de feu stop fournit une tension de 0 V lorsque la pédale de frein n'est pas actionnée et une tension de 12 V lorsque la pédale de frein est actionnée via une autre ligne de signal vers le DDE.

Module d'embrayage

Module-d-embrayage.png

Sur les véhicules à transmission manuelle, le module d’embrayage de la pédale d’embrayage détecte la position de l’embrayage. Le module de couplage est constitué d'un capteur à effet Hall et d'une électronique d'évaluation.

Le module de couplage est alimenté en tension 12 V, borne R et masse. Dans le DDE se trouve une ligne de signal. Le contacteur d'embrayage fournit une tension de 0 V lorsque la pédale d'embrayage n'est pas actionnée et de 12 V lorsque la pédale d'embrayage est actionnée sur le DDE.

Interrupteur de pression d'huile

L'interrupteur de pression d'huile sert à surveiller le système de lubrification. Le voyant de pression d'huile s'allume lorsque la pression d'huile ne dépasse pas une valeur définie par le ressort (3, graphique suivant). Cette valeur est d'environ 0,2 à 0,5 bar.
L'interrupteur de pression d'huile est connecté au DDE via une ligne de signal. Une tension de 12 V est appliquée à cette ligne lorsque le commutateur n’est pas actionné et une tension de 0 V lorsque le commutateur est actionné. La transmission de données est numérique.

Interrupteur-de-pression-d-huile_20180829-1318.png

Capteur de pression pour la climatisation

Le capteur de pression du système de climatisation est situé dans la conduite de pression du circuit frigorifique.

En mode refroidissement, le réfrigérant haute pression est détecté par un capteur de pression et évalué dans le DDE.

Le capteur est alimenté en tension 5 V et avec une masse provenant du DDE. L'information est transmise au DDE via une ligne de signal. Le signal évaluable varie en fonction de la pression. La plage de mesure d'environ 0,1 à 0,9 V correspond à une pression d'environ 10 kPa (0,1 bar) à 3,5 MPa (35 bars).

Avec le signal du capteur de pression et de la carte stockée, le DDE peut calculer la pression dans la conduite de pression du circuit de réfrigérant et allumer ou éteindre le ventilateur électrique selon les besoins. De même, le signal d'activation ou de désactivation de l'embrayage du compresseur est envoyé via le bus PT-CAN au boîtier de raccordement.

Unité de contrôle du système d'accès voiture

L'unité de contrôle du système d'accès automobile (unité de contrôle CAS) est connectée au DDE via le PT-CAN et la boîte de jonction. L'antidémarrage électronique est réalisé dans l'association CAS et DDE. De plus, l'unité de contrôle CAS est toujours connectée au DDE via le bus CAS et une autre ligne pour la commande de démarrage.

Le contrôleur CAS fournit également les signaux du terminal R et du terminal 15.

Capteur de pression de rail

Le capteur de pression du rail est installé sur le rail en acier inoxydable. Dans le rail, le carburant sous pression est stocké temporairement et distribué aux valves d'injection à haute pression.

La pression du carburant passe par l'orifice haute pression vers le diaphragme avec un élément capteur. La déformation de la membrane est convertie via l'élément capteur en un signal électrique. Le circuit d'évaluation prépare le signal et transmet un signal de tension analogique au DDE. Le signal de tension augmente linéairement avec l'augmentation de la pression du carburant.

Le signal du capteur de pression du rail est un signal d'entrée important du DDE pour la commande de la vanne de régulation de la quantité (composant de la pompe haute pression).

Le capteur est alimenté en tension 5 V et avec une masse provenant du DDE. L'information est transmise au DDE via une ligne de signal. Le signal évaluable varie en fonction de la pression.

Si le capteur de pression du rail tombe en panne, la vanne de contrôle du débit en mode d'urgence est contrôlée par le DDE.

