- Hybird trong tiếng Anh có nghĩa là hỗn hợp, lai tạo vì vậy xe Hybrid là một loại xe kết hợp giữa động cơ sử dụng xăng truyền thống và động cơ điện.. 1.2 Giới thiệu.• Hình thái
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 5, Năm 2019
1 Nguyễn Hoàng Đình Bảo 18845043
Mã lớp học: 18845SP2
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 5, Năm 2020
1 Nguyễn Hoàng Đình Bảo 18845043
Mã lớp học: 18845SP2
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin cảm ơn nhà trường và quý thầy cô đã xây dựng môi trường học tập tốt, truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm để em có thể gặt hái được thành quả trong năm qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Huỳnh Quốc Việt.
Thầy là người hướng dẫn nhiệt tình, luôn đưa ra những nhận xét đúng đắn để chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp được kịp thời và hoàn thiện nhất có thể.
Sau cùng, tuy có nhiều nỗ lực, nhưng do thời gian thực hiện đề tài không nhiều và kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế nên tiểu luận tốt nghiệp còn nhiều thiếu sót Do đó, em kính mong quý thầy cô, bạn bè thông cảm và rất mong nhận được ý kiến từ mọi người để hoàn thiện đề tài tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn!.
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Hoàng Đình Bảo
Trang 5
-TÓM TẮT
1 Lời nói đầu
- Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang phát triển rất mạnh và đặc biệt là ngành kỹ thuật ô tô Vấn đề đi lại, vận chuyển ngày càng tăng của con người trên toàn thế giới Ô tô gần như là phương tiện chủ lực đáp ứng mọi nhu cầu đó Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh trên phạm vi toàn thế giới, để đáp ứng nhu cầu trên đã làm cho tốc độ gia tăng số lượng ô tô trên thế giới rất nhanh.
Do đó, tình hình giao thông ngày càng phức tạp và nảy sinh ra các vấn đề cấp bách cần phải giải quyết như tai nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng nhiên liệu… Để giải quyết các vấn đề đó, đòi hỏi ngành công nghệ ô tô phải áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến trong thiết kế, ứng dụng các nguyên vật liệu và công nghệ hiện đại để cho ra đời những chiếc xe ngày càng hoàn hảo với tính năng vận hành và tính an toàn vượt trội.
- Một trong những công nghệ hiện đại là công nghệ HYBID được hãng BMW nghiên cứu và phát triển, công nghệ này mang lại hiệu suất hoạt
động tốt nhất bên cạnh hiệu quả sử dụng nhiên liệu tối ưu nhất
- Hybird trong tiếng Anh có nghĩa là hỗn hợp, lai tạo vì vậy xe Hybrid là một loại xe kết hợp giữa động cơ sử dụng xăng truyền thống và động cơ điện Việc kết hợp này mang lại cho xe Hybrid lợi thế là giảm thiều
Trang 6được lượng nhiên liệu sử dụng, từ đó giảm bớt lượng khí thải ra môi trường bên ngoài, ngoài ra nó còn tận dụng được nguồn năng lượng dư thừa bằng cách nạp lại cho pin chính của xe.
- Trong quá trình học tập, em đã được tiếp xúc, tìm hiểu công nghệ này và nhận thấy đây là đề tài bổ ích và đáng tìm hiểu Chính vì vậy em đã chọn đề tài tiểu luận:
“ TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ HYBRID TRÊN XE BMW I8”
- Đề tài “CÔNG NGHỆ HYBRID TRÊN XE BMW I8” này cũng giúp em hiểu thêm hệ thống truyền lực của công nghệ HYBRID này Cũng như cách kết nối các thành phần trong công nghệ này để có thể tăng hiệu suất hoạt động và sử dụng nhiên liệu tối ưu nhất.
2 Mục tiêu nghiên cứu tiểu luận
- Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về Công Nghệ HYBRID.
- Các thành phần trong hệ thống truyền lực trên xe BMW I8.
- Cách các thành phần kết nối với nhau.
- Chiến lược điều khiển của dòng xe BMW I8.
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là Hệ thống truyền lực của xe BMW I8 gồm phần động cơ và phần điện.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Nghiên cứu lý thuyết về các hệ thống truyền lực trên xe
Trang 7BMW I8 + Các thành phần trong các hệ thống truyền lực trên xe BMW I8
4 Phương pháp nghiên cứu
- Để thực hiện đề tài, em sử dụng nhiều phương pháp nghiên cứu nhưng chủ yếu là phân tích và tổng hợp lý thuyết Bên cạnh đó, em còn dịch một số tài liệu chuyên ngành bằng tiếng anh để phục vụ cho công việc.
