1.3　发动机电器系统

1.3.1　发动机燃油供给系统

1.3.1.1　系统功能

燃油压力传感器根据燃油泵与高压泵之间的系统压力将一个电压信号输出给发动机控制单元（DME控制单元）。燃油压力传感器测量高压泵前的系统压力（燃油压力）。DME控制单元不断比较规定压力与实际压力。

规定压力与实际压力出现偏差时，发动机控制单元提高或降低电动燃油泵的电压，该电压以总线信息形式通过PT-CAN发送给EKP控制单元。

EKP控制单元将该信息转换为用于电动燃油泵的输出电压。借此调节发动机（或高压泵）所需的供给压力。信号失灵时（燃油压力传感器），在总线端Kl.15接通的情况下预先控制电动燃油泵运行。CAN总线失灵时，EKP控制单元以车载网络电压驱动电动燃油泵。高压泵将燃油压力提高到50bar和200bar。燃油通过高压管路到达共轨处。燃油暂时存储在共轨内并分布在喷射器上。

共轨压力传感器测量共轨内的当前燃油压力。高压泵内的燃油量控制阀开启时，所输送的剩余燃油再次进入高压泵内的供给通道。高压泵失灵时车辆行驶可能受到限制。

燃油量控制阀控制共轨内的燃油压力。发动机管理系统利用脉冲宽度调制信号控制燃油量控制阀。节流口开度取决于脉冲宽度，从而针对发动机当前运行状态调节所需燃油量。此外还能降低共轨内的压力。

1.3.1.2　B58发动机燃油喷射装置

燃油混合气制备装置根据排放法规要求进行了相应调整。现在通过螺栓将喷射器固定在新研发的带集成式高压传感器的直接共轨上，见图1-201。

直接喷射系统源自 B38/B48，属于所谓的协同部件。与常用系统的一个不同之处在于直接共轨。在此将喷射器（不带高压管路和泄漏管路）固定在共轨上。

将电磁阀喷射器直接连接到共轨上具有以下优点：由于所需高压喷射量较少，接口较少，因此泄漏问题较少；由于结构紧凑，因此生产周期较短。

电磁阀喷射器通过一个卡扣式连接件固定在固定桥内，见图1-202。

在固定桥与直接共轨之间有一个塑料套管。它的作用不是收集溢出的燃油；它仅用于工厂预装配时进行氦气压力试验以检查密封性。完成首次安装后，该塑料套管对于发动机运行没有任何意义。更换电磁阀喷射器时可取消塑料套管，不必再次使用。

在对固定桥进行加工期间，使部件与工具分离时形成所谓的铸造凸缘。由于安装公差较小，因此安装电磁阀喷射器时应确保该铸造凸缘以排气歧管方向为准。误以进气管方向为准时，可能会导致固定桥与气缸盖罩间出现机械接触。

每次松开固定桥上的固定螺栓后都必须更换螺栓。

与N55发动机一样，在新款 B58发动机上也使用Bosch电磁阀喷射器HDEV 5.2。喷射器名称由以下部分构成。

HDEV=高压喷射阀；

5=代系名称；

1=最大喷射压力150bar；

2=最大喷射压力200bar。

电磁线圈通电时会产生吸引磁铁电枢的磁场。磁铁电枢在喷嘴针上运行。磁铁电枢朝电磁线圈线性移动时，喷嘴针随之一起移动，朝向燃烧室的喷嘴孔开启。

在维修期间拆卸和安装喷射器时应严格按照当前有效的维修说明来进行。喷射器杆扭转角度过大可能会造成损坏，从而导致燃油系统泄漏。

在燃油质量不佳的市场，建议使用专用燃油添加剂以免造成喷射系统内的喷射器焦化。添加剂在燃油箱内与燃油混合，从而到达喷射器处。喷射器的内部结构如图1-203所示；其控制电路见图1-204。

