N55b30 двигатель бмв и Устройство, ремонт силовой установки от BMW

Вакуумная система

Силовой агрегат N55 имеет вакуумный насос для создания разрежения, необходимого для усилителя тормозов и одного дополнительного потребления. Этим дополнительным потреблением в случае F07 является перепускной клапан. Для постоянного поддержания достаточного разрежения для перепускного клапана используется вакуумный ресивер.

Вакуумная система двигателя N55: 1 – Вакуумный насос; 2 и 3 – Обратный клапан; 4 – Усилитель тормозов; 5 – Обратный клапан; 6 – Вакуумный ресивер; 7 – Электропневматический преобразователь давления; 8 – Вакуумный регулятор перепускного клапана;

Вакуумный насос

Вакуумный насос аналогичен насосу двигателя N63. Он имеет две ступени и соответственно два подсоединительных элемента. Первая ступень предназначена для усилителя тормозов, вторая – для дополнительных потребителей.

Вакуумный насос мотора N55: 1 – Обратный клапан для усилителя тормозов; 2 – Обратный клапан для дополнительных потреблений; 3 – Отверстие для подсоединения дополнительных потребителей; 4 – Корпус вакуумного насоса; 5 – Лопасть; 6 – Отверстие для подсоединения усилителя тормозов;

Для первой ступени используется самая большая часть увеличения объема (вакуумирования), таким образом быстро создается разрежение для усилителя тормозов. Только на последнем отрезке времени открывается отверстие для дополнительного потребителя, таким образом включается вторая ступень. Создание разрежения поэтому продолжается в этом случае дольше, что видно на следующей диаграмме.

Производительность двухступенчатого вакуумного насоса в двигателе N55: 1 – Разрежение; 2 – Время; 3 – Производительность для дополнительного потребления; 4 – Производительность для усилителя тормозов;

С помощью такого решения учитываются разные потребности усилителя тормозов и дополнительного потребителя.

Система подачи масла

На следующих рисунках дан обзор масляного контура двигателя N55. По сравнению с двигателем N54 количество смазочных каналов в головке блока цилиндров заметно меньше. Это стало возможным благодаря использованию новых электромагнитных клапанов VANOS.

Смазочные каналы двигателя N55: 1 – впускной коллектор; 2 – масляный насос; 3 – канал неочищенного масла; 4 – масляный фильтр; 5 – главный смазочный канал (канал чистого масла); 6 – натяжитель цепи; 7 – электромагнитный клапан VANOS стороны выпуска; 8 – электромагнитный клапан VANOS стороны впуска; 9 – исполнительный узел системы VANOS стороны впуска; 10 – исполнительный узел системы VANOS стороны выпуска; 11 – канал для смазки распредвала впускных клапанов и эксцентрикового вала; 12 – гидравлическая система компенсации клапанного зазора; 13 – канал для смазки распредвала выпускных клапанов; 14 – гидравлическая система компенсации клапанного зазора; 15 – подсоединение к системе смазки турбонагнетателя; 16 – подсоединение к масляным форсункам; 17 – подшипники коленчатого вала; 18 и 20 – канал к системе регулировки давления масла; 21 – канал к системе смазки вакуумного насоса; 22 – вакуумный насос;

Смазочные каналы мотора N55: 1 – впускной коллектор; 2 – масляный насос; 3 – канал неочищенного масла; 4 – масляный фильтр; 5 – главный смазочный канал (канал чистого масла); 6 – натяжитель цепи; 7 – электромагнитный клапан VANOS стороны выпуска; 8 – электромагнитный клапан VANOS стороны впуска; 9 – исполнительный узел системы VANOS стороны впуска; 10 – исполнительный узел системы VANOS стороны выпуска; 15 – подсоединение к системе смазки турбонагнетателя; 16 – подсоединение к масляным форсункам; 17 – подшипники коленчатого вала; 18 – канал к системе регулировки давления масла; 19 – клапан регулировки давления масла; 21 – канал к системе смазки вакуумного насоса; 22 – вакуумный насос;

Возврат масла

На следующих рисунках показан встроенный успокоитель масла. Были объединены следующие детали:

Благодаря встроенному успокоителю масла получается максимально возможная перегородка между масляным картером и кривошипно-шатунным механизмом. На постели двигателя дополнительно имеются маслосборные кромки, которые целенаправленно отводят разбрызгиваемое масло от кривошипно-шатунного механизма.

За счет изменения всасывающего патрубка можно очень просто адаптировать необходимые варианты масляного картера.

Масло, возвращающееся из головки блока цилиндров, направляется по каналам под успокоитель масла. При этом даже при большом поперечном ускорении масло не попадает на коленчатый вал и не возникают потери на взбалтывание.

Постель двигателя с масляным насосом и успокоителем масла в двигателе N55: 1 – масляный насос; 2 – каналы слива масла на стороне впуска; 3 – постель двигателя; 4 – успокоитель масла; 5 – впускной коллектор с сетчатым фильтром; 6 – каналы слива масла на стороне выпуска ОГ;

Каналы слива масла в моторе Н55: 1 – канал охлаждения; 2 – гильза цилиндра; 3 – канавка; 4 – каналы слива масла на стороне выпуска ОГ; 5 – каналы слива масла на стороне впуска;

Масляный насос и регулировка давления

Масляный насос на N55 используется уже известный по двигателю N54 – шиберный насос маятникового типа в измененном исполнении. Так, впервые устанавливается маятниковый шибер из дуропласта. Также используется известное по двигателю N53 – регулирование расхода по объему.