Vanne de régulation de pression de rail

La vanne de régulation de pression du rail a pour fonction de drainer la surpression dans le réservoir de carburant (rail). Il est attaché à une extrémité du rail.
La vanne de régulation de pression du rail est contrôlée par le DDE via un signal PWM.
Fondamentalement, il n'est actif que pendant le démarrage à froid du moteur ou lorsque le gaz est retiré.

Compartiment moteur du distributeur de puissance relais

Dans le compartiment moteur de distribution de puissance, des relais pour le contrôle moteur sont intégrés:

Relais principal DDE
Zündentlastungsrelais
Relais de réchauffeur de purge moteur (SA terre froide uniquement).

Relais principal DDE

Le relais principal DDE est activé par le DDE. Si le DDE reçoit les informations d'allumage du CAS, le relais principal DDE est activé.

Le relais principal DDE alimente divers composants.

Si le contact est coupé, le DDE éteint le relais DDE principal uniquement après un certain temps. La raison en est que, dans l'unité de commande après la désactivation de la borne 15, des adaptations, etc., sont déposées de manière non volatile dans les mémoires afin de les rendre à nouveau disponibles après l'allumage.

Le relais principal DDE est alimenté par la tension du système électrique du terminal 30 et est piloté par le DDE avec la masse.

Relais de chauffage de ventilation moteur (terre froide SA uniquement)

Le relais du réchauffeur de ventilation du moteur assure le chauffage du reniflard du moteur. Le DDE commute également ce relais.

Le relais est alimenté par la tension du système électrique de la borne 87 du véhicule et piloté par le DDE avec la masse.

Injecteurs

L'exigence la plus importante pour les injecteurs est le dosage exact de la quantité d'injection et le contrôle précis des temps d'injection. Ils sont insérés dans la culasse et font saillie au milieu de la chambre de combustion.
 
Dans le N47, les injecteurs PIEZO sont utilisés dans l'étage supérieur, tandis que les injecteurs d'électrovannes sont utilisés pour l'étage inférieur. Les deux systèmes correspondent à ceux connus précédemment.

Injecteurs à électrovannes (MVI)

Le MVI a deux connexions au DDE. Le contrôle de l'injecteur est appelé "high-side" et "low-side".

Les injecteurs sont alimentés en tension via la commande "high-side".
La commande côté bas active les injecteurs de l'amplificateur de puissance - le carburant est injecté dans la chambre de combustion.

La durée et la durée d'injection du cylindre concerné sont adaptées aux conditions de fonctionnement (vitesse, charge et température du moteur).

À l'intérieur de l'injecteur se trouve une bobine qui génère un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée. En conséquence, une vanne est ouverte, ce qui provoque une course hydraulique de l'aiguille de la buse et conduit à l'injection. Pour plus d'informations sur les injecteurs, voir le chapitre Conditionnement du carburant.

La tension nécessaire pour contrôler le MVI est obtenue par un étage de sortie par injecteur.

Injecteurs piézo-électriques

Avec l'injecteur PIEZO, le mouvement de la vanne n'est pas généré par un solénoïde, mais par un élément PIEZO.

Un élément PIEZO est un transducteur électromécanique, i. h. Il s'agit d'un matériau céramique qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique (force / déplacement).

L'élément PIEZO dans l'injecteur applique une tension pour que le cristal s'étire. Pour atteindre un plus grand chemin, l'élément PIEZO est constitué de 264 couches.

Comportement-d-un-element-PIEZO.png

Si un élément PIEZO est déconnecté de la source de tension pendant qu'il est chargé, il conservera sa charge, analogue à un condensateur. C'est-à-dire que si l'injecteur était déconnecté du contrôleur pendant l'actionnement, l'élément PIEZO serait étendu et il y aurait une injection continue. Pour éviter cela, l'élément PIEZO est connecté en parallèle avec une résistance, ce qui lui permet de se décharger en moins d'une seconde.

