На первую страницу
BMW TIS online
Техническая и справочная информация по автомобилям BMW и Mini

VS-22 es Baugruppe/Group: 18

18 02 03 (062)

weltweit Datum/Date: 11/2003
Update: 03/2004

Норма токсичности ОГ EURO 4 и E-OBD для дизельных двигателей

M47TU, M57TU

Введение

С 01.01.2005 норма токсичности ОГ EURO 4 вводится на территории Европы для вновь сертифицированных типов автомобилей (сертификация = в данном случае внесение серийного автомобиля в международный регистрационный список). С 01.01.2006 норма токсичности ОГ EURO 4 вводится для всех новых автомобилей. Норма токсичности ОГ EURO 4 предусматривает дальнейшее снижение предельных значений содержания вредных веществ в отработавших газах.
[подробнее ...]

Кроме этого, с 01.01.2004 на территории Европы законом предписывается использование бортовой системы диагностики (E-OBD) для всех дизельных двигателей, устанавливаемых на легковых автомобилях.
[подробнее ...]

В данном Описании систем BMW также приводится перечень кодов неисправности для E-OBD.
[подробнее ...]

4-цилиндровый дизельный двигатель M47TU с механической коробкой передач, устанавливаемый на автомобилях E46 (с правым рулем с 09/2003, с левым рулем с 03/2004), выпускается с расчетом на норму токсичности ОГ EURO 4.
С 03/2004 также начал выпускаться 6-цилиндровый двигатель M57TU, рассчитанный на норму токсичности ОГ EURO 4.
[Обзор системы ...]

Двигатель M57TU, устанавливаемый на автомобилях E60/E61, впервые оснащается сажевым фильтром. Сажевый фильтр обладает высокой эффективностью при фильтровании содержащихся в отработавших газах частицах сажи (> 95 %). На выброс окиси азота фильтр не влияет. Выброс окиси азота снижается с помощью регулировки работы двигателя.
Разработанный фирмой BMW новый сажевый фильтр не оказывает отрицательного влияния на:

- объем ТО;

- расход топлива;

- мощность двигателя;

- уровень шума.

На сегодняшний момент сажевый фильтр рассчитан на пробег прим. 200 000 километров (контроль осуществляется системой ТО по состоянию). Использование добавки для регенерации сажевого фильтра не требуется (добавка снижает температуру воспламенения сажи).

Краткое описание узла

Для выполнения норм токсичности ОГ EURO 4 на двигателях M47TU/M57TU были установлены или модифицированы следующие детали:

- Лямбда-зонд

Для соблюдения предельных значений токсичности ОГ требуется лямбда-зонд.

Лямбда-зонд используется для коррекции среднего значения количества топлива по форсункам.

Лямбда-зонд измеряет соотношение топлива и воздуха в рабочей смеси. В случае отклонений система DDE корректирует количество рециркулирующих ОГ, выравнивая соотношение топлива и воздуха в рабочей смеси.

[подробнее ...]

- Форсунка

Поле характеристик форсунки, относящееся к количеству впрыскиваемого топлива, соответствующим образом адаптировано.

Благодаря изменениям в конструкции форсунки имеют непрерывную графическую характеристику. В результате этого каждое изменение продолжительности впрыска сказывается непосредственно на изменении количества впрыскиваемого топлива.

[подробнее ...]

- Регулятор давления наддува (электрический сервопривод на турбонагнетателе ОГ)

Турбонагнетатель ОГ имеет изменяемую геометрию турбонаддува (VNT = "изменяемая геометрия турбонаддува" от английского "variable nozzle turbine"). Для обеспечения соответствия норме токсичности ОГ EURO 4 изменяемая геометрия турбонаддува регулируется электрическим регулятором давления наддува (до сих пор изменяемую геометрию турбонаддува регулировал электропневматический преобразователь давления).

Благодаря увеличению скорости регулировки и более быстрому реагированию на изменения достигается большая точность регулировки давления наддува.

[подробнее ...]

- Головка блока цилиндров и поршни

Головка блока цилиндров имеет измененную геометрию вихревого канала и тангенциального канала.

Кроме этого, для оптимизации смесеобразования рабочей смеси была изменена форма днища поршня. В результате этого в поршне также изменилась форма охлаждающего канала.

[подробнее ...]

- Радиатор системы рециркуляции ОГ (AGR)

Радиатор системы рециркуляции ОГ стал длиннее, в результате чего увеличилась мощность охлаждения. Благодаря новому радиатору AGR температура ОГ уменьшается прим. на 100 Ав цикле движения EURO 4).

[подробнее ...]

- Сажевый фильтр (только M57TU на E60, E61)

Сажевый фильтр с каталитическим покрытием поглощает частицы сажи, содержащиеся в отработавших газах. Отфильтрованные частицы сажи сгорают при температуре ОГ прим. 350 А

При циклической регенерации для сжигания отфильтрованных частиц сажи отработавшие газы нагреваются прим. до 600 А

[подробнее ...]