Масляный насос и клапан регулировки давления в N55: 1 – регулирующий клапан давления масла; 2 – масляный насос;

Масляный насос двигателя N55: 1 – масляная камера; 2 – клапан ограничения давления; 3 – ротор; 4 – лопасть; 5 – шибер маятникового типа; 6 – внутренний ротор; 7 – корпус; 8 – отверстие для клапана регулировки давления; 9 – демпфирующая масляная камера; 10 – пружина сжатия (2 шт.); 11 – ось вращения;

Конструкция масляного насоса переработана под использование маятникового шибера из дуропласта.

Очистка и охлаждение масла

Корпус масляного фильтра также изготовлен из дуропласта. Для охлаждения системы смазки двигателя также используется проверенный радиатор охлаждения моторного масла. В зависимости от температуры масла термостат на корпусе масляного фильтра открывает поток масла к масляному радиатору.

Масляные форсунки

Двигатель N55 имеет масляные форсунки для охлаждения днищ поршней. Для позиционирования масляных форсунок требуется специальное приспособление.

Контроль масла

Так как мотор N55 имеет масляный насос с регулированием расхода по объему, необходимо точно отслеживать давление масла. Для этого используется новый датчик фирмы Sensata. Двигатели N43 и N53 имели датчик фирмы Honeywell.

Преимущество нового датчика:

Уровень масла

Для измерения уровня масла используется известный датчик состояния масла.

Электрооборудование двигателя

Впервые блок цифровой электронной системы управления двигателем (DME) устанавливается на двигателе. Блок DME привернут с помощью фланца к спускному коллектору и охлаждается всасываемым воздухом. Расположение блока DME рядом с двигателем имеет следующие преимущества:

Электрические схемы

Электрическая схема подключения к бортовой сети в двигателе N55: 1 – Цифровая электронная система управления двигателем; 2 – Электрическое управление воздушными заслонками; 3 – Механическое управление воздушными заслонками; 4 – Электровентилятор; 5 – Стартер; 6 – Компрессор кондиционера; 7 – Токораспределитель в моторном отсеке; 8 – Электронный блок JBE; 9 – Электронно-управляемый токораспределитель; 10 – Интегрированная система управления ходовой частью; 11 – Модуль диагностики течи топливного бака (только в комплектации для США и Южной Кореи); 12 – Электронный блок управления топливным насосом; 13 – Токораспределитель в багажном отделении; 14 – Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи; 15 – Токораспределитель АКБ; 16 – Переключающий клапан заслонки глушителя; 17 – Гнездо диагностического разъема (сигнал частоты вращения); 18 – Модуль педали акселератора; 19 – Комбинация приборов; 20 – Система доступа в автомобиль; 21 – Центральный межсетевой преобразователь; 22 – Система динамического контроля стабильности;

Электрическая схема системы охлаждения двигателя N55: 1 – Комбинация приборов; 2 – Центральный межсетевой преобразователь; 3 – Датчик уровня охлаждающей жидкости; 4 – Датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 – Электровентилятор; 6 – Механическое управление воздушными заслонками; 7 – Электрическое управление воздушными заслонками; 8 – Цифровая электронная система управления двигателем; 9 – Токораспределитель в моторном отсеке; 10 – Электронный блок JBE; 11 – Электронно-управляемый токораспределитель; 12 – Реле электровентилятора; 13 – Токораспределитель в багажном отделении; 14 – Реле электровентилятора (только при мощности электровентилятора 850 или 1000 Вт); 15 – Токораспределитель АКБ;

Электрическая схема MEVD17.2:1 – Электронная система управления двигателем, Valvetronic, непосредственный впрыск 17.2 МЕVD17.2; 2 – Датчик давления окружающей среды; 3 – Датчик температуры; 4 – Выключатель стоп-сигналов; 5 – Стартер; 6 – Система доступа в автомобиль (CAS); 7 – Модуль сцепления; 8 – Электронный блок управления топливным насосом (EKPS); 9 – Топливный электронасос; 10 – Реле контакта 15N; 11 – Компрессор кондиционера; 12 – Насос охлаждающей жидкости; 13 – Реле Valvetronic; 14 – Блок управления JBE; 15 – Датчик давления хладагента; 16 – Реле зажигания и впрыска; 17 – Реле контакта ЗОВ; 18 – Диагностический блок для обнаружения течи топливного бака (DMTL); 19 – Реле электровентилятора; 20 – Электровентилятор; 21 – Программируемый термостат; 22 – Клапан сброса давления; 23 – Клапан вентиляции топливного бака; 24 – Электромагнитный клапан VANOS, распредвал впускных клапанов; 25 – Электромагнитный клапан VANOS, распредвал выпускных клапанов; 26 – Клапан регулировки давления масла; 27 – Электропневматический преобразователь давления (EPDW) для перепускного клапана; 28 – Клапан управления количеством; 29-34 – Форсунки; 35-40 – Катушки зажигания; 41 Подогрев системы вентиляции картера двигателя; 42 – Соединения с массой; 43 – Лямбда-зонд за катализатором; 44 – Лямбда-зонд перед катализатором; 45 – Гнездо диагностического разъема; 46 – Датчик низкого давления топлива; 47 – Датчик давления во впускном коллекторе за дроссельной заслонкой; 48 – Датчик давления в магистрали Rail; 49 – Датчик давления и температуры наддувочного воздуха; 50 – Датчик детонации, цилиндры 1—3; 51 – Датчик детонации, цилиндры 4—6; 52 – Термоанемометрический расходомер воздуха (HFM); 53 – Датчик распредвапа впускных клапанов; 54 – Датчик распредвапа выпускных клапанов; 55 – Датчик положения копенвапа; 56 – Модуль педали акселератора (FPM); 57 – Дроссельная заслонка двигателя (MDK); 58 – Датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя; 59 – Датчик давления масла; 60 – Датчик температуры масла; 61 – Серводвигатель Valvetronic; 62 – Датчик состояния масла; 63 – Генератор; 64 – Активное управление заслонками охлаждающего воздуха; 65 – Интеллектуальный датчик аккумуляторной батареи (IBS); 66 – Система динамического контроля стабильности (DSC); 67 – Центральный межсетевой преобразователь (ZGM); 68 – Интегрированная система управления ходовой частью (ICM);