Le graphique suivant montre qualitativement le contrôle des injecteurs PIEZO.

Controle-des-injecteurs-PIEZO.png

Ventilateur électrique

Le ventilateur électrique a son propre amplificateur de puissance. Il est contrôlé par le DDE via un signal PWM. Ce signal génère la spécification cible de la capacité de refroidissement requise. La commande du ventilateur électrique la convertit en une vitesse correspondante.

Le ventilateur électrique est alimenté par un moteur à courant continu dont les performances dépendent du véhicule et de ses équipements....

Turbocompresseur

Le moteur N47 possède également un turbocompresseur à turbine à buse variable (VNT). L'ajustement des aubes se fait électriquement. Par rapport à un réglage pneumatique, il est possible de contrôler plus précisément la pression de suralimentation.

Le servomoteur est contrôlé par le DDE via un signal PWM. Le régulateur de position et les fonctions de diagnostic sont intégrés dans l'actionneur.

En cas de dysfonctionnement, le signal PWM est entraîné à la masse par le contrôle de position interne du servomoteur pendant 0,5 à 2 secondes (en fonction du message d'erreur). Par conséquent, le DDE détecte un défaut dans le réglage de la palette électrique.

Générateur

Le générateur échange des données avec l'unité de contrôle DDE via une interface de données série. Le générateur transmet les informations de l'unité de contrôle DDE telles. Type et fabricant. Par conséquent, l'unité de commande DDE adapte la régulation du générateur au type de générateur intégré.

Le générateur est connecté au DDE via l'interface de données série de bits BSD. L'échange de données est bidirectionnel. Ainsi, le DDE connaît l’état du générateur et peut réguler l’intervention.

Régulateur de débit

La vanne de régulation de débit (unité de dosage ZME) est intégrée dans la pompe à carburant haute pression. Il limite la demande en fonction de la quantité de carburant fournie à la pompe haute pression. Cela augmente l'efficacité de la pompe haute pression, en particulier dans la plage de charge partielle.

La vanne de contrôle de quantité est contrôlée en fonction de la carte via un signal PWM.

Démarreur

Le démarreur est contrôlé par le CAS. Le DDE dispose d'un câble de connexion au CAS pour cette fonction. Si la tension du système électrique du véhicule 12 V est commutée par le DDE sur cette ligne, le système CAS reconnaît que le DDE demande la fonction de démarrage. Si la ligne est commutée sur la ligne, le CAS reconnaît que le DDE veut mettre fin au processus de démarrage.

Capteur de température et de pression de carburant
 
La température et la pression du carburant sont détectées par un capteur combiné situé dans le débit de carburant directement devant la pompe haute pression.

Ce composant n'a qu'une seule connexion pour la terre, qui partage ensuite les capteurs individuels. Il y a une alimentation pour le capteur de pression de carburant. De plus, il y a un signal de sortie par capteur. Le capteur combiné a donc quatre connexions.

Capteur de température de carburant

Le capteur de température de carburant mesure la température du carburant devant la pompe haute pression. Il sert à la protection contre la surchauffe du moteur et au calcul de la quantité d'injection.

Le capteur de température de carburant est mis à la terre par le DDE. Le second terminal est connecté à un circuit diviseur de tension dans le DDE.

Il contient une résistance dépendant de la température qui fait saillie dans le carburant et prend sa température.

La résistance a un coefficient de température négatif (NTC). Cela signifie que la résistance diminue lorsque la température augmente.
La résistance fait partie d’un circuit diviseur de tension fonctionnant avec 5V du

La résistance fait partie d'un circuit diviseur de tension alimenté en 5 V par le DDE. La tension électrique à la résistance dépend de la température du carburant. Dans le DDE, un tableau indique la température associée à chaque valeur de tension et compense ainsi la relation non linéaire entre la tension électrique et la température.

La résistance varie en fonction de la température de 75,5 kΩ à 87,6 Ω, ce qui correspond à une température de -40 ° C à 120 ° C.

