宝马M54发动机维修培训手册

1、宝马M54发动机维修培训手册 BMW 售后服务培训 E85 M54 发动机 培训班工作资料 说明 本学员手册中所包含的信息仅适用于 BMW 售后服务培训班的学员 有关技术数据方面的更改 补充情况请参见 客户技术服务的相关信息 2001 BMW AG 慕尼黑德国未经 BMW AG 慕尼黑的书面许可不得翻印本手册的任何部分 VS-42 MFP-HGK-BRK-M54_0300TH 目录 页码 第 1 章 E85 M54 发动机 1 简介 1 - 车辆特有的改进 1 - 技术数据 2 发动机外围设备 4 - 冷却系统 4 - 排气系统 11 - 二次空气系统 15 - 新鲜空气系统 17 - 附属总

2、成和皮带传动机构 22 发动机管理系统 MS45 24 燃油系统 34 E85 M54 发动机 E85 M54 发动机 简介 2002 年 10 月在美国上市时E85 首先装备了现有的发动机 M54B25 和 M54B30 计划于 2003 年 10 月将 M54B22 作为 E85 发动机使用 为在 E85 上使用已对 M54 发动机进行相应调整 - 车辆特有的改进 M54 发动机已在车型系列 E36E39E46 和 E53 中使用 针对 E85 车辆进行的改进 l 发动机外围设备 冷却系统 排气系统 二次空气系统 新鲜空气系统 附属总成和皮带传动机构 l 发动机管理系统 MS45 l 燃油

3、系统 - 1 - E85 M54 发动机 - 技术数据 技术数据 M54B25 M54B30 结构形式 6 缸 直列发动机 6 缸 直列发动机 3 批量 cm 2494 2979 缸径 行程 mm 84x75 84x896 功率 kWHP 141191 170231 对应转速 rpm 6000 5900 扭矩 Nm 245 300 对应转速 rpm 3500 3500 怠速转速 rpm 700 700 限速转速 rpm 6500 6500 压缩比 1105 1102 每缸气门数 4 4 燃油系统设计参数 RON 98 98 燃油 RON 91-98 91-98 爆震控制 是 是 数字式发动机电

4、子系统 DME Siemens MS450 Siemens MS450 德国排放法规 D4 D4 其它国家或地区 EU3 EU3 点火顺序 1 5 3 6 2 4 1 5 3 6 2 4 E85 V kmh 249 250 - 2 - E85 M54 发动机 插图 1M54B25M54B30 满负荷特性曲线 KT-10494 索引 说明 1 M54B30 扭矩曲线 2 M54B30 功率曲线 3 M54B25 扭矩曲线 4 M54B25 功率曲线 - 3 - E85 M54 发动机 发动机外围设备 - 冷却系统 E85 冷却系统与 E46 冷却系统大致相同二者区别如下 冷却模块 取消了粘性离合

5、器风扇 空气调节式暖风调节 取消了暖风调节阀 采用电子助力转向系统 取消了转向助力液散热管 - 4 - E85 M54 发动机 系统概览 插图 2M54 冷却液循环回路 KT-9945 - 5 - E85 M54 发动机 索引 说明 索引 说明 1 冷却液补液罐 10 冷却液泵 2 放气塞 11 自动变速箱油冷却器 3 端盖 12 自动变速箱油冷却器节温器套 筒 4 特性曲线式节温器 13 液位传感器冷却液液位 5 排气通道 14 浮子 6 发动机局部冷却回路 15 空调系统冷凝器 7 暖风供给管路 16 低温区域 8 暖风热交换器 17 主区域 9 暖风回流管路 18 发动机散热器 - 6

