跟着专家学修宝马汽车（17）

师华钧

5 N63型发动机

（1）燃油系统

①高压泵的结构（图92）和功能

EKP产生的预压使燃油通过入口输送至高压泵内，燃油从高压泵处通过燃油量控制阀和低压单向阀进入泵元件的燃油室内。燃油在该泵元件内通过一个活塞加压并通过高压单向阀输送至高压接口。高压泵用螺栓固定在气缸盖上，由凸轮轴上的1个三段凸轮驱动。也就是说，只要发动机运转，活塞就会在三段凸轮的作用下持续进行往复式运动。因此，系统会随着新燃油通过燃油量控制阀进入高压泵持续对燃油加压。燃油量控制阀通过发动机管理系统的接口进行控制，用于确定所需燃油量。

燃油量控制阀以打开或关闭燃油供给管路泵元件的方式调节压力，燃油量控制阀打开时，大部分通过活塞吸入的燃油被压回燃油供给管路。高压区域内的最大压力不得超过24.5MPa。如果压力过高，就会通过溢流阀经接口向低压区域释放高压循环回路的压力。由于燃油无法压缩。因此这种方法完全可行。也就是说，燃油体积不会随着压力的改变而改变。

向低压区域释放压力时，通过该区域内的油液体积抵消所产生的压力峰值，调节仓接入高压泵的供给管路，用于降低因低压系统活塞运动所产生的压力峰值。活塞产生的压力使燃油进入活塞和活塞导向装置之间，此压力用于为滑动副进行润滑。高压活塞向下移动时，活塞背面就会产生高压，此高压可能会使燃油通过活塞密封件进入发动机机油系统。通过连接调节仓可避免在活塞背面产生高于燃油供给管路的压力。燃油量控制阀打开时可防止将压力波动传输至低压系统，因为活塞前后的体积流量变化均衡。

②燃油系统的液压回路图（图93）

燃油量控制阀控制共轨内的燃油压力，发动机管理系统通过一个脉冲宽度调制（PWM）信号控制该阀门。系统根据控制信号使节流阀横截面以不同大小开启，并调节相应负荷点所需的燃油流量。此外，通过溢流阀还可使高压系统中的燃油回流至泵元件，从而释放共轨内的压力。

⑨喷油器控制和适配

运行所需的燃油量通过压电式喷油器喷入燃烧室内，该燃油量可以通过共轨压力、喷油器持续开启时间及喷油器开启行程控制。

喷油器持续开启时间和喷油器开启行程直接由压电式喷油器控制。持续开启时间通过开启信号ti控制，开启行程通过压电式喷油器启用过程中的能量来控制。喷油器适配根据负荷/转速特性曲线确定的燃油量和喷射周期包含在预控特性曲线内。在考虑其他框架参数的同时，在此确定控制喷油器所需的能量和喷油器开启时间。通过这些特性曲线数值可使N63型发动机可靠运行。

为了对发动机的排放量、运行平稳性、耗油量及功率进行优化，技术人员对该款发动机进行了改进。

系统控制单元必须持续监控能量和喷油器开启时间。通过过量空气系数控制针对具体气缸进行监控。在此分别针对气缸列1和气缸列2测量废气中的剩余氧气量，新的氧传感器可以分配给各气缸。然后将此测量结果与所设控制参数的期望值进行比较。存在偏差时，就会对喷油器开启信号进行适配处理。这个适配数据存储在控制单元内，因此可用于后续的发动机运行模式。但对系统改写编程时会丢失这些存储值，必须重新进行适配。系统根据时间和使用情况对喷油器控制进一步适配。进行这种针对具体气缸的适配时，将检查剩余氧气含量并确定导致问题的气缸。为此，需要部分废气不在废气涡轮增压器内形成涡流。因此，废气旁通阀阀门必须完全打开，即转到废气气流外。废气旁通阀阀门的这个位置超出了发动机运行期间的正常开启位置。必要时，系统根据这种针对具体气缸的监控结果调节控制喷油器的能量。

此外，进行针对具体气缸的适配时，也可能需要根据N63发动机运行平稳性监控结果进行喷油器开启信号适配。喷油器的整个适配结果不得超过15%的附加量。

④高精度直喷系统（HPI）应急运行模式

如果诊断出系统内存在故障，例如共轨压力传感器失灵，就会切断燃油量控制阀的供电，燃油通过一个旁通阀进入共轨内。HPI处于应急运行模式时，通过打开废气旁通阀关闭废气涡轮增压装置。HPI处于应急运行模式的原因可能是共轨压力传感器信号不可信、燃油量控制阀失灵、高压系统泄漏、高压泵失灵及共轨压力传感器失灵。

（2）发动机电气系统

由于N63型发动机的混合气形成过程与N62发动机不同，因此其发动机电气系统变化较大。本节只对全新组件进行介绍，进气和排气系统以及燃油系统的部件功能将在各节中分别介绍。

①控制单元

N63型发动机配备了发动机管理系统MSD85。在8缸发动机上使用高精度直喷系统和涡轮增压系统给控制单元提出了很大挑战。因此，采用了功能非常强大的150MHz处理器。控制单元采用了带有5插口和功能配置的新插接器方案。即每个插口都分配给一个特定功能分组。发动机插接器是发动机的传感器/执行机构接口，而车辆插接器则是车辆专用部件的接口。

插口1（8线脚）连接点火开关；插口2（59线脚）为发动机插接器，连接气缸列1和几个主要的发动机功能：插口3（40线脚）为车辆插接器；插口4（54线脚）为发动机插接器，连接气缸列2和几个主要的发动机功能；插口5（16线脚）为燃油喷射系统插接器。

②氧传感器

催化转换器后的监控传感器仍使用传统的Bosch LSF4.2。催化转换器前的控制传感器使用了新部件，即新的通用氧传感器（LSU）高级（ADV）传感器。因此，它是平板式宽带氧传感器的后继开发产品。新ADV氧传感器的测量范围增大，它从过量空气系数0.65时起开始测量。新传感器的其他优点包括：耐高温性能增强。响应时间缩短到30ms以内，能够保持较高的信号准确性。此传感器可在不足5s时间内快速进入准备状态，因此可降低发动机预热阶段的污染物排放量。传感器的高动态测量性能可更准确地针对各气缸测量并调节空燃比，这样可以实现废气气流的均匀排放，从而降低排放量并有效改善长期排放特性。传感器的设计使用寿命与车辆使用寿命相同。

③冷却风扇

同以往一样，冷却风扇拥有自己的电子系统，风扇转速通过脉冲宽度调制信号来调节。在正常运行模式下，占空因数（100Hz）转化为转速信号。7%占空因数时，唤醒冷却风扇：11%占空因数时。达到最大风扇转速的33%：93%占空因数时，达到最大风扇转速：97%占空因数时，下达风扇自诊断指令。为了发出风扇继续运行命令，DME的输出频率在自停期间（总线端15关闭）降至10Hz。冷却风扇的运行时间和转速通过占空因数来选择。新特点是由DME通过1个继电器接通总线端30的供电。

（待续）