Trang 8MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 1
TÓM TẮT 1
DANH MỤC CÁC HÌNH 4
Chương 1: GIỚI THIỆU 1
1.1 TỔNG QUÁT 1
1.2 Giới thiệu 2
1.3 Động cơ lai (Mid-engine) 4
Chương 2: ĐỘNG CƠ B38 TOP 7
2.1 Thông số thiết kế động cơ 8
2.2 Thông số kỹ thuật 9
2.3 Những thay đổi so với động cơ B38 trước 11
2.3.1 Tính cơ học của động cơ 11
2.3.2 Hệ thống cung cấp dầu 11
2.3.3 Dây đai dẫn động 11
2.3.4 Hệ thống nạp và xả 11
2.4 Dây đai dẫn động 12
2.4.1 Bộ căng đai con lắc 15
2.4.2 Bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối 19
Trang 92.5 Hệ thống nạp và hệ thống khí thải 20
2.5.1 Hệ thống nạp 20
2.5.2 Hệ thống khí thải 25
2.6 Hệ thống phun nhiên liệu 26
2.6.1 Bộ phận các phun nhiên liệu 26
2.6.2 Các bộ phận cung cấp nhiên liệu 28
2.6.3 Thùng xăng 32
2.7 Mạch làm mát nhiệt độ cao 37
2.7.1 Tổng quan hệ thống 37
2.7.2 Các bộ phận của hệ thống làm mát 41
2.7.3 Hướng dẫn sửa chữa 46
2.8 Mạch làm mát nhiệt độ thấp 48
2.9 Vỏ cách âm 50
2.10 Lưu ý bảo dưỡng 51
Chương 3: HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 54
3.1 Cấu tạo 54
3.2 Thông số thiết kế 56
3.3 Tỷ số truyền 59
3.4 Điều khiển chuyển số 60
3.5 Cơ cấu chấp hành chuyển số 61
Trang 103.6 Hệ thống cung cấp dầu hộp số 65
3.6.2 Bơm dầu dẫn động bằng điện 67
3.6.3 Két làm mát nhớt 69
3.7 Lưu ý bảo dưỡng 69
Chương 4: MÔ TƠ DẪN ĐỘNG 70
4.1 Giới thiệu 70
4.2 Mô tơ dẫn động 71
4.3 Hộp số 2 cấp 74
4.3.1 Thông số thiết kế 75
4.3.2 Chức năng 77
Chương 5: TRỤC TRUYỀN LỰC 85
5.1 Cầu trước 85
5.2 Cầu sau 86
Chương 6: CHIẾN THUẬT ĐIỀU KHIỂN 87
6.1 Giới thiệu 87
6.2 Tổng quan 89
6.3 Chế độ chạy 90
6.3.1 Chế độ COMFORT 90
6.3.2 Chế độ ECO PRO 93
Trang 116.3.4 Chế độ Max eDrive 97
6.4 Chế độ chạy 99
6.4.1 Chức năng tăng BOOST 101
6.4.2 Tăng điểm tải 103
6.4.3 Phục hồi năng lượng 103
6.5 Chiến lược lái xe và phục hồi năng lượng 105
Trang 12DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: I12 Sơ đồ bố trí thực tế Axel Hybrid trên xe BMW I8 2
Hình 1.2: I12 Các kiểu bố trí động cơ lai 3
Hình 1.3: I12 Tổng quan bên dưới phía trước và phía sau nắp động cơ 5
Hình 2.1: I12 Động cơ B38 TOP 7
Hình 2.2: I12 sơ đồ hiệu suất và công suất của động cơ B38K15T0 so với động cơ B38A15M0 10
Hình 2.3: I12 Cấu tạo dây đai dẫn động 13
Hình 2.4: Nhãn cảnh báo điện cao áp 14
Hình 2.5: I12 Vị trí thiết lập bộ căng đai con lắc 15
Hình 2.6: I12 Truyền động đai ở chế độ khởi động mô tơ dẫn động điện áp cao 17
Hình 2.7: I12 Bộ căng đai trong chế độ sạc mô tơ dẫn động cao áp 18
Hình 2.8: I12 Cấu tạo bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối 19
Hình 2.9: Cấu tạo hệ thống khí nạp 21
Hình 2.10: I12 Van tiết lưu điều khiển nước làm mát 23
Hình 2.11: I12 Hệ thống nạp với bộ làm mát dòng khí nạp 24
Hình 2.12: I12 Hệ thống khí thải 25
Hình 2.13: I12 Cấu tạo các bộ phận phun nhiên liệu 27
Hình 2.14: Vị trí lắp đặt các bộ phận cung cấp nhiên liệu 29
Hình 2.15: I12 Tổng quan hệ thống nhiên liệu 30
Trang 13Hình 2.17: I12 Sơ đồ mạch điện hệ thống nhiên liệu 33
Hình 2.18: I12 Công tắc mở nắp bình xăng 35
Hình 2.19: I12 Sơ đồ cả 2 mạch nước làm mát 38
Hình 2.20: I12 Tổng quan mạch nước làm mát nhiệt độ cao 40