Блок управления двигателем

С двигателем N55 устанавливается блок управления двигателем MEVD17.2 фирмы Bosch. Этот блок встроен во впускной коллектор и охлаждается всасываемым воздухом. MEVD17.2 работает с шинной системой FlexRayи непосредственно обеспечивает напряжением питания датчика и исполнительные органы.

Верхняя сторона корпуса DME одновременно является нижней частью впускного коллектора. В районе впускного коллектора на корпусе установлен профильный элемент для обеспечения оптимального прохождения воздуха во впускном коллекторе.

Разъемы между жгутом приводов и DME в соединительном состоянии герметичны.

Система управления двигателем MEVD17.2 в N55: 1 – Модуль 100, датчик 2; 2 – Модуль 200, датчик 1; 3 – Модуль 300, подсоединение к кабельной сети автомобиля; 4 – Модуль 400, Valvetronic; 5 – Модуль 500, модуль питания; 6 – Модуль 600, впрыск и зажигание;

Функции

Датчик давления топлива между топливным насосом и насосом высокого давления выдает сигнал напряжения блоку управления двигателем (ЭБУ DME). Давление в системе (давление подачи топлива) определяется перед насосом высокого давления. ЭБУ DME постоянно сравнивает заданное и фактическое значения давления. При отклонении заданного значения от фактического блок управления двигателем увеличивает или уменьшает напряжение для топливного электронасоса, которое передается в виде сообщения по шине PT-CAN блоку управления EKP.

Блок управления ЕКР преобразует сообщение в выходное напряжение для топливного электронасоса. Таким образом осуществляется регулировка давления подачи топлива до необходимого для двигателя (или насоса высокого давления). При отсутствии сигнала (отказе датчика давления топлива) при включенном контакте 15 топливный электронасос работает с полной производительностью. При неисправности шины CAN топливный электронасос работает с подаваемым через блок управления EKP напряжением бортовой сети. Насос высокого давления повышает давление подачи топлива до 50 и 200 бар. По напорному трубопроводу топливо попадает в магистраль Rail. В магистрали Rail топливо распределяется по форсункам высокого давления.

Регулирование количества подаваемого топлива

Датчик давления в магистрали Rail измеряет текущее давление в магистрали Rail. Когда клапан управления количеством в насосе высокого давления открывается, излишки поданного топлива снова отводятся в трубопровод подвода перед насосом высокого давления. При отказе насоса высокого давления возможен ограниченный режим движения.

Клапан управления количеством управляет давлением подачи топлива в магистрали Rail. Система управления двигателем активирует клапан управления количеством с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией. От длительности импульса зависит степень открытия дросселя и установка количества топлива, соответствующего состоянию нагрузки двигателя. Кроме того, имеется возможность сбросить давление в магистрали Rail.

Регулировка давления наддува

Давление наддува регулируется системой управления двигателем с помощью перепускного клапана на турбонагнетателе. Для бесступенчатого изменения положения перепускного клапана с помощью разрежения используется электропневматический преобразователь давления, который преобразует сигналы системы управления двигателем в определенное разрежение.

На Фланце турбонагнетателя установлен клапан сброса давления. Этот клапан может быть непосредственно активирован системой управления двигателем и при этом образовывать короткозамкнутое соединение между стороной впуска и стороной нагнетания. С помощью клапана сброса давления быть сглажены нежелательные пики давления наддува, которые могут возникать при быстром закрывании дроссельной заслонки. Поэтому клапан сброса давления оказывает существенное влияние на акустику двигателя и защищает детали турбонагнетателя. Когда дроссельная заслонка закрывается, возникает волна давления от дроссельной заслонки к турбонагнетателю. Эта волна давления наталкивается в турбонагнетателе на лопатки турбины и прижимает их к опоре. Клапан сброса давления заметно уменьшает эту волну давления, а значит, и нагрузку на турбонагнетатель.