При установленном сажевом фильтре блок управления DDE задействует следующие узлы и детали:

  • Дроссельная заслонка

    Дроссельная заслонка при определенных режимах работы начинает ограничивать объем всасываемого воздуха, что в комбинации с одним или двумя дополнительными впрысками топлива способствует повышению температуры ОГ (регенерация сажевого фильтра).
    [подробнее ...]

  • Датчик противодавления ОГ перед сажевым фильтром, датчик температуры ОГ перед катализатором и датчик температуры ОГ перед сажевым фильтром

    С помощью датчика противодавления ОГ рассчитывается загрузка сажевого фильтра во время движения. При большой загрузке фильтра частицами сажи запускается процесс регенерации.

    В качестве дополнительного параметра измеряется температура ОГ перед сажевым фильтром. Данных только датчика противодавления ОГ недостаточно (зависимость от нагрузки).

    По сигналам двух датчиков система DDE рассчитывает точную загрузку сажевого фильтра.

    Датчик температуры ОГ перед катализатором контролирует температуру ОГ перед катализатором окисления. Регенерация сажевого фильтра происходит только при температуре ОГ выше 350 А

    [подробнее ...]

  • Герметичные вихревые клапаны

    M57TU имеет полностью герметичные вихревые клапаны (на E46 с активизацией по сигналу, в других случаях под действием разрежения). Поэтому в нижнем диапазоне частичной нагрузки вокруг вихревых клапанов не возникает протечки, благодаря чему становится возможным увеличение завихрения потока. Кроме этого благодаря электрической активизации можно устанавливать различные промежуточные положения вихревого клапана.

    Функции системы

    Детали и узлы имеют допуски изготовления и подвержены старению (например, износ). Но, несмотря на это предельные значения токсичности ОГ должны выдерживаться с большим запасом. Наибольшие отклонения, негативно сказывающиеся на выбросе вредных веществ, могут иметь в первую очередь следующие узлы:

    - форсунки;

    - расходомер воздуха;

    - датчик давления в магистрали высокого давления.

    Допуски изготовления и воздействия, оказываемые на узлы в ходе работы, должны нивелироваться. Для этого в системе DDE предусмотрены следующие системные функции:

    - коррекция количества топлива, впрыскиваемого форсунками;

    - коррекция нулевого количества;

    - коррекция среднего значения количества;

    - регенерация сажевого фильтра (только M57TU на E60, E61)

    Коррекция количества топлива, впрыскиваемого форсунками

    Коррекция количества топлива, впрыскиваемого форсунками, заключается в определении значений коррекции для предварительного и основного впрыска форсункой. Коррекция количества топлива, впрыскиваемого форсунками, выполняется при сходе с конвейера.

    Из-за допусков изготовления форсунок, фактически впрыскиваемое количество топлива незначительно отличается от рассчитанного количества. Это расхождение определяется при сходе с конвейера путем измерения на каждой форсунке в нескольких рабочих точках.

    На основе результатов измерения рассчитывается значение коррекции (код) для каждой форсунки.

    Структура этого буквенно-цифрового кода зависит от нормы токсичности ОГ двигателя.

  • Норма токсичности ОГ EURO 3: шестизначный код (например, 78SNGT)

  • Норма токсичности ОГ EURO 4: семизначный код (например, 88S66NB)

    После монтажа ЭБУ DDE в процессе сборки автомобиля значение коррекции каждой форсунки записывается в память ЭБУ. Значения коррекции приписаны отдельным цилиндрам в соответствии с местом установки форсунок. С помощью этих значений коррекции ЭБУ DDE незначительно корректирует рассчитанное количество впрыскиваемого топлива и, тем самым, уменьшает величину отклонения количества впрыскиваемого топлива по каждому цилиндру.

    В случае замены форсунок следует убедиться, что буквенно-цифровые коды форсунок, записанные в ЭБУ DDE, правильно соотнесены с цилиндрами.

    В диагностической системе BMW предусмотрена сервисная функция "Коррекция количества топлива, впрыскиваемого форсунками". С помощью этой сервисной функции можно изменять и записывать в ЭБУ DDE коды цилиндров.

    Для цилиндров, для которых не введены новые значения коррекции, действительны старые значения коррекции, записанные в ЭБУ DDE. В случае замены ЭБУ DDE и невозможности переписать коды из старого ЭБУ следует также выполнить коррекцию количества топлива, впрыскиваемого форсунками.

    При этом следует считать и записать в ЭБУ DDE коды для установленных форсунок.

    Коррекция нулевого количества

    Коррекция нулевого количества представляет собой вид коррекции, обеспечивающий наличие определенного предварительного впрыска на каждой отдельной форсунке после окончания стадии обкатки (прим. 1500 км).