Hình 2.21: I12 Vị trí lắp đặt của mạch làm mát nhiệt độ cao 42
Hình 2.22: Những tín hiệu cần thiết và Những cơ cấu chấp hành của hệ thống làm mát 44
Hình 2.23: I12 Tổng quan hệ thống mạch làm mát nhiệt độ thấp 48
Hình 2.24: I12 Vị trí lắp đặp các bộ phận của mạch làm mát nhiệt độ thấp 49
Hình 2.25: I12 Vị trí lắp đặt các vỏ cách âm 50
Hình 2.26: I12 Vị trí lắp đặp các tấm cách nhiệt 52
Hình 2.27: I12 Chốt căn chỉnh điểm chết trên 53
Hình 3.1: I12 Cấu tạo hộp số tự động 54
Hình 3.2: I12 Sơ đồ hoạt động của hộp số tự động 58
Hình 3.3: I12 Cấu tạo thiết bị chuyển số 61
Hình 3.4: I12 Vị trí lắp đặt bộ truyền động chuyển số 63
Hình 3.5: I12 Hệ thống cung cấp dầu hộp số 65
Hình 3.6: I12 Hộp điều khiển bơm nhớt cho hộp số 68
Hình 4.1: I12 Mô tơ dẫn động 70
Hình 4.2: I12 Mô tơ dẫn động 71
Hình 4.3: Đồ thị công suất và mô men xoắn của mô tơ dẫn động I12 73
Hình 4.4: Hộp số 2 cấp I12 74
Hình 4.5: Cấu tạo của hộp số sàn 2 cấp I12 78
Trang 14- Hình 4.6: I12 Sơ đồ đơn giản hóa và hiển thị phân phối mô-men xoắn trong
hộp số
79 Hình 4.7: I12 Cấu tạo cảm biến PLCD 80
Hình 4.8: Hình ảnh thực tế của cảm biến PLCD 81
Hình 4.9: I12 Vị trí lắp đặt hộp số sàn 2 cấp 82
Hình 4.10: I12 Giao diện cơ của hộp số sàn 2 cấp 83
Hình 5.1: I12 Cấu tạo cầu trước 85
Hình 5.2: I12 Trục truyền lực sau 86
Hình 6.1: Chiến thuật điều khiển I12 87
Hình 6.2: I12 Công tắc chuyển chế độ chay 90
Hình 6.3: I12 Ví dụ về chiến lược vận hành ở chế độ COMFORT, lái xe trong môi trường đô thị 91
Hình 6.4: I12 Ví dụ về chiến lược hoạt động ở chế độ COMFORT, xuyên quốc gia 92
Hình 6.5: I12 Ví dụ về chiến lược hoạt động trong chế độ ECO PRO 94
Hình 6.6: I12 tiết kiệm năng lượng của hệ thống sưởi / điều hòa không khí 95
Hình 6.7: I12 Ví dụ về chiến lược hoạt động trong chế độ SPORT 96
Hình 6.8: Nút bấm chế độ Max eDrive 97
Hình 6.9: I12 Ví dụ về chiến lược hoạt động ở chế độ Max eDrive 98
Hình 6.10: I12 Sự phân bố mô men xoắn của mỗi hệ thống dẫn động 99
Hình 6.11: I12 Phân phôi mô men chuyển động trong trường hợp đánh lái 100
Trang 15Hình 6.13: Phục hồi năng lượng I12 104Hình 6.14: I12 Đồ thị chiến thuật phục hồi năng lượng 106Hình 6.15: I12 Duy trì trạng thái sạc của bình ắc quy cao áp 107Hình 6.16: I12 Ví dụ về chiến lược lái xe và phục hồi năng lượng bằng hướng dẫn
lộ trình hoạt động 109
Trang 16Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 TỔNG QUÁT.
• Một hệ thống truyền động mới được phát triển được sử dụng với BMW i8 mã phát triển I12 Khái niệm hệ thống dẫn động loại mới này kết hợp hai hệ thốngdẫn động có hiệu suất cao trong một chiếc xe Một động cơ xăng 3 xi-lanh hiệu suấtcao với hộp số tự động 6 cấp cung cấp truyền lực ở trục sau Một động cơ điện kếthợp với hộp số sàn 2 cấp cung cấp truyền lực ở trục trước Do sự tương tác thôngminh của các hệ thống dẫn động, I12 có xe hiệu suất của một chiếc xe thể thao vớihiệu quả của một chiếc xe nhỏ gọn
-Đơn vị I12 Công suất tổng KW/ HP 274/ 368
Mô men xoắn tổng Nm/ lb-ft 619/ 457
Thời gian tăng tốc từ 0 – 60
Mức tiêu hao nhiên liệu l/ 100km 2.1
Quãng đường động cơ điện đi
được
Km/ miles Có thể lên đến 37km/ 23miles
Trang 171.2 Giới thiệu.