Охлаждение двигателя

Для системы охлаждения с электрическим насосом охлаждающей жидкости используются возможности обычной системы охлаждения. Система управления теплоэнергией определяет потребность в охлаждении в данный момент и регулирует систему охлаждения соответствующим образом. При определенных обстоятельствах насос охлаждающей жидкости может быть даже совсем выключен, например, для быстрого нагрева охлаждающей жидкости в стадии прогрева. При стоящем автомобиле и сильно нагретом двигателе насос охлаждающей жидкости работает и при выключенном двигателе. Поэтому интенсивность охлаждения может быть запрошена независимо от частоты вращения. Дополнительно к программируемому термостату стало возможным использование различных полей характеристик для управления насосом охлаждающей жидкости. Так блок управления двигателем может приводить температуру двигателя в соответствие с динамическими показателями автомобиля.

Блок управления двигателем регулирует следующие температурные диапазоны:

Если блок управления двигателем распознает на основании динамических показателей автомобиля экономичный рабочий диапазон, система управления двигателем доводит температуру до 108 градусов. В этом температурном диапазоне двигатель работает с относительно низким расходом топлива. Внутреннее трение двигателя уменьшается при высокой температуре. Таким образом, повышение температуры способствует небольшому расходу топлива в диапазоне низких нагрузок. В режиме «Высокий и регулировка с помощью программируемого термостата» водитель хочет использовать максимальную мощность двигателя. Для этого температура в головке блока цилиндров снижается до 90 °С. Это снижение обеспечивает улучшение степени наполнения, что ведет к повышению крутящего момента двигателя. Блок управления двигателем теперь может, в соответствии с ситуацией движения, осуществлять регулировку в определенном рабочем диапазоне. Таким образом можно влиять на расход и мощность через систему охлаждения.

Защита системы

Если в процессе работы двигателя имеет место повышенная температура охлаждающей жидкости или моторного масла, определенные функции в автомобиле отказывают влияние в направлении увеличения энергии для охлаждения двигателя.

Мероприятия подразделяются на две группы:

Датчики

Новый встроенный датчик положения коленвала по принципу работы идентичен датчикам, которые используются с системой автоматического запуска и выключения двигателя (MSA). Для функции MSA необходимо распознавание обратного вращения двигателя.

Место установки датчика положения коленвала в N55:A – Вид на коленчатый вал; B – Тот же вид без стартера; 1 – Разъем; 2 – Пыленепроницаемое уплотнение; 3 – Датчик; 4 – Многополюсное колесо;

Датчик положения коленвала мотора N55 с многолопюсным колесом: 1 – Разъем; 2 – Пыленепроницаемое уплотнение; 3 – Датчик;

Катушка зажигания

Для двигателя N55 разработана новая катушка зажигания. Она обеспечивает высокое напряжение зажигания, лучшую электромагнитную совместимость и высокую надежность.

В случае двигателей N43 и N53 напряжение вторичной обмотки катушки имеет обратную полярность. Это достигается с помощью активации обратной полярности и диода во вторичной цепи. Благодаря положительной поляризации искра лучше, вследствие чего улучшается воспламеняемость смеси. Это мероприятие необходимо только при режиме работы с послойным смесеобразованием. Т к. в случае двигателя N55 речь идет о гомогенном смесеобразовании, здесь также используется «нормальная» катушка зажигания.

Свеча зажигания

Мотор N55 имеет свечи с воздушным искровым промежутком, которые являются одинаковыми деталями с двигателями N63 и N74. Повышены надежность и диэлектрическая прочность за счет улучшенной керамики.

Датчик давления масла

Датчик давления масла может определять абсолютное давление. Это требуется для более точной регулировки давления масла. Датчик по конструкции идентичен датчику давления топлива.

Датчик давления масла получает питание 5 В от DME.

Датчик давления масла двигателя N55

Катализатор и сажевый фильтр мотора N55:1 – Лямбда-зонд перед катализатором; 2 – Подсоединение к турбонагнетателю; 3 – Керамический монолит 1; 4 – Катализатор; 5 – Керамический монолит 2; 6 – Лямбда-зонд за катализатором;

Для лямбда-зондов используются новые разъемы. Новая система штекерных соединений предлагает значительно лучшие контактные свойства и снимает «основные помехи» при плохом контакте. Еще одним улучшением является выбор места установки разъема без колебаний и вибраций.

Лямбда-зонд перед катализатором

В качестве регулировочного зонда перед катализатором используется лямбда-зонд LSU ADV фирмы Bosch. Его принцип работы схож с лямбда-зондом LSU 4.9. Такой лямбда-зонд также используется в двигателе N63. Аббревиатура LSU обозначает Lambdasonde Universal (Универсальный), а ADV – Advanced (Усовершенствованный).

Лямбда-зонд перед катализатором LSU ADV имеет следующие преимущества:

LSU ADV имеет расширенный диапазон измерения, при этом возможно точное измерение лямбда от 0,65. Данный лямбда-зонд раньше готов к работе, уже через 5 секунд он подает точные результаты измерения.

Выше динамика измерений зонда, это позволяет измерять и, соответственно, регулировать соотношение топливо-воздух отдельно для каждого цилиндра. Как результат, возможность получения гомогенного потока ОП снижения выброса вредных веществ и оптимизации значений выброса вредных веществ на перспективу.