    Для выполнения норм токсичности ОГ EURO 4 необходимо точно дозированное, очень небольшое количество топлива при предварительном впрыске.

    Из-за изменения количества впрыскиваемого топлива в течение срока службы коррекция нулевого количества выполняется ЭБУ DDE постоянно.

    В фазе движения накатом на каждый цилиндр впрыскивается небольшое количество топлива. Это количество варьируется до тех пор, пока система DDE не распознает достижения требуемого крутящего момента. Для расчета крутящего момента используется значение неравномерности вращения коленчатого вала. Неравномерность вращения регистрируется датчиком положения коленчатого вала.

    Таким образом, система DDE определяет, с какого момента активизации начинает работать тот или иной цилиндр. Значение количества топлива, впрыскиваемое во время коррекции нулевого количества, используется системой DDE в качестве значения коррекции для поля характеристик предварительного впрыска.

    Коррекция нулевого количества выполняется поочередно на каждом цилиндре (один на фазу движения накатом) при:

  • частоте вращения от 1500 до 2500 об/мин (двигатель прогрет до рабочей температуры)

    Коррекция нулевого количества не оказывает никакого влияния на расход топлива, так как при этом впрыскивается очень незначительное количество топлива (прим. 1 мм 3 ) всего на одном цилиндре.

    Коррекция среднего значения количества

    Коррекция среднего значения количества представляет собой вид коррекции, при котором корректируется соотношение топлива и воздуха (в диапазоне частичных нагрузок). Коррекция осуществляется путем изменения воздушной массы с помощью клапана возврата ОГ.

    В то время как для коррекции количества топлива, впрыскиваемого форсунками, и коррекции нулевого количества не требуется дополнительного оборудования, для коррекции среднего значения количества необходим лямбда-зонд. В данном случае используется широкополосный лямбда-зонд с непрерывной графической характеристикой.

    Коррекция среднего значения количества представляет собой не быструю регулировку, а процесс запоминания.

    Неисправность лямбда-зонда "запоминается" в поле характеристик и сохраняется в ЭБУ DDE (EEPROM).

    При замене следующих узлов следует выполнить обнуление (стирание) поля характеристик в EEPROM:

  • расходомер воздуха

  • форсунка

  • датчик давления в магистрали высокого давления

    Для обнуления поля характеристик в диагностической системе BMW предусмотрена сервисная функция "Коррекция среднего значения количества".

    Регенерация сажевого фильтра (только при M57TU на E60, E61)

    Загрузка фильтра частицами сажи рассчитывается системой DDE по измерениям в рабочих точках двигателя.

    Регенерация фильтра производится постоянно или в цикличном режиме.

  • Постоянная регенерация:

    В рабочих диапазонах, при которых температура ОГ выше температуры воспламенения сажи (> 350 Апроисходит постоянное преобразование частиц сажи. При этом происходит медленное окисление частиц сажи на окись углерода (CO) и двуокись углерода (CO 2 ).

    В качестве окислителя при этом служит содержащаяся в ОГ двуокись азота (NO 2 ). Двуокись азота образуется в катализаторе окисления из окиси азота (NO).

    Если температуры ОГ для этого процесса недостаточно, то поступающие частицы сажи скапливаются в сажевом фильтре и сгорают при следующем повышении температуры ОГ.

  • Циклическая регенерация:

    Если манера езды не обеспечивает постоянную регенерацию сажевого фильтра (например, продолжительный режим частичной нагрузки при городском движении с низкой температурой ОГ), то запускается целенаправленная регенерация.

    Этот процесс регулируется с помощью сигналов датчика противодавления ОГ и обоих датчиков температуры ОГ. Циклическая регенерация происходит точно так же, как и постоянная, без ощутимого воздействия на динамические свойства автомобиля.

    В зависимости от уровня нагрузки двигателя регенерация проводится целенаправленным ограничением потока всасываемого воздуха в сочетании с одним или двумя дополнительными впрысками топлива. При этом температура ОГ поднимается прим. до 600 АСгоранию сажи способствует содержащийся в отработавших газах остаточный кислород (O 2 ). Продолжительность регенерации сажевого фильтра может составлять несколько минут. Интервалы между процедурами регенерации зависят от условий эксплуатации автомобиля при проходе последних 500 километров. При высоких температурах ОГ, благодаря постоянному сгоранию частиц сажи, откладывается меньшее количество сажи.

    Дополнительно регенерация сажевого фильтра запускается каждые 700-2500 километров (в зависимости от характера движения). При отказе датчика противодавления ОГ или одного из датчиков температуры ОГ регенерация сажевого фильтра производится каждые 500 километров.

    Указания по сервисному обслуживанию

    При техобслуживании соблюдать следующие указания:

    - Общие указания: [подробнее ...]

    - Диагностика: [подробнее ...]

    - Кодирование/Программирование: ---

    - Память автомобиля и ключа: ---

    Возможны опечатки, фактические ошибки и технические изменения.