• Hình thái lai trục (Axel hybrid) này (lần đầu tiên được sử dụng tại BMW) tạo
ra một hệ thống lái tất cả các bánh có thể điều khiển riêng được phát triển không cócác thành phần bổ sung Sự phối hợp của mô-men xoắn phía trước và phía sau chophép hệ thống truyền lực hiệu quả, có thể được điều chỉnh riêng cho mọi tình huốnglái xe
Hình 1.1: I12 Sơ đồ bố trí thực tế Axel Hybrid trên xe BMW I8.
1 Electrical machine Mô tơ dẫn động
2 Electrical machine electronics
(EME)
Động cơ điện điện tử
3 2-speed manual gearbox Hộp số 2 cấp
4 Output shaft, right front axle Trục đầu ra, trục trước bên phải
5 Combustion engine Động cơ đốt trong
6 Output shaft, right rear axle Trục đầu ra, trục trước sau bên phải
7 Automotic transmission Hộp số tự động
Trang 18• Các hình thái lai trục (Axel Hybrid) đại diện cho một sự phát triển hơn nữacủa các hệ thống hybrid BMW hiện có.
Hình 1.2: I12 Các kiểu bố trí động cơ lai.
A Serial hybrid Bố trí nối tiêp
B Parallel hybrid Bố trí song song
C Power-split hybrid Bố trí hỗn hợp
D Axle hybrid Bố trí theo trục
1 High-voltage battery Bình ắc quy cao áp
2 Power electronics Mô tơ dẫn động
3 Range Extender Electrical Machine or
high-voltage starter motor generator
Máy mở rộng phạm vi hoặc mô tơ
máy phát khởi động điện áp cao
4 Electrical machine Mô tơ mát phát
5 Combustion engine Động cơ đốt trong
6 Transmission Hộp số
7 Fuel tank Bình xăng
8 Charging socket Cáp sạc
Trang 19• Không giống như các hệ thống hybrid khác, với trục lai (D), các trục tươngứng của các phương tiện được điều khiển độc lập với nhau Kết nối duy nhất giữahai trục là mặt đường Do đó, có thể lái xe với việc sử dụng cả hai hệ thống lái cùngmột lúc hoặc cá nhân tùy thuộc vào tình huống Với công suất đủ của bình ắc quyđiện áp cao, khoảng cách lớn hơn có thể được bao phủ, không có khí thải và lặng lẽsử dụng hệ thống truyền động bằng điện động cơ đốt trong cũng cho phép phạm vilớn hơn và phong cách lái thể thao với mức tiêu thụ nhiên liệu thấp (đặc biệt là kếthợp với truyền động bằng điện) Sự lắp đặt hai mô tơ điện cho phép mức độ linhhoạt cao trong thiết kế chiến lược vận hành Loại hệ thống hybrid này là được thiết
kế để đối phó với những thách thức trong tương lai trong môi trường đô thị
1.3 Động cơ lai (Mid-engine).
• Lần đầu tiên kể từ năm 1978, một cấu hình động cơ giữa được sử dụng lạitrong một chiếc BMW Trong BMW M1 (E26) công suất 204 mã lực / Động cơxăng 6 xi-lanh 273 mã lực (M88 / 1) đã được sử dụng Động cơ này chỉ được sảnxuất số lượng nhỏ
• Động cơ giữa mô tả vị trí lắp đặt của động cơ đốt trong Động cơ đốt trongluôn nằm giữa các trục của xe Động cơ với hộp số sàn ở phía trước trục sau (dẫnđộng) và phía sau khoang hành khách là đặc trưng của thiết kế động cơ giữa Cũng
là trường hợp trong I12 Động cơ xăng 3 xi-lanh được gắn ngang với công suất 170mã lực / 231 mã lực (gắn ở phía trước trục sau) cũng dẫn động trục sau
• Ưu điểm của thiết kế động cơ giữa (mid-engine)là:
Trang 20◦ Tốc độ vào cua có thể cao hơn: Động cơ giữa cho phép phân bổ trọnglượng xấp xỉ cho trục trước và sau, cũng như khối lượng động cơ tập trung gầntrọng tâm của xe Điều này dẫn đến khả năng lái trung tính, cho phép tốc độ vào cuacao.
◦ Hệ thống lái tự phát nhiều hơn trong khi vào cua: Khối lượng động cơtập trung gần trọng tâm của xe mang lại mô-men xoắn quán tính thấp quanh trục xethẳng đứng Chiếc xe vì thế nhanh nhẹn và cơ động hơn
◦ Tăng cường an toàn thụ động: Không gian rộng hơn ở khu vực phíatrước và phía sau cho phép thiết kế tốt hơn các khu vực nhàu nát và bảo vệ người đibộ
◦ Tăng khả năng thiết kế của phần phía trước: Lợi thế khí động học cóthể được thực hiện dễ dàng hơn do sự tự do hơn trong thiết kế
• Không giống như trong các xe thiết kế tiêu chuẩn, động cơ B38 TOP trongI12 được truy cập thông qua nắp khoang động cơ phía sau (cổng sau) được loại bỏ,động cơ đốt trong có thể truy cập từ trên Ví dụ, có thể thay dầu động cơ, thay thếbugi hoặc bộ phận lọc khí từ vị trí này Phần tử lọc dầu cho dầu động cơ có thể truycập từ bên dưới Tất cả các giao diện liên quan đến dịch vụ khác có thể được tiếpcận như bình thường thông qua động cơ phía trước nắp khoang
Trang 21Hình 1.3: I12 Tổng quan bên dưới phía trước và phía sau nắp động cơ.