Capteur de pression de carburant

Le capteur de température de carburant mesure la pression dans le circuit de carburant basse pression en amont de la pompe haute pression. La pression de carburant est utilisée par le DDE pour contrôler la pompe à carburant électrique si nécessaire.

Le capteur de pression de carburant reçoit la masse du DDE et une tension d'alimentation de V. Il transmet un signal de tension au DDE.
Une membrane en tôle convertit la pression du carburant en une trajectoire. Ce chemin est converti en un signal de tension par quatre résistances sensibles à la pression.

Capteur de vide de frein (MSA uniquement)

Le capteur de vide de freinage est un nouveau composant utilisé pour le fonctionnement du système de démarrage / arrêt du moteur (MSA).

Capteur-de-depression-de-frein.png

Le capteur de vide du frein garantit que la fonction MSA a toujours une pression négative suffisante pour l'assistance au freinage. Si la valeur tombe en dessous d'une valeur définie, le moteur est démarré par le MSA.

Le capteur de dépression est situé à côté du servofrein.
Il reçoit la masse et une tension d'alimentation de 5 V du DDE.

Dans le capteur, une membrane en tôle convertit la pression négative en une trajectoire. Ce chemin est converti en signal de tension par quatre résistances sensibles à la pression et envoyé au DDE.

Capteur zéro zéro (MSA uniquement)

Le capteur de vitesse zéro est également nouveau et est utilisé uniquement avec le MSA. Il s'assure que le MSA ne démarre le moteur que lorsqu'aucune vitesse n'est engagée.

Capteur-engrenage-zero.png

Le capteur de vitesse zéro est installé en haut de la boîte de vitesses et a pour tâche de détecter la position neutre du levier de vitesses. C'est un capteur PLCD (capteur de déplacement linéaire sans contact magnétique permanent).

Principe-de-fonctionnement-du-capteur-de-position-zero.png

Le mouvement du levier de vitesses déplace la tige de changement de vitesse et donc l'aimant dans la transmission. Le DDE peut détecter la position du levier de changement de vitesse via le capteur PLCD.

Vous trouverez plus de détails sur le capteur de position zéro dans le document Engine-Start-Stop-Automatic.

Soupape EGR

La vanne EGR est ouverte par pression négative. La boîte à vide de la vanne EGR est pressurisée par un transducteur de pression électropneumatique (EPDW) avec le vide approprié.

L'EPDW est contrôlé par le DDE via un signal PWM avec un facteur d'utilisation de 5 à 94%. Il convertit le signal en une pression négative correspondante.
À 5%, la vanne EGR est fermée à 94% complètement ouverte.

Capteur de position EGR

La trajectoire de la vanne EGR est prise par le capteur de course EGR. Cela permet de doser plus précisément le taux EGR.

Le capteur de déplacement EGR est situé sur l'unité d'aspiration de la vanne EGR.

Le capteur est alimenté par le DDE avec une tension de 5 V. C'est un potentiomètre.
Le potentiomètre contient une résistance définie dans le circuit entre la tension d'alimentation et la terre. Un contact glissant diminue la tension sur la longueur de la résistance. Ce contact glissant se déplace avec le trajet de la vanne EGR.

Ainsi, la tension taraudée est proportionnelle au trajet de la vanne EGR.

Soupape de dérivation EGR

Ainsi, dans certaines situations de fonctionnement, des gaz d'échappement non refroidis peuvent être ajoutés à l'air frais, le moteur N47 situé dans l'étage supérieur avec transmission manuelle a pour la première fois un by-pass de refroidissement EGR.

Cela permet aux gaz d'échappement de contourner le refroidisseur EGR.

La soupape de dérivation EGR est ouverte par une boîte à vide et fermée par la force du ressort. Il n'y a que les positions ouvertes et fermées. L'unité de vide est alimentée avec la pression négative nécessaire par une vanne de commutation électropneumatique.