6、- E85 M54 发动机 冷却模块 E85 冷却系统使用了一个冷却模块 与 E46 相似 E85 的冷却模块没有直接安装在发动机前而是通过一个隔板 结 构支架与发动机隔开 插图 3处于安装位置的冷却模块 KT-10169 索引 说明 1 隔板 结构支架 2 冷却模块 - 7 - E85 M54 发动机 根据车辆配置情况采用五种不同类型的冷却模块 配置 1 2 3 4 5 国家规格 欧洲 欧洲 欧洲 欧洲 热带 国家 手动变速箱 X X 自动变速箱 X X X 空调系统 X X X 空调系统冷凝器 X X X 高级型冷却液散热器 X X X 标准型冷却液散热器 X X 电风扇 400 W X

7、X X X 电风扇 600 W X - 8 - E85 M54 发动机 冷却模块的结构 冷却模块包括下列冷却系统组件 冷却液散热器 空调系统冷凝器 电风扇 抽吸式 冷却液补液罐 自动变速箱油冷却器 仅用于自动变速箱车辆 冷却模块的特点 冷却液补液罐 通过补液罐加注冷却液时可将发动机 处于静止状态几乎完全加 满冷却液 暖风回流管路直接通入冷却液补液罐内这样可以避免暖风装置中的 残余空气在暖机时进入发动机内并降低冷却液泵的输送功率 从而确保冷却系统顺利排气 冷却系统功能 E85 冷却系统的特殊设计方案可确保运行磨损较低并能可靠控制温 度 此外还能通过这种冷却系统设计方案影响重要的发动机功能参数因

8、此可以通过曲轴箱内的高温冷却液温度减小气缸套与活塞之间的摩 擦从而降低耗油量 气缸盖内冷却液温度较低时对发动机的整个扭矩曲线有积极影响 - 9 - E85 M54 发动机 气缸盖内温度较低时会提高发动机换气量和爆震限值气缸盖内冷 却液温度较低时还可提高部件的耐久性 在 M54 上冷却液首先直接流过气缸盖因此可以提高曲轴箱内的冷 却液温度 这种方案称为局部流通式冷却方案 MTK 冷却液由水泵通过一个浇铸连接的供给通道输送到气缸盖后端并从 此处向前输送至冷却液出口发动机处于运行温度时的冷却液出口 曲轴箱内的水套通过曲轴箱内的开孔和气缸盖密封垫连接至气缸盖 冷却回路因此仅有部分冷却液流经曲轴箱 MT

9、K 原理可在气缸盖内温度几乎保持不变的情况下显著提高曲轴 箱内的温度 特性曲线式节温器 在 M54 中还能通过特性曲线式节温器以控制冷却液温度的方式加 强 MTK 的作用 特性曲线式节温器的任务是在耗油量处于非临界状态的低负荷行驶 状况下将冷却液温度调节到有益于降低耗油的较高数值满负荷时 或发动机转速较高时通过降低冷却液温度保护相关部件 - 10 - E85 M54 发动机 - 排气系统 简介 E85 的排气系统是新开发的产品其消声器的设计目标是降低敞篷 跑车的发动机噪声 发动机 M54B25 和 M54B30 的排气系统相同 右侧和左侧驾驶型车辆的排气歧管和前消音器不同 部件 排气系统由以下

10、组件构成 排气歧管 带发动机侧催化转换器气缸 1-3 排气歧管 带发动机侧催化转换器气缸 4-6 前消音器 中间消音器 后消音器 排气尾管 - 11 - E85 M54 发动机 排气歧管 插图 4排气歧管 带发动机侧催化转换器 KT-9949 索引 说明 索引 说明 1 氧传感器 3 催化转换器壳体 控制传感器Bosch LSH-25 气缸 1-3 2 氧传感器 4 催化转换器壳体 监控传感器Bosch LSH-25 气缸 4-6 气缸 1-3 和气缸 4 -6 各有一个排气歧管每个排气歧管都与催化转 换器壳体构成一个部件 在催化转换器壳体内依次安装了一个金属载体前催化转换器和一个 金属载体主