Лямбда-зонд за катализатором

Лямбда-зонд за катализатором также называют контрольным зондом. Используется известный контрольный зонд LSF 4.2 фирмы Bosch.

Пленочный термоанемометрический расходомер воздуха

Используется пленочный термоанемометрический расходомер воздуха SIMAF GT2 фирмы Siemens. Датчик Siemens Mass Air Flow GT2 имеет планарные металлические резисторы на стекле. Такая технология применяется уже свыше 15 лет в датчиках SIMAF GT1. Основывающийся на их технологии датчик SIMAF GT2 является улучшенной разработкой с повышенной вибростойкостью, точностью при всех температурных условиях и уменьшенной чувствительностью к воде и пульсациям.

HFM для N55

Исполнительные устройства

В качестве серводвигателя Valvetronic используется бесщеточный электродвигатель постоянного тока (brushless direct current motor = двигатель BLDC). Вследствие бесконтактной передачи энергии двигатель BLDC не требует технического обслуживания и обладает высокой мощностью. Благодаря применению встроенных электронных элементов он имеет оченьточное управление.

Принцип работы

Серводвигатель Valvetronic в N55:1 – Гнездо разъема; 2 – Червячный вал; 3 – Игольчатый подшипник; 4 – Крышка подшипника; 5 – Колесо магнитного датчика; 6 – Ротор с четырьмя магнитами; 7 – Датчик; 8 – Статор; 9 – Корпус; 10 – Подшипник;

Датчик получает питание 5 В от DME. DME получает сигналы от пяти датчиков Холла и анализирует их. Из пяти датчиков Холла три служат для грубой разбивки, а два – для точного сегментирования. Таким образом угол поворота серводвигателя можно определить с погрешностью < 7,5°. С помощью передаточного отношения червячного привода можно очень точно и быстро изменять ход клапанов.

Форсунка высокого давления

Используемая в двигателе Н55 форсунка HDEV5.2 является разработкой на базе используемой в двигателе N14 форсунки высокого давления HDEV5.1. Принцип работы тот же самый.

Активация HDEV5.2 осуществляется в четыре фазы, как показано на следующем рисунке.

Фазы активации HDEV5.2 в двигателе N55: A – Сигнал активации DME; B – Ток HDEV5.2; C – Напряжение на HDEV5.2; 1 – Фаза заряда конденсатора; 2 – Фаза открывания; 3 – Фаза удержания; 4 – Фаза закрывания;

Идентификация мотора BMW N55

Серийный номер (с семи или восьми знаков) двигателя можно найти под идентификатором двигателя на картере. Вместе с идентификатором двигателя, стоит обозначение порядкового номера, что позволяет идентифицировать каждый отдельный силовой агрегат.

Серийный номер двигателя N55, где: 08027053 – серийный индивидуальный порядковый номер двигателя, N – разработчик двигателя, (в данном примере это BMW Group), 5 – тип двигателя,(6-цилиндровые), 5 – основная концепция двигателя, турбонаддув, Valvetronic, прямой впрыск топлива, В – тип двигателя (бензиновый), 30 – объем двигателя (1/10 литра – в данном случае это 3-литровый силовой агрегат).

На какие автомобили ставился ДВС N55B30

За время выпуска мотор устанавливался на БМВ разных серий, к примеру, Series 07, F10, E55, S55 и других. Для наглядности сведем в таблицу модели, на которых он встречался чаще всего.

BMW 1-й серии

BMW 3 Series

BMW 7 серии

Система подготовки рабочей смеси

Мотор Н55 имеет систему впрыска высокого давления (HDE). В отличие от высокоточного впрыска (HPI) используются электромагнитные форсунки с соплом, имеющим несколько отверстий.

На следующем рисунке показана вся система подготовки рабочей смеси двигателя N55 родственна системе двигателя N54. Используется такой же насос высокого давления. Новшеством являются форсунки высокого давления. Используются форсунки фирмы Bosch с обозначением HDEV5.2.

Общий вид системы впрыска высокого давления в двигателе Н55: 1 – Трубопровод высокого давления; 2 – Магистраль высокого давления Rail; 3 – Трубопровод высокого давления; 4 – Датчик давления в магистрали Rail; 5 – Электромагнитная форсунка;

Датчик давления топлива

Топливо подается из топливного бака с помощью топливного электронасоса через подводящий трубопровод с давлением подкачки 5 бар к насосу высокого давления. Давление подкачки контролируется датчиком давления топлива. Топливо подается в зависимости от потребности. Используется известный по двигателям N54, N53 и N63 датчик давления топлива.

При отказе датчика давления топлива при включенном контакте 15 топливный электронасос продолжает работать с производительностью 100 %.

