N74发动机真空系统、燃油系统、电控系统解析
BMWCHE/2015-12-01/技术解析/阅读:次
一、真空系统
N74发动机采用两级真空泵，主真空泵用 于产生制动助力器所需的真空压力，副真空泵用于产生控制废气涡轮增压器和排气风门废气旁通阀的真空压力，其示意图见下图 。
N74发动机采用两级真空泵，主真空泵用 于产生制动助力器所需的真空压力，副真空泵用于产生控制废气涡轮增压器和排气风门废气旁通阀的真空压力，其示意图见下图 。
N74 发动机的废气旁通阀使用两个真空蓄能器，这两个真空蓄能器固定在进气装置的后部。
二、燃油系统
N74发动机装备高精度喷射装置，这是一种能够始终在均匀模式下运行的第二代直接喷射装置，其结构见下图。
燃油箱内的电动燃油泵 (EKP) 将燃油泵出并以5kPa的预压输送至高压泵内。预压值由低压传感器监控，电动燃油泵可根据需求输送燃油。 燃油在持续运行的单活塞式高压泵内被加压，然后通过高压管路被输送至共轨内。 共轨内的加压燃油通过高压管路分配给压电喷射器。 当低压传感器失灵时，电动燃油泵以l00%的输送功率输送燃油。
发动机管理系统根据发动机负荷和发动机转速信号确定所需的燃油压力。共轨压力传感器测量实际的燃油压力并将信号发送至发动机控制模块。 发动机控制模块比较共轨压力规定值和实际值，然后利用燃油量调节間进行压力调节。系统按理想的耗油量和运行平稳性调节压力，只有在高负荷、 低转速的情况下才需要20MPa的压力。
(一) 高压泵
带有燃油量控制阀的 N74发动机高圧泵见下图。
高压泵用螺栓固定在汽缸盖上并由凸轮轴通过一个三段凸轮进行驱动，也就是说，只要发动机运转，高压泵的活塞就会在三段凸轮的作用下持续进行往复式运动，这样就能够对进入高压泵的燃油进行持续加压。
燃油从高压泵处通过燃油量控制阀进人泵元件的压缩室内。 活塞对燃油进行加压并通过高压单向阀将燃油输送至高压接口。 燃油量控制阀由发动机控制模块控制，用于确定所需燃油量。 燃油量控制阀以打开或关闭泵元件的燃油供给管路的方式进行调压。当燃油量控制阀打开时，由活塞吸入的大部分燃油被压回入燃油供给管路。
(二)燃油液压回路图
N74发动机燃油液压回路图见下图。
高压区域内的最大压力不得超过24.5MPa。 如果压力过高，那么溢流阀将通过接口向低压区域释放高压循环回路的压力。 当向低压区域释放压力时，安装在调节舱内的压力缓冲器能够消除因油液体积变化而产生的压力峰值。 调节舱连接在高压泵的供给管路中，它用于降低因高压与低压区域连接和断开时产生的压力峰值。
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。 当活塞向下移动时，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。 因此，通过连接调节舱可避免在活塞背面产生高于燃油供给管路的压力。
燃油量控制阀控制共轨内的燃油压力。 当燃油量控制阀打开时，在吸油进程中通过低压区域的燃油将充满整个压缩室。 在压缩行程中，燃油量控制阀根据回流至低压区域的燃油量、 压缩机的剩余行程以及有效的高压供油率等信号确定关闭时间。
此外，还可以利用溢流阀降低共轨内的压力，燃油通过溢流阀从高压系统中溢出并被重新输送至泵元件内。
(三)喷射器
N74发动机使用向外打开式压电喷射器，这种喷射器已在 N43、N53、N54、N63等发动机中普遍使用，见下图。
电喷射器与火花塞一起安装在进气门与排气门中间的汽缸盖内。 这种安装形式可避免喷入的燃油沾湿汽缸壁或活塞顶。 通过气体在燃烧室内的移动以及稳定的燃油锥束可形成均匀的燃油空气混合气。
气体移动一方面受进气通道几何形状的影响，另一方面受活塞顶形状的影响。 喷入燃烧室内的燃油通过增压空气形成涡旋，在点火时刻前，在整个压缩室内形成均匀的混合气。
三、电控系统
N74发动机配置两个水冷式发动机控制模块 (MSD87-12)。该控制模块的芯片组、 插头和水冷系统的连接管接头，与 MSD85型发动机控制模块(F01底盘车型的 N63发动机)相同。
与上一代 N73发动机相同，N74发动机利用两个控制模块实现主/副控制模块的设计方案。 这两个控制模块具有相同的硬件、 软件和数据库，通过相互连接的传感器系统可以进行自动主、副模块识别。主控制模块负责整车通信并提供发动机功能所需规定值。
在网络通信方面，N74发动机控制模块采用带有最新版本软件的 FlexRay(快速预定容错) 总线。
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