11、催化转换器 由于结构空间有限因此在右侧驾驶型车辆上催化转换器壳体内仅装 有一个金属载体催化转换器另一个催化转换器则安装在前消音器壳 体内 - 12 - E85 M54 发动机 在所有型号的车辆上控制传感器带阶跃特性曲线的 Bosch LSH 的固定架都位于催化转换器前的排气歧管内 监控传感器位于催化转换器后的催化转换器漏斗形出口内 前中间和后消音器 插图 5前中间和后消音器 KT-9950 索引 说明 索引 说明 1 前消音器 3 后消音器 2 中间消音器 4 排气尾管 前消音器 前消音器采用吸收结构容积为 34 升 在右侧驾驶型车辆上用两个带有金属载体催化转换器的前消音器取 代了一个共同的前

12、消音器这两个前消音器的容积均为 0763 升 - 13 - E85 M54 发动机 中间消音器 中间消音器也采用吸收结构其容积为 15 升 后消音器 后消音器采用反射结构容积为 227 升 两个椭圆形的排气尾管与后消音器一起构成一个部件 为了吸收振动及所产生的振动噪声后消音器带有一个橡胶缓冲块 - 14 - E85 M54 发动机 - 二次空气系统 简介 为在 E85 上使用 M54 发动机该发动机采用了一个新的二次空气 系统二次空气泵的输送功率更高 45 kgh因此也可以用于以 下所有 E85 发动机型号 二次空气阀通过二次空气泵压力来控制因此可以不再使用电动二次 空气阀 系统概览 插图 6

13、二次空气系统 KT-9952 索引 说明 索引 说明 1 空气滤清器 3 二次空气阀 SLV 2 二次空气泵 SLP - 15 - E85 M54 发动机 二次空气泵 SLP 电动二次空气泵安装在发动机室内 右侧车轮罩附近车身上 为了吸入二次空气SLP 带有一个集成式空气滤芯该空气滤芯在 车辆使用寿命期限内免维护 发动机起动后SLP 由 DME 通过二次空气泵继电器供电 车载电 压发动机达到某一空气供给量前该泵一直处于接通状态 接通时间最多 90 秒钟取决于发动机的以下运行状态 冷却液温度 从 -10 C 直至约 60 C 空气供给量 发动机转速 二次空气阀 SLV 二次空气阀安装在气缸盖侧面

14、 SLV 由二次空气泵产生的空气压力打开此后二次空气通过一个管 路引至气缸盖内的二次空气通道中 只要关闭二次空气泵 SLV 就会关闭因此可阻止废气流向二次空气 泵 - 16 - E85 M54 发动机 - 新鲜空气系统 简介 E85 的新鲜空气系统是新开发的产品设计用于 M54 发动机 M54B30 发动机的新鲜空气系统集成有一个发动机声音系统 MSS 系统概览 插图 7新鲜空气系统 带有二次空气系统图中的第 7 和第 8 项 KT-9911 索引 说明 索引 说明 1 前围板上的 MSS 接口 4 电子节气门 EDK 2 发动机声音系统 MSS 5 空气滤清器壳体 3 制动助力引流泵 6 进

15、气导管 - 17 - E85 M54 发动机 发动机声音系统 MSS 发动机声音系统是一个用于调制进气装置压力脉冲并将其传输至乘 员区的膜片式系统 通过发动机声音系统在乘员区内产生一个敞篷跑车特有的运动型声 音 在这个市场区段内BMW 是有意将进气装置压力脉冲引入乘员区内 以产生声音的第一个制造商 只有使用 M54B30 发动机时才安装 MSS 插图 8发动机声音系统 MSS KT-9913 索引 说明 索引 说明 1 前围板上的 MSS 接口 4 底部固定件 2 壳体 5 进气装置接口 3 顶部固定支架 - 18 - E85 M54 发动机 发动机声音系统 MSS的结构 插图 9发动机声音系