Система подготовки рабочей смеси в Н55: 1 – Обратный клапан для усилителя тормозов; 2 – Обратный клапан для дополнительных потреблений; 3 – Датчик детонации; 4 – Подсоединение трубопровода высокого давления к магистрали Rail; 5 – Датчик давления топлива; 6 – Трубопровод подвода топлива; 7 – Датчик давления масла; 8 – Клапан управления количеством; 9 – Насос высокого давления; 10 – Вакуумный насос;

Насос высокого давления

Давление топлива увеличивается в постоянно работающем трех-поршневом насосе высокого давления, и через напорный трубопровод топливо подается в магистраль Rail. Из магистрали Rail топливо под давлением распределяется через напорные трубопроводы по форсункам высокого давления. Необходимое давление подачи топлива определяется системой управления двигателем в зависимости от его нагрузки и частоты вращения коленвала. Достигнутое давление регистрируется датчиком давления в магистрали Rail и передается блоку управления двигателем. Регулировка осуществляется на основании сравнения заданного и фактического значений давления в магистрали Rail  с помощью клапана управления количеством. Величина давления задается в соответствии с наилучшим расходом топлива и плавностью хода двигателя N55. Давление 200 бар требуется только при высокой нагрузке и низкой частоте вращения. Насос высокого давления имеет ту же конструкцию, что и насос двигателей N53 и N54.

Диаграмма давления топлива в двигателе N55: m – Нагрузка двигателя; n – Частота вращения; p – Давление;

Форсунка высокого давления HDEV5.2 фирмы Bosch является электромагнитной форсункой. В отличие от пьезофорсунок современных двигателей BMW электромагнитная форсунка открывается внутрь и имеет несколько отверстий с большим количеством вариантов угла и формы струй. Электромагнитная форсунка рассчитана на давление в системе до 200 бар.

Работы на системе питания разрешается проводить только после остывания двигателя. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 40ºC. На это необходимо обратить особое внимание, так как в противном случае вследствие остаточного давления в системе питания высокого давления возникает опасность выброса топлива.
При работах на системе питания высокого давления следует обращать особое внимание на отсутствие загрязнений и соблюдать описанный в руководстве по ремонту рабочий процесс. Уже самые маленькие загрязнения и повреждение резьбовых креплений напорных трубопроводов могут привести к негерметичности.
При работах на системе питания двигателя N55 следует обратить внимание на то, чтобы катушки зажигания  не были загрязнены топливом. Устойчивость силиконовых материалов существенно снижается при контакте с топливом. Это может вести к пробоям на головке свечи зажигания и, как следствие, к пропускам зажигания.
– Перед работами на системе питания обязательно снять катушку зажигания и закрыть гнезда свечей зажигания с помощью ветоши от попадания в них топлива.
– Перед установкой новых электромагнитных форсунок нужно демонтировать катушку зажигания, обеспечив максимально возможную чистоту.
– Сильно загрязненные топливом катушки зажигания подлежат замене.

Проблемы двигателя BMW N55

Несмотря на то, что двигатель N55 в 2014 году в Штутгарте (Германия) был признан  лучшим мотором в категории «лучший двигатель объемом от 2,5 до 3,0 литра», все же некоторые неисправности в нем так же встречаются:

Заменой для N55 компания готовит двигатель BMW B58.

Указания по обслуживанию двигателя

Для продления ресурса важно правильно обслуживать мотор N55B30. Частота обслуживания — раз в 10 000 км.

Крышка головки блока цилиндров

При обслуживании двигателя N55B30 важно регулярно проверять состояние крышки головки блока цилиндров (ГБЦ) и ее уплотнения на наличие повреждений, трещин или течи масла. Если обнаружены проблемы, стоит незамедлительно заменить уплотнение, чтобы предотвратить утечки и обеспечить надлежащую герметичность.

Регулярная проверка состояния форсунок важна для обнаружения утечек, загрязнений или неисправностей. При необходимости рекомендуется провести профилактическую очистку форсунок для удаления отложений и поддержания нормальной работы.

При обнаружении проблем, таких как течь или несовершенная подача топлива, требуется замена форсунок.

Для N55B30 важна проверка состояния катушек зажигания на наличие повреждений, коррозии или признаков износа. При обнаружении неисправностей, таких как слабое или неравномерное зажигание, рекомендуется заменить деталь.

Двигатель BMW N55HP

Этот мотор «Overboost» был установлен на:

Проблемы и неисправности ДВС N55B30

В процессе эксплуатации машин с двигателем N55B30 владельцы отмечают следующие проблемы ДВС:

пропуски зажигания уже через 3 года после эксплуатации из-за закоксовывания гидравлических компенсаторов;

повышенная шумность и вибрации из-за износа форсунок;

жор масла из-за клапана вентиляции газов внутри картера;

слабая электроника, которая часто выходит из строя из-за буксировки и перегрева (чаще всего ломаются датчики и ЭБУ);

поломка топливного насоса;

периодические ошибки в работе мотора;

повреждение ТНВД при использовании некачественного топлива.

Достоинства и недостатки

Анализ отзывов реальных автовладельцев позволяет выделить слабые и сильные места N55B30.

высокая производительность и мощность, обеспечивающие динамичное ускорение и отзывчивость;

эффективная система турбонаддува, повышающая мощность и повышающая экономичность;

современная система управления и впрыска горючего, обеспечивающая точную подачу бензина с воздухом и оптимальное сгорание;

компактные размеры и легкий алюминиевый блок цилиндров, способствующие лучшей интеграции и динамике N55B30;

надежная система охлаждения и смазки.