电动燃油泵由燃油泵控制电子装置控制。燃油泵控制电子装置从数字式发动机电子伺控系统（DME）或数字式柴油机电子伺控系统（DDE）接收控制信号。

燃油低压传感器已取消。燃油泵控制电子装置不是控制单元。部件的开发序列代号意味着：FPC=燃油泵控制。燃油泵控制电子装置不得与电子燃油泵控制单元（EKPS）混淆。

燃油泵控制电子装置不是与总线相连的控制单元。

数字式发动机电子伺控系统（DME）或数字式柴油机电子伺控系统（DDE）借助按脉冲宽度调制的信号与燃油泵控制电子装置通信。电动燃油泵是一个无刷三相电动机。燃油泵控制电子装置控制三相电动机。

按脉冲宽度调制的信号（PWM信号）也用于诊断燃油泵控制电子装置。故障存储在数字式发动机电子伺控系统（DME）或数字式柴油机电子伺控系统（DDE）中。

电动燃油泵是一种内油箱泵，为发动机提供燃油。

根据需要控制电动燃油泵。数字式发动机电子伺控系统（DME）或数字式柴油机电子伺控系统（DDE）根据驾驶员意愿和发动机运行状态，计算出各时间点所需要的燃油量。所需的燃油量将作为按脉冲宽度调制的信号发送至燃油泵控制电子装置。燃油系统电路如图1-205所示。

1.3.2　发动机冷却系统

1.3.2.1　发动机热量管理系统

使用带有电动冷却液泵的冷却系统时，可以实现传统冷却系统的优点。热量管理系统确定当前冷却需求并相应调节冷却系统。在某些情况下甚至可以完全关闭冷却液泵，如在暖机阶段让冷却液迅速加热时。发动机很热且处于关闭状态时冷却液泵继续工作。因此可能需要冷却功率（与转速无关）。除了通过特性曲线节温器外，热量管理系统还可通过不同特性曲线控制冷却液泵。因此发动机控制单元可以根据行驶情况调整发动机温度。

发动机控制单元按以下温度范围进行控制。

108℃=经济运行模式；

104℃=正常运行模式；

95℃=高功率运行模式；

90℃=高功率运行模式且通过特性曲线节温器调节。

发动机控制单元根据行驶情况识别到节省能量的运行范围“经济”时，发动机管理系统就会调节到较高温度（108℃）。在这个温度范围内发动机以相对较低的燃油需求量运行。温度较高时发动机内部摩擦减小。温度升高还有助于降低负荷较低情况下的耗油量。处于“高功率且通过特性曲线节温器调节”运行模式时，驾驶员希望实现最佳发动机功率利用率。为此需将气缸盖内的温度降至90℃。温度降低可以提高容积效率，从而提高发动机转矩。发动机控制单元目前可根据相应行驶状况调节到特定运行范围，从而能够通过冷却系统影响耗油量和功率。

如果发动机运行期间冷却液或发动机油温度过高，则会影响车辆的某些功能，以便为发动机冷却系统提供更多能量。

这些措施分为以下两种运行模式。

①部件保护

冷却液温度在117～124℃之间；

发动机温度在150～157℃之间；

措施：降低空调（直至100%）和发动机功率。

②紧急情况

冷却液温度在125～129℃之间；

发动机温度在158～163℃之间；

措施：降低发动机功率（直至约90%）。

1.3.2.2　N20发动机冷却系统

该发动机所用冷却系统与N55发动机非常相似。系统包括冷却液冷却和发动机油冷却。N20发动机使用发动机油/冷却液热交换器进行发动机油冷却。通过数字式发动机电子系统内的热量管理协调器进行冷却系统调节（例如电动冷却液泵，特性曲线式节温器和电子扇）。见图1-206。