16、统 MSS的部件 KT-9912 索引 说明 索引 说明 1 前围板防尘套 5 张紧弹簧 2 声音通道 6 压块 3 壳体 7 隔膜 4 旋件 8 带有固定支架的壳体 声音发生器通过一个隔膜 7与进气歧管的气柱相连 该隔膜在确保进气系统密封的同时将压力脉冲传输至乘员区内 夹紧机构 夹紧机构用于确保隔膜预紧力不变从而确保声音稳定为此夹紧机 构要抵消隔膜温度和材料老化的影响 张紧弹簧 5通过旋转旋件 4使压块 6沿轴向运动压块借 此使隔膜持续张紧 说明 在声音通道 2内有一个泡沫塑料嵌入件进行装配工作时不得取 出该嵌入件否则车内会产生难以忍受的噪声 - 19 - E85 M54 发动机 制动助力引

17、流泵 插图 10制动助力引流泵 KT-9948 索引 说明 索引 说明 1 热膜式空气质量流量计 HFM 4 文氏管 与电子节气门EDK之间的接 口 2 制动助力引流泵 5 制动助力器接口 3 进气管接口 - 20 - E85 M54 发动机 插图 11制动助力引流泵剖面图 KT-10759 通过引流泵确保制动助力器内产生所需真空 为了在进气装置真空消失后制动能力仍能保持一段时间在制动助力 引流泵内集成有两个单向阀 引流泵依据文氏原理工作通过提高流速产生压差 这样引流泵可产生比进气系统更高的真空 - 21 - E85 M54 发动机 - 附属总成和皮带传动机构 简介 为了能在 E85 上使用M

18、54 发动机的附属总成和皮带传动机构有 一些改动发电机通过一个位串行数据接口 BSD与发动机控制单 元连接取消了粘性离合器风扇 系统概览 插图 12带有皮带传动机构的附属总成 KT-9956 索引 说明 索引 说明 1 曲轴皮带轮 6 发电机 2 多楔带 主传动装置 7 导向轮 3 冷却液泵 8 多楔带 空调传动装置 4 张紧轮 主传动装置 9 空调压缩机 5 导向轮 10 张紧轮 空调传动装置 - 22 - E85 M54 发动机 发电机 在 E85 上根据车辆配置情况采用 90 A 敞开式壳体和 120 A 封闭氏壳体发电机 - 23 - E85 M54 发动机 发动机管理系统 MS45

19、简介 Siemens 发动机管理系统 MS450 是 MS43 的后继开发产品 E85 首次采用了 MS450 形式的数字式发电机电子系统 DME MS450 相对 MS43 的主要改进之处是 DME 控制单元 MS450 集成式控制单元内部温度传感器 用于控制电控箱风扇 电控箱风扇 行驶动力控制 FDC按钮 改进了集成式点火电路监控功能 带有位串行数据接口 BSD的发电机 散热器电风扇控制功能 发展史 发动机管理系统 MS450 的前身包括 前身 发动机 初始安装时间 MS43 Siemens M54 042000 MS42 Siemens M52TUE 091998 MS41 Siemen

20、s M52 091994 MS401 Siemens M50TUE 091992 MS400 Siemens M50 091991 - 24 - E85 M54 发动机 系统概览 插图 13MS450 系统概览 KT-10762 - 25 - E85 M54 发动机 索引 名称 1 点火开关 2 离合器开关 3 制动信号灯开关 4 DSC 模块带有以下功能DTCABSASC 等 5 冷却液温度传感器 散热器出水口 6 FDC 按钮 7 方向盘操控开关 8 加速踏板模块 9 机油温度传感器 10 热敏机油油位传感器 TOENS 11 带有位串行数据接口 BSD的发电机 12 机油压力开关 13