1 Intake silencer (with air filter
element)
Bộ phận giảm thanh (với bộ lọc
không khí)
2 Oil filler neck Cổ dầu phụ
3 Expansion tank for the
high-temperature cooling circuit
Bình mở rộng cho mạch làm mát
nhiệt độ cao
4 Connections for A/C service
station
Kết nối cho trạm dịch vụ A / C
5 Expansion tank for the
low-temperature cooling circuit
Bình mở rộng cho mạch làm mát
nhiệt độ thấp
6 Brake fluid expansion tank Bình chứa dầu phanh
7 High-voltage safety connector
Trang 22Chương 2: ĐỘNG CƠ B38 TOP
• Động cơ B38K15T0 được sử dụng lần đầu tiên trong I12 Động cơ xăng 3 lanh 170 mã lực / 231 mã lực này dựa trên cơ sở trước đó Động cơ B38 trong các
xi-xe khác của Tập đoàn BMW Nó được lắp đặt trong I12 dưới dạng động cơ đặt giữađược gắn ngang Chỉ có sự khác biệt và đặc biệt Các tính năng được đề cập trong tàiliệu tham khảo này Khối động cơ được mô tả trong tài liệu tham khảo đào tạo "B38/ B48 Engine"
Hình 2.4: I12 Động cơ B38 TOP.
Trang 231.1 Thông số thiết kế động cơ.
• Trong tài liệu kỹ thuật, chỉ định động cơ được sử dụng để đảm bảo nhậndạng đúng của động cơ Tuy nhiên, thường chỉ sử dụng một chỉ định ngắn Biểumẫu ngắn này được sử dụng để gán một động cơ cho một gia đình động cơ
Ký hiệu Giải thích
1 Nhà phát triển động cơ M, N, B
PSW
BMW GroupBMW M-sportBMW M-GmbH
Bought-in-engines
2 Loại động cơ 1
2345678
Động cơ 4 xy lanh (N18)Động cơ 4 xy lanh (N20)Động cơ 3 xy lanh (B38)Động cơ 4 xy lanh (N43)Động cơ 6 xy lanh (N55)Động cơ V8 (N63)Động cơ V12 (N74)
Động cơ V10 (S85)
3 Ý tưởng đổi mới động cơ 0
1 – 9
Động cơ bình thường
Đổi mới quá trình cháy
4 Phương pháp làm việc hoặc loại
nhiên liệu và vị trí có thể lắp đặt
ABCDHK
Động cơ xăng bố trí ngangĐộng cơ xăng bố trí dọcĐộng cơ diesel bố trí ngangĐộng cơ diesel bố trí dọcĐộng cơ lai
Động cơ xăng bố trí ngang
5 + 6 Dung tích xy lanh 1/10 lít 15 1.5l
Trang 247 Loại hiệu suất K
UMOT
Thấp nhấtThấpTrung BìnhCao
Dung tích xy lanh Cm3 1499
Khoảng chạy piston / Cỡ xy
170 (231)5800
Công suất mỗi lít KW/l 113.4
Mô men
Tại số vòng quay động cơ
NmRpm
320
3700
Tỷ số nén Ε 9.5:1
Số xú páp trên mỗi xy lanh 4
Loại xăng RON 91 – 100
Lượng khi thải CO2 g/km 49
Hộp điện tử điều khiển động cơ
(DME)
DME 17.2.3
Tiêu chuẩn hệ thống khí thải ULEV II
Trang 25Hình 2.5: I12 sơ đồ hiệu suất và công suất của động cơ B38K15T0 so với động cơ
B38A15M0.
Trang 262.3 Những thay đổi so với động cơ B38 trước.