冷却模块自身只有一个型号。只有在热带国家规格且带有选装配置SA 840高速调校的车辆上，才附加安装一个独立式冷却液散热器（在右侧车轮罩内）。

电子扇的额定功率为600W。

图1-207、图1-208展示了相关部件的安装位置和布置方式。

1.3.2.3　B58发动机冷却系统

为了防止承受热负荷的发动机部件、发动机油和变速箱油过热，通过冷却液对其进行冷却。通过一个机械冷却液泵对冷却液循环回路内的冷却液进行循环；通过冷却液散热器将带入冷却液的热量重新传至环境空气。电子扇为冷却液散热器的工作提供支持。以B58发动机为例，见图1-209。

在B58发动机上用所谓的热量管理模块取代了传统节温器。图1-210展示了热量管理模块的安装位置。

热量管理模块以纯电动方式驱动，与带膨胀元件的特性曲线式节温器不同，在此与冷却液温度没有直接的物理连接。

可通过一个旋转滑阀以可变方式开启和封住不同冷却通道的开启横截面。为了准确进行旋转滑阀定位，数字式发动机电子伺控系统DME主要需要冷却液温度传感器提供的冷却液温度以及部件温度传感器提供的气缸盖材料温度。热量管理模块电动执行元件内的位置传感器向数字式发动机电子伺控系统DME提供旋转滑阀的当前位置。这样可以确定旋转滑阀的精确位置，从而使其以规定的横截面准确开启或封住不同冷却通道。

通过调节横截面，可根据运行时刻以最佳方式调节热量管理模块所连冷却通道的流量。可根据需要进行发动机暖机和冷却并为附属总成提供冷却，从而降低油耗。

热量管理模块由以下用于调节冷却需求的组件构成。

旋转滑阀——连接或封住各冷却液接口；

直流电机（DC）——用于调节旋转滑阀的驱动装置；

位置传感器——将旋转滑阀位置反馈给数字式发动机电子伺控系统（DME）；

传动机构——传输直流电机（DC）转矩。

1.3.2.4　N63发动机冷却系统

由于采用废气涡轮增压系统且涡轮增压器以紧凑方式布置在V形区域内，因此 N63发动机会产生很大热量。因此冷却系统具有非常重要的意义。此外还首次开发了一种间接增压空气冷却系统，即通过空气/冷却液热交换器对增压空气进行冷却。

发动机冷却系统和增压空气冷却系统使用两个彼此独立的冷却循环回路（图1-211）。

发动机冷却系统承担着散发发动机热量以及尽量保持特定运行温度恒定的传统任务。同N54发动机一样，也对两个涡轮增压器进行冷却，见图1-212。

N63发动机有一个通过皮带传动机构驱动的传统冷却液泵。但它不能使涡轮增压器在发动机关闭后继续冷却。

用于涡轮增压器冷却的电动辅助冷却液泵：N54发动机利用电动冷却液泵的继续运行功能，在发动机关闭后继续排出涡轮增压器的积热。N63发动机使用一个20W功率的附加电动冷却液泵来实现这种功能。它也可以在发动机运行期间辅助涡轮增压器冷却系统进行工作。

系统根据以下因素接通电动辅助冷却液泵。发动机出口处的冷却液温度；发动机油温度；喷射的燃油量。

通过喷射的燃油量计算发动机内产生的热量。

此功能与4缸发动机的热量管理系统功能相似。

电动辅助冷却液泵的继续运行时间可达30min。为了改善冷却效果，会接通电风扇。同以前一样，电风扇最长可继续运行11min，但目前需要电风扇运行的情况越来越多。

与N54发动机相似，当冷却液或发动机油温度过高时，系统会影响车辆的某些功能，从而为发动机冷却系统提供更多能量，即避免产生随温度增加的负荷。

在N63发动机中，BMW 首次使用了一个间接增压空气冷却系统。此系统通过一个空气/冷却液热交换器吸收增压空气的热量，见图1-213。

随后通过一个冷却液/空气热交换器将热量释放到环境空气中。为此增压空气冷却系统拥有一个自己的低温冷却循环回路。此回路与发动机冷却循环回路相互独立。