La vanne de commutation électropneumatique est commutée par le DDE.

Plaque de volet Swirl

Les volets de turbulence sont ajustés par un moteur à courant continu. Cela se trouve à l'extrémité avant du collecteur d'admission.

Le moteur à courant continu est contrôlé via un signal PWM de 5 à 95% de facteur de marche. À 5%, les volets tourbillonnaires sont ouverts, à 95% ils sont fermés.

Lorsqu'ils sont désactivés, les volets de tourbillon sont ouverts.

Capteur volets de turbulence

La position des volets tourbillonnaires est mesurée sans contact par le capteur de volet tourbillonnant situé dans le boîtier de l'actionneur du volet tourbillonnant.

Le capteur à volet tournant permet de contrôler plus précisément les vannes à tourbillon, ce qui peut réduire les émissions de polluants.
Le capteur de volet à tourbillon est un capteur à effet Hall. Il est alimenté par le DDE avec une tension de 5 V et la terre.

Le capteur fournit un signal analogique au DDE.

Contrôleur de Recuit (GSG)

L'unité de contrôle de l'allumage pouvant être diagnostiquée connectée au boîtier du filtre à huile communique avec le DDE via le bus LIN.

De plus, la masse est fournie par le DDE.

La commande de préchauffage est également connectée à la borne 15 et à la borne 30 via une "connexion à courant fort" supplémentaire.

L'unité de contrôle de la lueur est conçue par sa conception mécanique et électrique pour permettre un montage proche du moteur. Cela se traduit par des lignes plus courtes du GSG aux broches de préchauffage.

La puissance de chauffage dépend de certaines conditions de fonctionnement telles. B. Température, vitesse et charge du moteur déterminées par le DDE et transmises via le bus LIN au GSG. L'annonceur convertit la demande et renvoie les informations de diagnostic et d'état au DDE sur demande.

Contrôle des bougies de préchauffage

Le contrôle de recuit reçoit les exigences de recuit pour les différentes fonctions de recuit, telles que. B. le recuit de démarrage, de fonctionnement ou de diagnostic du DDE.

Les bougies de préchauffage sont commandées par GSG à modulation de largeur d'impulsion. Chaque bougie est allumée et éteinte individuellement par un amplificateur associé à la bougie de préchauffage. En raison de la modulation de largeur d'impulsion, la tension effective (tension utile) sur les bougies de préchauffage peut être modifiée de sorte qu'une température constante d'environ 1200 1200C soit établie sur toute la plage de fonctionnement du moteur.

La tension aux bougies de préchauffage est maintenue constante par la commande PWM, de sorte que les fluctuations de tension dans le système électrique n’ont aucune influence sur les bougies de préchauffage et leur température.

En fonctionnement chronométré, les bougies de préchauffage ne sont pas toutes allumées et éteintes en même temps, mais successivement pour éviter des perturbations dans le système électrique en allumant et éteignant périodiquement de très forts courants.

Épinglettes en céramique

Le moteur N47 utilise de nouvelles bougies de préchauffage en céramique. Ils se caractérisent par une température plus élevée, une faible consommation énergétique et un temps de réponse court.

Dans ces bougies de préchauffage, la pointe d'un matériau céramique qui permet une température de 1200 C est (prédécesseur: 1000 C).

De plus, les bougies de préchauffage en céramique se caractérisent par une longue durée de vie. Cependant, une manipulation soigneuse est nécessaire car la pointe en céramique est très fragile.

Notes de service.
Moteur N47.