возможные проблемы с турбонаддувом и высокой нагрузкой на турбокомпрессор;

риск появления утечек масла или охлаждающей жидкости из-за износа уплотнений и прокладок;

требование регулярного обслуживания и замены расходных материалов для поддержания надлежащей работы и производительности;

повышенное потребление смазки при повреждении вентиляционного клапана;

вибрации из-за износа форсунки, которые имеют ресурс до 100 000 км;

риск пропуска зажигания;

проблемные гидрокомпенсаторы, которые боятся закоксованности;

требовательность к маслу.

При правильном обслуживании моторы N55B30 ходят 400 000 км и более.

Система охлаждения

Система  охлаждения двигателя N55 состоит из контура жидкостного и контура масляного охлаждения. В зависимости от комплектации используются различные варианты жидкостного охлаждения. В комплектации для жарких стран, отделение масляного радиатора от контура охлаждающей жидкости предотвращает перенос тепла моторным маслом в область охлаждающей жидкости двигателя.

Система охлаждения двигателя N55: 1 – Радиатор охлаждающей жидкости; 2 – Радиатор охлаждения моторного масла (в комплектации для жарких стран); 3 – Нагревательная спираль; 4 – Программируемый термостат; 5 – Электрический насос охлаждающей жидкости; 6 – Турбонагнетатель; 7 – Теплообменник отопителя; 8 – Клапан охлаждающей жидкости; 9 – Жидкостно-масляный теплообменник (в комплектации для Европы); 10 – Датчик температуры охлаждающей жидкости; 11 – Термостат моторного масла (в комплектации для жарких стран); 12 – Расширительный бачок; 13 – Датчик уровня охлаждающей жидкости; 14 – Уравнительный трубопровод; 15 – Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости (комплектация для Европы); 16 – Электровентилятор;

Выделенные на рисунке красным цветом детали устанавливаются только в комплектации для Европы. В комплектации для Европы входит дополнительный радиатор охлаждающей жидкости (A) с левой стороны автомобиля. Охлаждение системы смазки двигателя выполняет жидкостно-масляный теплообменник (C).

Система охлаждения мотора Н55: A – Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости; B – Трубопровод подачи охлаждающей жидкости к дополнительному радиатору охлаждающей жидкости; C – Жидкостно-масляный теплообменник; D – Трубопровод подачи охлаждающей жидкости к жидкостно-масляному теплообменнику; E – Трубопровод подачи охлаждающей жидкости от дополнительного радиатора охлаждающей жидкости; 1 – Подводящий трубопровод, зона 1, теплообменник отопителя; 2 – Подводящий трубопровод, зона 2, теплообменник отопителя; 3 – Клапан охлаждающей жидкости; 4 – Расширительный бачок; 5 – Уравнительный трубопровод; 6 – Радиатор охлаждающей жидкости; 7 – Перепускной трубопровод малого охлаждающего контура; 8 – Термостат; 9 – Электрический насос охлаждающей жидкости; 10 – Трубопровод подвода к турбонагнетателю; 11 – Термостат системы охлаждения масла коробки передач; 12 – Трубопровод подвода охлаждающей жидкости в блоке цилиндров; 13 – Теплообменник охлаждения трансмиссионного масла; 14 и 15 – Подсоединение маслопровода коробки передач; 16 – Отводящий трубопровод теплообменника отопителя; 17 – Теплообменник отопителя;

На следующем рисунке показано подсоединение дополнительного радиатора охлаждающей жидкости к системе охлаждения. Дополнительный радиатор параллельно подсоединен трубопроводами к основному радиатору, благодаря чему увеличивается площадь охлаждения.

Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости в двигателе N55: 1 – Радиатор охлаждающей жидкости; 2 – Дополнительный радиатор охлаждающей жидкости; 3 и 4 – Подсоединение трубопровода подвода охлаждающей жидкости к дополнительному радиатору; 5 – Подсоединение трубопровода возврата охлаждающей жидкости на дополнительном радиаторе; 6 – Подсоединение трубопровода возврата охлаждающей жидкости от дополнительного радиатора;

В комплектации для жарких стран используется вынесенный теплообменник моторного масла.

Охлаждение системы смазки двигателя N55 в комплектации для жарких стран: 1 – Модуль масляного фильтра; 2 – Термостат; 3 – Трубопроводы масляного радиатора; 4 – Радиатор охлаждения моторного масла;

Каналы подачи охлаждающей жидкости

Каналы подачи охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров используются теперь также для непрямого охлаждения форсунок. На следующем рисунке можно видеть, что клапаны и форсунки обтекаются охлаждающей жидкостью, что позволило уменьшить подвод тепла к деталям до минимума.

Каналы охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров N55: 1 – Проход впускных клапанов; 2 – Проход форсунки; 3 – Проход выпускных клапанов; 4 – Подсоединение шланга системы охлаждения к термостату (малый охлаждающий контур); 5 – Подсоединение шланга системы охлаждения к радиатору охлаждающей жидкости (большой охлаждающий контур);

Гильзы цилиндра из серого чугуна залиты в блок, отлитый из алюминиевого сплава под давлением. Для оптимизации охлаждения предусмотрены перемычки между цилиндрами с канавками. По этим канавкам охлаждающая жидкость может перетекать с с одной стороны блок-картера к другой и охлаждать перемычки.