2.3.1 Tính cơ học của động cơ.
• Các trục khuỷu đã được điều chỉnh phù hợp với vị trí lắp đặt phía trước củabơm nước làm mát cơ học Điều này là cần thiết cho các lý do không gian vì mô tơmáy phát khởi động điện áp cao và hệ thống khí nạp đòi hỏi nhiều không gian hơn
• Đường kính của vòng bi chính và vòng bi trục kết nối được tăng lên 50 mm
• Đầu xi lanh được sản xuất theo quy trình đúc trọng lực Do đó, đầu xi lanhcó mật độ cao hơn và độ ổn định cao hơn
• Đường kính trục của các xú páp xả được tăng lên 6 mm Điều này ngănngừa các rung động của xú páp xảy ra do sạc cao áp lực với van chồng lên nhau
• Vòng bi của trục truyền động trong vỏ của bơm làm mát cơ học được gia cố
do lực lớn hơn trong truyền động đai
• Máy nén điều hòa không khí trong dây đai dẫn động cũng không được lắpđặt Nó được thay thế bằng EKK tại mô tơ dẫn động
Trang 27• Dây đai dẫn động được mở rộng từ sáu đến tám xương
• Bộ giảm chấn được tích hợp với puly ngắt kết nối
2.3.4 Hệ thống nạp và xả.
• Bộ nạp khí không có bộ lọc đôi, bộ truyền động tùy theo tình huống Có thểđược chuyển đổi bằng Mạng kết nối cục bộ (LIN)
• Lần đầu tiên sử dụng van tiết lưu làm mát bằng nước
• Việc làm mát không khí nạp được thực hiện bằng cách sử dụng bộ làm mátkhông khí nạp, được tích hợp trong hệ thống khí nạp
• Vỏ tuabo tăng áp khí thải được tích hợp trong ống góp bằng thép
• Áp suất nạp lên tới 1,5 bar đạt được bằng tuabo với cánh dẫn thay đổi vị trí(VGT) biến đổi được điều chỉnh và được điều khiển bằng van thải điện
• Việc làm mát của turbo tăng áp được thực hiện thông qua ghế chịu lực
2.4 Dây đai dẫn động.
• Dây đai dẫn động của động cơ B38 TOP khác với động cơ B38 Thay vì máyphát điện, trong I12 cao mô tơ mát phát khởi động điện áp cao được sử dụng có thểcung cấp đủ năng lượng điện cho bình ắc quy điện áp cao để sạc Các nhiệm vụkhác của mô tơ máy phát khởi động điện áp cao bao gồm:
◦ Cung cấp điện cho hệ thống điện trên xe
◦ Khởi động động cơ đốt trong
◦ Tăng điểm tải của động cơ đốt trong
◦ Tăng công suất của động cơ đốt trong
• Không còn một động cơ khởi động thông thường trong I12
Trang 28• Dây đai dẫn động của I12 phải được điều chỉnh để tích hợp mô tơ mát phátkhởi động điện áp cao và tải được sửa đổi Bộ căng đai mới được sử dụng để có thểchuyển mô-men xoắn cực đại 50 Nm / 37 lb ft một cách an toàn theo dây đai dẫnđộng mà mô tơ máy phát khởi động tạo ra trong quá trình vận hành động cơ Do lựclớn hơn, ổ trục truyền lực của bơm nước làm mát cơ học được gia cố, dây đai truyềnđộng được mở rộng và bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối phù hợpvới các yêu cầu sửa đổi.
Hình 2.6: I12 Cấu tạo dây đai dẫn động.
Trang 291 Mechanical coolant pump Bơm nước làm mát.
2 Ribbed V-belt Đai V loại rãnh
3 Pendulum belt tensioner Bộ căng đai con lắc
4 High-voltage starter motor generator Mô tơ mát phát khởi động cao áp.5
Vibration damper with disconnected
• Các thành phần điện áp cao được đánh dấu bằng các nhãn cảnh báo sau:
Hình 2.7: Nhãn cảnh báo điện cao áp.
Trang 30• Thông tin thêm về cấu trúc và chức năng của mô tơ máy phát khởi động điện
áp cao có thể được tìm thấy trong hướng dẫn đào tạo "Linh kiện điện áp cao I12"
2.4.1 Bộ căng đai con lắc.
• Vỏ của bộ căng đai con lắc được gắn trực tiếp vào vỏ của mô tơ máy phátkhởi động điện áp cao sử dụng ba bu lông Lò xo tạo ra lực ép và truyền nó tới đaitruyền động thông qua hai puly căng đai Hai puly căng đai có thể quay về phíanhau và hướng tới vỏ thông qua ổ đỡ hướng tâm Nhờ thiết kế thông minh này, bộcăng đai con lắc luôn thích ứng với đai truyền động trên tải, đảm bảo đủ lực căngtrong dây đai dẫn động
Trang 31Hình 2.8: I12 Vị trí thiết lập bộ căng đai con lắc.