Composants du système

Carter

Coquille de renfort

Avant d'installer les entretoises dans la coque de raidissement, il faut impérativement les visser complètement, sans quoi elles pourraient être endommagées. Il est essentiel de suivre la procédure du manuel de réparation. 1

Notes-de-service-Moteur-N47.png

Carter d'huile

Pour assurer le fonctionnement du joint, l'huile ne doit pas pénétrer sur le revêtement en caoutchouc lors du montage. Dans certaines circonstances, le joint peut glisser de la surface d'étanchéité. Par conséquent, les surfaces des brides doivent être nettoyées immédiatement avant l'assemblage. De plus, il faut s'assurer que l'huile a coulé du moteur de sorte que ni la surface de la bride ni le joint ne soient mouillés avec de l'huile pendant l'assemblage. 1

Vilebrequin avec roulements

Les trois paliers matériaux

Une manipulation soignée des coussinets est de la plus haute importance, car la très fine couche métallique du palier ne peut pas compenser la déformation plastique. 1

Poussée

Il est important que le mouillage avec de l'huile moteur soit assuré. Même en cas de défaillance de la butée, la surchauffe en est généralement la cause.

Un palier de butée usé provoque un développement du bruit, en particulier dans la zone de l'amortisseur de vibrations. Un autre symptôme peut être la défaillance du capteur de vilebrequin, qui se manifeste par des changements importants dans les véhicules automatiques. 1

Bielle avec roulement

Bielle fissurée

Si un chapeau de palier de bielle est inversé ou monté sur une autre bielle, la structure de rupture des deux parties est détruite et le couvercle n'est pas centré. Dans ce cas, l'ensemble des bielles doit être remplacé par de nouvelles pièces complètes. 1

Vis

Pour des informations détaillées sur le boulonnage des bielles, telles que les instructions de serrage, etc., voir le TIS. 1

Lors de l'installation d'un nouveau jeu de bielles:

Lors de l'installation de la bielle, les boulons de la bielle ne doivent être resserrés qu'une fois pour les essais de dégagement, puis pour l'assemblage final. Les boulons de bielle étant déjà boulonnés trois fois lors de l'usinage des bielles, ils ont atteint leur résistance maximale à la traction.

Si les bielles sont réutilisées et que seuls les boulons de bielle ont été renouvelés:

Les boulons de la bielle doivent être resserrés après la mesure du jeu, relâchés et amenés par la troisième combinaison à la résistance maximale à la traction.

Si les vis de la bielle ne sont pas serrées au moins trois fois ou plus de cinq fois, le moteur sera endommagé. 1

Classification du poids

Dans un moteur, seules des bielles du même groupe de poids peuvent être installées. 1

Piston avec anneaux et boulons

Segments de piston

Les anneaux de nez ne doivent pas être utilisés à l'envers. Le talon doit être tourné vers le bas. Un assemblage incorrect entraîne des dommages au moteur 1
 
Un racleur d'huile endommagé ou cassé n'est pas reconnu à l'état monté. Les effets ne sont apparents qu'après un certain kilométrage. 1

Transmission par courroie et accessoires
 
Lors du montage des ancillaires, une attention particulière doit être accordée au positionnement correct. Un désalignement de la poulie entraînerait un bruit de courroie et éventuellement un endommagement de la courroie.

Veuillez respecter la procédure dans les instructions de réparation 1

Buses de pulvérisation d'huile et vanne de refroidissement à piston

Buse de pulvérisation d'huile pour le refroidissement du piston

Afin d'obtenir un refroidissement optimal, un positionnement exact des buses de pulvérisation d'huile est nécessaire.

Assurez-vous de remplacer les gicleurs d'huile pliés ou endommagés, au risque d'endommager le moteur.
Le positionnement est effectué à l'aide d'un outil spécial. Veuillez suivre les instructions de réparation. 1

Buse de pulvérisation d'huile pour la lubrification de la chaîne de distribution

Si la chaîne tombe dans le carter pendant l'assemblage, la buse de pulvérisation d'huile peut être endommagée. 1

Surveillance de l'huile

Interrupteur de pression d'huile

Si la prise du contacteur de pression d'huile n'est pas fixée, aucun avertissement de pression d'huile ne sera émis. 1

Niveau d'huile mesure

La procédure de mesure du niveau d'huile se trouve dans le mode d'emploi.
La consommation d'huile dépend du style de conduite et des conditions d'utilisation. 1

Toute plainte de consommation d'huile est souvent due à une méthode de mesure incorrecte. La mesure exacte de la consommation d'huile peut être trouvée dans le TIS.