Ремонт силовой установки

Процесс ремонта N55B30 проходит по стандартному алгоритму:

https://youtube.com/watch?v=DuLi0x3Qqcg%3Ffeature%3Doembed

Ремонт N55B30 рекомендуется производить на СТО с привлечением профессионалов. Если неисправность серьезная, часто требуется установка контрактного ДВС. С его поиском и установкой не возникает проблем, благодаря широкой распространенности мотора.

В комментариях поделитесь опытом эксплуатации N55B30, выделите сильные и слабые места, расскажите об особенностях ремонта. Сохраните статью в закладках, чтобы иметь к ней доступ.

Двигатель N55B30T0

Этот алюминиевый силовой агрегат имеет конструкцию с закрытым блоком цилиндров, а водяная рубашка системы охлаждения двигателя закрыта в верхней части.

Двигатель Н55 для BMW X4 M40i основан на том же моторе, что устанавливается на BMW X4 xDrive35i, но был доработан. Этот же мотор, только мощнее был установлен на спортивное купе BMW M2 F87.

Инженеры БМВ на данную версию силового агрегата установили новый кованый стальной коленчатый вал, поршни с доработанными верхними кольцами, подшипники коленвала, высоко-мощные свечи зажигания, впускной коллектор с оптимизированной геометрией, выхлопную систему со сниженным противодавлением выхлопных газов и доработанной акустикой, а так же компоненты технологии M TwinPower Turbo, которые устанавливаются с 2014 года на мотор S55 для BMW M3 и M4.

Технические параметры мотора BMW N55 в сравнении с 3,0-литровым предшественником N54:

Структура двигателя BMW N55

В корпусе двигателя, по сравнению с N54, картер остался неизменным, так же как и диаметр поршня, большие продольные вентиляционные отверстия и подача масла в вакуумный насос. В корпусе была изменена головка цилиндра – был встроенный водный канал для охлаждения инжектора.

В кривошипно-шатунном механизме, в крышке головки блока цилиндров встроена труба – вентиляции картера.

Коленчатый вал получил асимметричную расстановку противовеса и уменьшенный вес.

В шатуне было добавлено небольшое отверстие и бессвинцовые шатунные вкладыши подшипников.

Механизм газораспределения остался тот же. VANOS с электромагнитными клапанами со встроенным обратным клапаном, Valvetronic с интегрированным в головке блока цилиндров и 3-им поколением безщеточным сервоприводом.

В отличии от N54, на N55 был установлен новый ременный привод и демпфер.

В масляной системе N55 маслоотражатель и маслосборник интегрированы в одном компоненте, а корпус масляного фильтра был изменен.

Вакуумный насос N55 аналогичный тому, который устанавливается на двигатель N63.

Система охлаждения осталась прежней и адаптирована для одного турбонагнетателя.

В электрооборудовании мотора N55 датчик коленвала интегрирован для MSA, а система управления Digital Motor Electronics (DME) установлена на впускном коллекторе.

В термоанемометрическом расходомере воздуха (HFM) было улучшено качество сигнала и температура сопротивление. Кислородный датчик взят от двигателя N63 (LSU ADV).

Датчик давления масла для измерения абсолютного давления был установлен новый, а сенсор температуры масла установлен в главный масляный канал.

Катушка зажигания была установлена новая с более высоким напряжением и улучшенным EMC. Свечи зажигания общие с двигателем N63, а вот топливные форсунки на N55 устанавливаются электромагнитные.

Двигатель BMW N55 в большинстве соединяется с 8-ступенчатой ZF автоматической коробкой передач с Steptronic, таких как в 535i (2011 г.) и 740i (2013 г.), хотя в 2011 году 335i использует вместо 6-ступенчатой автоматической Steptronic, 6-ступенчатую механическую, как правило для 7-й серии, но не для кроссовера.

Двигатели БМВ Н55 с 2011 года в 135i и 135is (2013 г.) поставляется с 7-ступенчатой DCT (с двойным сцеплением) от Getrag или 6-ступенчатой механической коробкой.

Инструмент для ремонта двигателя BMW N55B30

При ремонте двигателей как никогда следует соблюдать требования, предъявляемые нормативно-технической документацией к этим агрегатам   заводом-изготовителем ремонтируемого автомобиля. Должны быть обеспечены натяги, необходимые при установке деталей. Узлы и агрегаты необходимо собирать с обеспечением правильной посадки без перекосов, нарушения целостности т.п.  Выполнение этих требований гарантирует высокое качество ремонта и ресурса отремонтированных агрегатов практически на уровне ресурса новых. Указанные требования удовлетворяются только при широком использовании  специального инструмента и приспособлений.
Для данного типа двигателя существует несколько видов специнструмента для выполнения различных операций. Например,   приспособление CT-N7110  позволяет легко и быстро без повреждений  сжать пружины промежуточных рычагов эксцентрикового вала (для последующего их снятия и установки). Номер оригинального приспособления  BMW 117110.

Инструкция по применению приспособления для сжатия пружин BMW N13/N20/N26/N55 CT-N7110

Модификации силовой установки

За время выпуска N55B30 было создано множество модификаций, отличающихся характеристиками:

Стоит отметить, что N54 является предшественником рассмотренного в статье двигателя. По ряду особенностей мотор похож на М55, который ставился на Порш Кайен.