Впускной коллектор двигателя, учитывающий резонансные явления и турбулентность

В двигателе M54 впускной коллектор разбит на две группы, каждая из которых имеет по три патрубка. Внутри коллектора также устроены отдельные турбулентные каналы, начинающиеся от клапана стабилизации холостого хода и до впускного клапана каждого цилиндра. Эти каналы имеют диаметр 5.5 мм и располагаются в головке блока.

Подавая воздух непосредственно к каждому впускному клапану, и ускоряя его поток через трубки малого диаметра, добиваются эффекта завихрения смеси в цилиндре. В результате смесь хорошо перемешивается и сгорает стабильно и равномерно.

bmw m54 впускной коллектор

 

Резонансная система двигателя BMW M54

Электронный блок управления использует для реализации этой функции специальную резонансную заслонку, располагающуюся во входном коллекторе. Резонансная система устроена так, что дает возможность повышения мощности на высоких оборотах двигателя и крутящего момента — на низких.

Когда двигатель работает на средних или низких оборотах, заслонка закрыта и воздух вынужден с высокой скоростью проходить по длинным патрубкам. Крутящий момент при этом возрастает.

На повышенных и высоких оборотах двигателя резонансная заслонка открывается, пропуская к цилиндрам большее количество воздуха. В результате имеем прибавку мощности на верхней границе диапазона оборотов двигателя.

резонансная заслонка bmw m54 3.0L

Когда заслонка закрыта, создается дополнительный динамический эффект, который можно показать на примере: если при движении воздуха к первому цилиндру закрыть впускные клапаны, поток воздуха наталкиваясь на преграду, начинает движение обратно. Этот эффект называют «обратная резонансная волна». В результате дополнительное количество воздуха поступает в пятый цилиндр, улучшая его наполнение. Чтобы получить резонансную волну, нужно оптимальным образом подобрать диаметр впускного патрубка.

ЭБУ управляет резонансной заслонкой, используя электромагнитный клапан. Клапан находится под напряжением, пока обороты двигателя менее 3750 об/мин. В это время вакуум из специального вакуумного аккумулятора удерживает заслонку закрытой. Поток воздуха вынужден двигаться лишь по одному из патрубков и разгоняется.

При достижении 4100 оборотов/мин (немного меньше или больше в зависимости от температуры) напряжение с клапана снимается, специальная пружина открывает заслонку и воздух движется уже сквозь два резонансных патрубка в большем объеме.

резонансная заслонка малые обороты

резонансная заслонка средние и высокие обороты

 

Контроль оборотов двигателя на холостом ходу

Для этой цели ЭБУ использует ZWD5 — двусторонний поворотный клапан холостого хода

Система стабилизации холостого хода двигателя решает многие задачи:

· Дозирование воздуха, подаваемого в двигатель при отрицательных температурах, одновременно открывая EDK.

· Поддержание стабильности оборотов с использование информации, доступной ЭБУ (показания различных датчиков и данные о нагрузке).

· Организация обратной связи по регулированию оборотов в различных условиях

· Дозирование воздуха, поступающего на впуск при низких оборотах как на стоянке так и при движении.

· Регулирование вакуума

· Компенсация (сглаживание) рывков при резком снижении оборотов, когда осуществляется торможение.

Электронный дроссель – EDK и клапан стабилизации холостого хода (ZWD) в режиме холостого хода работают вместе. Это же происходит при увеличении нагрузки на двигатель, до того находившегося в режиме холостого хода.

Делается это так: при росте нагрузки на двигатель клапан стабилизации не открывается, зато дополнительно приоткрывается заслонка дросселя EDK, пропуская в систему большее количество воздуха.

 

Работа системы КСХХ в аварийном режиме

Когда клапан стабилизации холостого хода работает неправильно и фиксируются ошибки, блок управления включает аварийный режим. Он реализуется по-разному в зависимости от того – увеличился ли поток воздуха из-за отказа клапана, или уменьшился.

В первом случае ЭБУ имеет возможность уменьшить поток, скомпенсировав его другими средствами. Водитель при этом уведомляется о неисправности лампой EML. Поток увеличивается, если клапан отказал в открытом состоянии. В этой ситуации отключается датчик детонации и VANOS, при этом мощность двигателя существенно уменьшается.