N52发动机润滑系统解析
BMWCHE/2015-12-07/技术解析/阅读:次
N52发动机润滑系统的机油回路见下图。
(一)体积流量调节式机油泵
1、概述
传统机油泵可产生发动机内最大机油流量所需的机油压力。在很多运行状态下，这会造成机油泵的无用能量消耗和机油过量损耗Valvetronic II系统需要一种经过优化的新型泵系统。在怠速工况和气门行程较小时双VANOS单元的调节需求最高。在这些运行条件下，针对气门控制的调节需求也最高。因此对于机油泵来说，必须在转速相对较低时为VANOS单元输送流量较大的机油。如果 N52发动机使用传统的机油泵，那么尺寸需要达到原有的 3倍才能满足上述要求，相应地也会消耗更多的驱动能量。
N52发动机装有一个体积流量调节式机油泵。这种类型的机油泵根据相应的发动机运行区域输送所需的机油量，负荷较小时不会输送过量机油，这就减小了发动机耗油量和机油损耗。该机油泵采用滑阀式叶片。在供给模式下，泵轴在売体中处于偏心位置处，叶片在旋转过程中呈放射状移动，因此叶片构成了体积不同的腔。体积增大时吸入机油，体积减小时将机油排入机油通道内。N52发动机体积流量调节式机油泵见下图。
1.叶片 2.滑前理 3.带有摆动支撑的控制活塞
4.圧力弹簧 5.泵轴 6.转子 7.转轴
4.圧力弹簧 5.泵轴 6.转子 7.转轴
2、功能说明
体积流量调节式机油泵有以下优点：结构体积/效率比合理。可根据需要产生液压功率。显著降低所需发动机功率，从而提高效率。体积流量变化较小。尽可能减少通过供给系统产生的机油泡沫。不会将液压能量转化为损耗热量。 减少油提前老化现象。降低噪音。具有较高的控制动态性(即使是在冷启动期间也没有压力峰值)。对污物不敏感。
曲轴通过一根链条驱动机油泵。产生的机油压力克服压力弹簧的弹力并作用在带有倾斜止动面(摆动支承)的控制活塞上。摆动支承改变滑阀的位置。当泵轴位于滑阀中间位置时，体积流量变化和供给量都较小。当泵轴偏离中心位置时，体积流量变化和供给量都较大。带有摆动支承的控制活塞见下图。
当发动机机油需求增大时，例如VANOS单元开始进行调节干预，润滑系统内的压力会减小，控制活塞上的压力也会随之减小，机油泵将相应增大供给量并重新建立起之前的压力。当发动机机油需求减小时，机油泵相应地减小机油供给量。
(二)机油状态传感器(OEZS)
1、概述
检测发动机机油油位可避免机油过少，防止发动机损坏。检测机油状态可准确判断何时应更换发动机油。发动机机油加注过多会导致泄漏，系统发出警告信息。
N52发动机取消了机油尺及导向管，这为客户提供了便利。为了能够更准确地检测发动机机油油位，在油底売处装有一个机油状态传感器，该传感器不仅检测机油油位，而且检测机油温度和机油状态。测量信号由发动机控制模块分析。分析后的信号通过PT-CAN总成、安全信息和网关模块(SGM)和K-CAN总线被传送至仪表板和中央信息显示屏(CID)。N52发动机的机油状态传感器见下图。 ·
1.壳体 2.外部金属管 3.内部金属管
4.发动机机油 5.机油油位传感器
6.机油状态传感器
4.发动机机油 5.机油油位传感器
6.机油状态传感器
7.传感器的电子分析装置
8.油底壳 9.温度传感器
31.接地 87.87号电源 Sig.信号
8.油底壳 9.温度传感器
31.接地 87.87号电源 Sig.信号
2、功能说明
机油状态传感器由两个上、下叠加一起的柱状电容器构成，内嵌的两个金属管用作电容器电极。机油状态通过底部较小的电容器来测量。
电介质是两个电极之间的发动机油。电容器(机油状态传感器)的电容随着发动机机油的电气特性的变化而变化。这就是说，电容值由该传感器内的电子分析装置处理后转化为数字信号。数字信号作为发动机油状态信号被发送至发动机控制模块。发动机控制模块进行数据处理，计算出下次换油保养周期。
机油状态传感器的中间部分负责测量机油油位，该部分与油底売内的机油油位高度处于同一位置。因此，电容器的电容随机油油位(电介质)的变化而变化。电容值由电子分析装置处理后转化为数字信号并被发送至发动机控制模块。此外，机油状态传感器的电子分析装置具有自诊断功能，当传感器内部出现故障时会向发动机控制模块发送相应的故障信息。
3、机油油位及状况检测
(1)在发动机关闭时进行静态油位测量。此状态下的测量值只是一种参考测量值，这是因为机油状态传感器在发动机关闭期间只能识别出最低机油油位。只有在发动机运行期间，机油状态传感器才能正确测量机油油位。
进行静态油位测量时，可在点火开关打开时检査发动机机油是否足够。必须将车辆停在水平地面上，否则会造成测量错误。选择车载计算机的功能菜单，在保养菜单中选择机油油位项目，测量说明见下表。
(2)在行驶期间进行动态机油油位测量。每次更换机油后必须进行动态油位测量，而且需要大约5min的行驶时间。
需要注意的是，由于更换机油后 CID首先会显示出上次保存的油位，因此可能会对机油油位做出错误判断。此外，更换发动机控制模块或对其重新编程后，原来存储的机油油位数据会丢失，因此CID显示“油位低于最低极限油位”信息，在此情况下应运行发动机约5min，使CID显示正确机油油位信息。
动态机油油位测量方法如下：启动发动机，在车载计算机的保养菜单中选择机油油位项目。如果系统没有测量值或上次存储的测量值超出当前测量油位的公差范園，CID 会出现一个时钟符号，该符号在发动机启动后最长显示50s。当达到以下测量条件时，系统开始进行动态机油油位测量：
(1)发动机温度大于60℃。
(2)发动机转速大于1000r/min。
(3)横向和纵向加速度小于4或5m/s2。横向加速度信号来自动态稳定控制系统。若车辆没有动态稳定控制系统，则只考虑纵向加速度。纵向加速度是由速度和时间参数计算出来的。
车辆行驶约5min后，CID更新机油油位显示信息，随后连续测量机油油位。机油油位显示信息每隔20min更新一次。在车辆行驶期间进行动态机油油位测量时，CID会在显示机油油位信息约15s后退出检查机油油位项目。N52发动机的动态机油油位测量说明见下表。
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