21、曲轴传感器 KWG 14 进气凸轮轴传感器 NWGE 进气 15 排气凸轮轴传感器 NWGA 排气 16 冷却液温度传感器 发动机温度信号 17 带有进气温度传感器的热膜式空气质量流量计 HFM 18 气缸 1-3 和气缸 4-6 的爆震传感器 19 2 个控制氧传感器和 2 个监控氧传感器 Bosch LSH-25 20 燃油箱泄漏诊断模块 DMTL仅用于美国 21 电动燃油泵 EKP继电器 22 手动恒温空调 IHKS 23 空调压缩机 24 数字式发动机电子系统 DME主继电器 25 冷却鼓风机 发动机冷却 26 电控箱风扇 27 二次空气泵继电器 28 二次空气泵 SLP 29 燃油箱

22、通风阀 TEV 30 涡流调节器 怠速调节器 ZWD 5 - 26 - E85 M54 发动机 索引 名称 31 进气和排气凸轮轴的 2 个 VANOS 电磁阀 32 喷射阀继电器 33 6 个喷射阀 34 可变进气管阀 谐振进气装置 35 特性曲线式节温器 36 6 个棒状点火线圈 37 电子节气门 EDK 38 EWS III 39 起动机继电器 40 起动机 41 诊断导线 PT-CA 数据总线 N DME 数字式发动机电子系统 DME控制单元 MS45 0 P DME 控制单元内的环境压力传感器 t DME 控制单元内的温度传感器 - 27 - E85 M54 发动机 DME 控制单元

23、 MS450 控制单元 MS450 位于发动机室内的电控箱内 插图 14发动机室电控箱内的 DME 控制单元 KT-10355 索引 说明 1 DME 控制单元 2 EGS 控制单元 控制单元插头采用模块化结构通过 5 个现有插头与发动机导线束 连接 在所有不同排量的发动机 M54TU 上 MS450 控制单元都相同 在此根据具体型号对发动机管理系统的数据进行编程 设码和编程 DME 控制单元带有编程功能但无法进行设码 - 28 - E85 M54 发动机 集成式控制单元内部温度传感器 在 MS450 中用于控制电控箱风扇的控制单元内部温度传感器集 成在控制单元印刷电路板上 自控制单元内部温度

24、超过约 65 C 时起由 DME 启用电控箱风 扇 更换 MS450 控制单元后进行适配 安装了新控制单元时必须在编程后进行 EDK 适配总线端 15 接 通后控制单元识别出尚未存储任何适配值 原始起动并自动启 动适配过程 EDK 适配过程大约持续 5-10 秒 说明 编程后第 1 次起动时等上述时间过后再进行其它操作不允许立 即将点火钥匙旋转到限位位置 更换 EDK 后进行适配 更换节气门时由于部件公差的原因控制单元可能会识别到与存储 值 旧节气门的适配值不同 在这种情况下控制单元自动启动 EDK 适配过程 连续检查 EDK 每次起动时都会在允许燃油喷射前关闭输出级以检查应急运行位 置在此过

25、程中将当前反馈值与控制单元内的存储值进行比较只有 评估结果满足规定时才允许进行喷射 如果驾驶员没有立即起动发动机系统自动进行节气门回位弹簧测 试 - 29 - E85 M54 发动机 行驶动力控制 FDC按钮 带有行驶动力控制功能的 E85 车辆在中控台上装有一个 FDC 按 钮 启用了 FDC 功能时 通过按压 FDC 按钮DME 由普通节气门 特性曲线切换到一个运动型的节气门特性曲线 按压 FDC 按钮后发动机节气门对加速踏板模块的反应更迅速因 此加速时所需的踏板行程较短 因此驾驶员可以采用运动型行驶方式 FDC 按钮上带有 SPORT字样 插图 15FDC 按钮的安装位置 KT-10288 索引 说明 1 带有 SPORT 字样的 FDC 按钮 - 30 - E85 M54 发动机 FDC 按钮的信号由 DME 通过 PT -CAN 总线传输给以下控制单 元 电子助力转向系统 EPS 变速箱电子控制系统 EGS 组合仪表 启用了 FDC 功能时由 EPS 控制单元接通 FDC 按钮内的功能照 明 类型 在带有 M54B25 和 M54B30 发动机的欧规车辆