A Clamping force Lực giữ
B Neutral position Vị trí ban đầu
C Installation position Vị trí thiết lập
1 Tension spring Lò xo kéo
2 Housing Vỏ con lắc
3 Tensioning pulleys Pu-ly căng đai
4 Assembly bolt Bu lông lắp ráp
Trang 32• Trong bảo dưỡng, bộ căng đai con lắc có thể được nới lỏng bằng cờ lê đầu
mở và được giữ lại bằng bu lông lắp ráp Đây là vị trí lắp đặt trong đó bộ căng đaicon lắc được cung cấp
• Chú ý : Sau khi bộ căng đai con lắc được cố định tại vỏ và đai truyền động đãđược lắp đặt đúng cách, phải tháo bu-lông lắp ráp Cờ lê đầu mở thư giãn bộ căngđai con lắc theo hướng ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi bu lông lắp ráp có thểđược tháo ra
• Chức năng tăng công suất và khởi động: Động cơ BMW thường là động cơthẳng hàng Khi nhìn vào động cơ từ phía trước (phía đối diện của đầu ra), trụckhuỷu quay theo chiều kim đồng hồ Để khởi động động cơ đốt trong sau giai đoạnkhởi động - dừng hoặc trong quá trình chạy bằng điện, mô tơ máy phát khởi độngđiện áp cao phải xoay động cơ đốt trong Phần trên của đai truyền động được kéocăng và phần dưới được thư giãn Để ngăn chặn đai truyền động không bị trượt, bộcăng đai con lắc di chuyển giữ cho phần dưới chịu lực căng Nguyên lý hoạt độngcủa bộ căng đai con lắc trong suốt chức năng Boost giống hệt với nguyên tắc hoạtđộng được áp dụng trong quá trình khởi động
Trang 33Hình 2.9: I12 Truyền động đai ở chế độ khởi động mô tơ dẫn động điện áp cao.
1 Direction of force of the pendulum belt
tensioner
Hướng của lực căng đai con lắc
2
Direction of force when the high-voltage
starter motor generator powers the
combustion engine
Hướng của lực khi mô tơ dẫnđộng cao áp cung cấp nănglượng cho động cơ đốt
Trang 34• Chức năng phục hồi năng lượng: Khi năng lượng được phục hồi thông qua
mô tơ máy phát khởi động điện áp cao, nó sẽ rút năng lượng từ động cơ đốt trong.Động cơ đốt trong bây giờ cung cấp năng lượng cho mô tơ máy phát khởi động cao
áp Phần dưới của đai truyền động được kéo căng và phần trên được thư giãn Đểtránh dây đai bị trượt trong quá trình phục hồi năng lượng, bộ căng đai con lắc dichuyển giữ cho phần trên dưới sức căng
Hình 2.10: I12 Bộ căng đai trong chế độ sạc mô tơ dẫn động cao áp.
1 Direction of force of the pendulum belt
tensioner
Hướng của lực căng đai con lắc
2
Direction of force when the combustion
engine powers the high-voltage starter
Hướng của lực khi động cơ đốttrong cung cấp năng lượng cho
Trang 352.4.2 Bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối.
• Do thiết kế 3 xi-lanh, trong dây đai truyền động, các rung động xoắn củađộng cơ B38 Top phải được chống lại Vì lý do này bộ giảm chấn rung tích hợp vớipuly ngắt kết nối được sử dụng trong I12 Nguyên lý hoạt động của nó tương tự nhưcủa bánh đà khối kép
Hình 2.11: I12 Cấu tạo bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối.
1 Fixed pulley Puly cố dịnh
4 Belt pulley Puly dây đai
5 Bow spring (small diameter) Lò xo hình cung (Đường kính nhỏ)
6 Bow spring (large diameter) Lò xo hình cung (Đường kính lớn)
7 Connection hub Moay ơ kết nối
8 Ball bearing Bạc đạn bi
9 Connecting flange Kết nối mặt bích
11 Friction rings Vành ma sát
Trang 36• Tương tự như các mẫu xe BMW khác, bộ giảm chấn rung tích hợp với pulyngắt kết nối bao gồm ròng rọc cố định (1, khối lượng nhỏ) và bánh đà (3, khốilượng lớn) được kết nối bởi một bộ phận giảm xóc (2) và có thể xoay tự do ở mộtvài độ góc Ròng rọc cố định (1) được bắt vít vào mặt trước của trục khuỷu.
• Để tránh truyền các rung động xoắn từ động cơ hoặc trục khuỷu đến dây đaitruyền lực, puly dây đai (4) được sử dụng Cái này được định vị trên moay-ơ kết nốibằng cách sử dụng bạc đạn bi (8) và quay đối diện với trục khuỷu Hai lò xo hìnhcung (5, 6) với các đường kính khác nhau chống lại sự quay này ở bên trong củapuly dây đai (4) Chúng được hỗ trợ tại một mặt bích kết nối (9) và do đó giảm cácdao động phát sinh Không gian trong Puly dây đai nơi đặt lò xo cánh cung được lấpđầy bằng mỡ bôi trơn tăng tuổi thọ của lò xo cánh cung và giảm tiếng ồn củachúng Vòng ma sát (11) giữa bộ giảm chấn rung và puly dây đai niêm phong pulydây đai, do đó bảo vệ nội thất khỏi bị nhiễm bẩn
• Trong trường hợp dầu mỡ mới nổi, phải thay thế bộ giảm chấn rung tích hợpvới puly ngắt kết nối
2.5 Hệ thống nạp và hệ thống khí thải.
2.5.1 Hệ thống nạp.
• Hệ thống khí nạp trong I12 là một sự phát triển hoàn toàn mới Đặc điểm nổibật nhất là ống hút khí đôi Được chia thành một đường dẫn hiệu suất và một đườngdẫn âm thanh Một van tiết lưu nước làm mát cũng được sử dụng lần đầu tiên Một
bộ trao đổi nhiệt / bộ làm mát khí nạp trong ống nạp có nhiệm vụ làm mát khôngkhí nạp
Trang 37Hình 2.12: Cấu tạo hệ thống khí nạp.