Une mesure de la consommation d'huile doit être effectuée au plus tôt après une distance de marche de 7 500 km, car c'est seulement après que le rodage du moteur est largement terminé et que la consommation d'huile s'est stabilisée. 1

Ne dépassez pas la marque supérieure de la jauge, sinon une trop grande quantité d'huile risque d'endommager le moteur. 1

La jauge a une poignée noire discrète, car elle est uniquement destinée à l'entretien. 1

Mesure électronique du niveau d'huile

Après le remplacement ou la reprogrammation de l’unité de commande du moteur, aucun niveau d’huile n’a été mémorisé au départ. Seulement après environ 5 minutes d’exécution, le niveau d’huile correct est affiché. 1

Trop d’huile nuit au moteur. Faites vérifier le véhicule immédiatement. 1

Système d'admission

Si le tuyau d'air propre est gravement huilé après la connexion. Gaz soufflés, il peut être conclu en augmentant les gaz soufflés. La raison en est généralement une fuite au niveau du moteur (par ex. Joint d'étanchéité du vilebrequin) ou du faux air via les lignes de vide. Un turbocompresseur à gaz d'échappement lubrifié est alors une conséquence et n'indique pas de défaut dans le turbocompresseur. 1

Echappement

3 Si la teneur en soufre du carburant diesel est de la fumée et que l'odeur du soufre est> 50 - 100 ppm, cela peut conduire à un tuyau d'échappement blanc fort. 1

Composants dans le circuit de refroidissement

Pompe à eau

Dans le passé, les pompes à liquide de refroidissement étaient fréquemment remplacées en raison de traces de liquide de refroidissement. De légères traces de liquide de refroidissement sont admissibles en raison de la fuite fonctionnelle de la garniture mécanique.

La fuite maximale admissible de liquide de refroidissement est de 800 mg / h, ce qui correspond à une chute d’un peu plus de 1 cm de diamètre par heure. 1

Réservoirs

N'ouvrez jamais le bouchon du réservoir avec le moteur chaud.

La raison en est non seulement le risque de brûlure. Dans les zones les plus hautes du circuit de refroidissement (par exemple, la culasse), des bulles de gaz peuvent apparaître en raison de la perte de pression. À ce stade, la dissipation thermique suffisante n'est pas garantie. La surchauffe est le résultat. 1

Module de refroidissement

Ventilateur électrique

Lorsque vous transportez le ventilateur électrique, ne touchez pas à l'anneau du ventilateur car il pourrait se casser. 1

Fonctions du moteur électrique
 
Source de courant

Si la fonction de réponse au démarrage est incorrecte, le comportement de démarrage peut être gravement compromis. 1

Immobilisateur électronique (EWS)

Si le CAS ou le DDE est défectueux, une procédure spécifique doit être suivie. L'unité de contrôle requise doit être commandée exactement pour le véhicule. Pour cela, les données du véhicule (numéro de châssis) sont requises. Un réglage EWS n'est pas nécessaire après le remplacement du contrôleur. 1

Capteurs et actionneurs

Sonde lambda

Le connecteur de sonde lambda intègre une résistance d'équilibrage qui compense les tolérances de fabrication. Ceci est lié au contact toujours libre. 1

Il est très important que la connexion du câble à la sonde lambda ne soit pas contaminée afin que l'air ambiant puisse pénétrer dans le conduit d'air de référence. Par conséquent, le connecteur doit être protégé contre les salissures (détergents, agents de conservation, etc.). 1

Dernière modification par BMW-Tech (02-09-2018 09:33:24)


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