1 Charge pressure sensor Cảm biến luu lượng khí nạp
2 Water-cooled throttle valve Van tiết lưu điều khiển nước làm mát
3 Charge-air temperature sensor Cảm biến nhiệt độ khí nạp
4 Intake manifold pressure sensor Cảm biến áp suất khí nạp
5 Charge air pipe Ống khí nạp
6 Actuator (foe electronically
controlled wastegate valve)
Bộ truyền động (dành cho diều khiển
điện từ van điều khiển áp suất nạp)
7 Tank ventilation connection Bình chứa lọc gió
8 Connection for blow-by pipe
(with engine ventilation heating)
Kết nối cho đường ống thổi (với hệ
thống sưởi thông gió động cơ)
9 Heat shield Lá chắn nhiệt
10 Hot-firm air mass meter Máy đo khối lượng không khí
11 Unfiltered-air pipe (acoustic Ống không khí không lọc (đường dẫn
Trang 3813 Unfiltered-air flap (with
unfiltered-air flap controller)
Nắp trước đường không khí thô
14 Intake silencer Bộ giảm âm
15 Exhaust turbocharger Turbo tăng áp
16 Indirect charge air cooler
(intercooler)
Bộ làm mát không khí nạp
17 Intake manifold Đường ống phân phối khí nạp
Trang 39• Cửa hút gió của đường dẫn hiệu suất (12) được đặt phía sau nắp vòm bánh xebên trái ở trục sau Ở cuối ống không khí thô là một nắp khí thô (13), cũng là đầuvào của bộ giảm thanh hút khí (14) Thông qua bộ điều khiển nắp khí thô, DME cóthể điều khiển nắp không khí thô (13) với sự trợ giúp của tín hiệu xung rộng hơn và
từ đó đóng đường dẫn hiệu suất (12) Điều này xảy ra giữa tốc độ động cơ 3000 và
4500 vòng / phút Nếu đường dẫn hiệu suất được đóng trong phạm vi tốc độ động
cơ này, đầu vào được thực hiện thông qua đường dẫn âm thanh (11) Biện pháp nàyngăn chặn tiếng ồn tần số cao, khó chịu
• Chú ý : Nếu tiếng ồn khó chịu xảy ra trong quá trình vận hành động cơ đốt,phải kiểm tra chức năng của Nắp không khí thô
• Để bảo vệ các thiết bị điện tử của van tiết lưu (2) chống lại sự phá hủy donhiệt, nó được làm mát bằng nước Điều này là cần thiết trong I12 như van tiết lưuđược đặt ở đầu vào của bộ làm mát khí nạp (16) Do nhiệt độ hoạt động cao, cảmbiến áp suất tăng (1) được gắn tại hệ thống khí nạp Nó được kết nối với van tiết lưuthông qua một ống Van tiết lưu làm mát bằng nước được lắp đặt trong mạch làmmát nhiệt độ thấp và được đặt trong một đường dẫn song song với mô tơ máy phátkhởi động điện áp cao
Trang 40Hình 2.13: I12 Van tiết lưu điều khiển nước làm mát.
1 Coolant feed line Đường nước làm mát tới
2 Coolant return line Đường nước làm mát hồi về
• Việc làm mát không khí sạc được điều chỉnh phù hợp với vị trí lắp đặt động
cơ trong I12 Bộ làm mát không khí sạc không được đặt tại phía trước trong mô-đunlàm mát, nhưng trực tiếp trong hệ thống khí nạp Đó là làm mát không khí tích điệngián tiếp Nhiệt từ không khí tích điện không được phát ra trực tiếp ra khu vực xungquanh thông qua bộ trao đổi nhiệt không khí, mà là chất làm mát Chất làm mát hấpthụ năng lượng nhiệt và giải phóng nó một lần nữa trong mô-đun làm mát Với hệthống này, khoảng cách của đường khí nạp có thể rất ngắn, theo đó tối thiểu tổn thất
áp suất xảy ra và hiệu suất sạc tải tuyệt vời đạt được Hệ thống khí nạp bằng nhựađược đặt ở phía đầu vào của động cơ đốt Van thông hơi bể chứa và cảm biến ápsuất đường ống nạp được đặt trên hệ thống khí nạp