Tài liệu Tiểu luận Cơ khí động lực Tìm hiểu công nghệ Hybrid trên xe BMW I8

Do sự tương tác thông minh của các hệ thống dẫn động, I12 có xe hiệu suất của một chiếc xe thể thao với hiệu quả của một chiếc xe nhỏ gọn... - Hình thái lai trục Axel hybrid này l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

LỜI 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

-

tai lieu, document3 of 66

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 được 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 BMW

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

tai lieu, document5 of 66

MỤC 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

2.5 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

2.10 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

3.6 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 76

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

6.3.3 Chế độ SPORT 95

6.3.4 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

tai lieu, document7 of 66

DANH 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

Hình 2.16: I12 Cấu tạo thùng xăng 32

Hình 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

tai lieu, document9 of 66

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

- 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

Hình 6.12: I12 Chức năng tăng BOOST 101

Hình 6.13: Phục hồi năng lượng I12 104

Hình 6.14: I12 Đồ thị chiến thuật phục hồi năng lượng 106

Hình 6.15: I12 Duy trì trạng thái sạc của bình ắc quy cao áp 107

Hình 6.16: I12 Ví dụ về chiến lược lái xe và phục hồi năng lượng bằng hướng dẫn lộ trình hoạt động 109

Chương 1: GIỚI THIỆU

- 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 thống dẫn động có hiệu suất cao trong một chiếc xe Một động cơ xăng 3 xi-lanh hiệu suất cao với hộp số tự động 6 cấp cung cấp truyền lực ở trục sau Một động cơ điện kết hợp với hộp số sàn 2 cấp cung cấp truyền lực ở trục trước Do sự tương tác thông minh của các hệ thống dẫn động, I12 có xe hiệu suất của một chiếc xe thể thao với hiệu quả của một chiếc xe nhỏ gọn

Quãng đường động cơ điện đi

được

Km/ miles Có thể lên đến 37km/ 23miles

tai lieu, document11 of 66

1.2 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 có các thành phần bổ sung Sự phối hợp của mô-men xoắn phía trước và phía sau cho phép hệ thống truyền lực hiệu quả, có thể được điều chỉnh riêng cho mọi tình huống lái xe

Hình 1.1: I12 Sơ đồ bố trí thực tế Axel Hybrid trên xe BMW I8

2 Electrical machine electronics

(EME)

Động cơ điện điện tử

4 Output shaft, right front axle Trục đầu ra, trục trước bên phải

6 Output shaft, right rear axle Trục đầu ra, trục trước sau bên phải

- Các hình thái lai trục (Axel Hybrid) đại diện cho một sự phát triển hơn nữa của các hệ thống hybrid BMW hiện có

Hình 1.2: I12 Các kiểu bố trí động cơ lai

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

tai lieu, document13 of 66

- Không giống như các hệ thống hybrid khác, với trục lai (D), các trục tương ứng của các phương tiện được điều khiển độc lập với nhau Kết nối duy nhất giữa hai trục là mặt đường Do đó, có thể lái xe với việc sử dụng cả hai hệ thống lái cùng một lúc hoặc cá nhân tùy thuộc vào tình huống Với công suất đủ của bình ắc quy điện áp cao, khoảng cách lớn hơn có thể được bao phủ, không có khí thải và lặng lẽ sử dụng hệ thống truyền động bằng điện động cơ đốt trong cũng cho phép phạm vi lớn hơn

và phong cách lái thể thao với mức tiêu thụ nhiên liệu thấp (đặc biệt là kết hợp với truyền động bằng điện) Sự lắp đặt hai mô tơ điện cho phép mức độ linh hoạt 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

- Lần đầu tiên kể từ năm 1978, một cấu hình động cơ giữa được sử dụng lại trong một chiếc BMW Trong BMW M1 (E26) công suất 204 mã lực / Động cơ xăng

6 xi-lanh 273 mã lực (M88 / 1) đã được sử dụng Động cơ này chỉ được sản xuất số

lượng nhỏ

- Động cơ giữa mô tả vị trí lắp đặt của động cơ đốt trong Động cơ đốt trong luôn nằm giữa các trục của xe Động cơ với hộp số sàn ở phía trước trục sau (dẫn động) 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 170 mã 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:

+ Tốc độ vào cua có thể cao hơn: Động cơ giữa cho phép phân bổ trọng lượng xấp xỉ cho trục trước và sau, cũng như khối lượng động cơ tập trung gần trọng tâm của xe Điều này dẫn đến khả năng lái trung tính, cho phép tốc độ vào cua cao

+ Hệ thống lái tự phát nhiều hơn trong khi vào cua: Khối lượng động cơ tập trung gần trọng tâm của xe mang lại mô-men xoắn quán tính thấp quanh trục xe thẳng đứng Chiếc xe vì thế nhanh nhẹn và cơ động hơn

+ Tăng cường an toàn thụ động: Không gian rộng hơn ở khu vực phía trước và phía sau cho phép thiết kế tốt hơn các khu vực nhàu nát và bảo vệ người đi

bộ

+ Tăng khả năng thiết kế của phần phía trước: Lợi thế khí động học có thể 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 trong I12 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 thế bugi hoặc bộ phận lọc khí từ vị trí này Phần tử lọc dầu cho dầu động cơ có thể truy cập từ bên dưới Tất cả các giao diện liên quan đến dịch vụ khác có thể được tiếp cận như bình thường thông qua động cơ phía trước nắp khoang

Hình 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)

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

tai lieu, document15 of 66

7 High-voltage safety connector

Chương 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 xe khác của Tập đoàn BMW Nó được lắp đặt trong I12 dưới dạng động cơ đặt giữa được gắn ngang Chỉ có sự khác biệt và đặc biệt Các tính năng được đề cập trong tài liệu tham khảo này Khối động cơ được mô tả trong tài liệu tham khảo đào tạo "B38 / B48 Engine"

xi-Hình 2.1: I12 Động cơ B38 TOP

tai lieu, document17 of 66

2.1 Thông số thiết kế động cơ

- Trong tài liệu kỹ thuật, chỉ định động cơ được sử dụng để đảm bảo nhận dạng đúng của động cơ Tuy nhiên, thường chỉ sử dụng một chỉ định ngắn Biểu mẫu ngắn này được sử dụng để gán một động cơ cho một gia đình động cơ

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

Động cơ xăng bố trí ngang

Cao nhất

8 Thiết kế lại cho đúng kiểm duyệt 0

320

3700

Hộp điện tử điều khiển động cơ

(DME)

DME 17.2.3

tai lieu, document19 of 66

Hình 2.2: I12 sơ đồ hiệu suất và công suất của động cơ B38K15T0 so với động cơ

B38A15M0

2.3 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 của bơm nước làm mát cơ học Điều này là cần thiết cho các lý do không gian vì mô tơ máy 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 lanh

có 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 ngăn ngừa 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 lắp đặt Nó được thay thế bằng EKK tại mô tơ dẫn động

- Bộ căng đai mới được phát triển

- 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 thể được chuyển đổi bằng Mạng kết nối cục bộ (LIN)

- Lần đầu tiên sử dụng van tiết lưu làm mát bằng nước

tai lieu, document21 of 66

- Việc làm mát không khí nạp được thực hiện bằng cách sử dụng bộ làm mát không 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

- Dây đai dẫn động của động cơ B38 TOP khác với động cơ B38 Thay vì máy phát điện, trong I12 cao mô tơ mát phát khởi động điện áp cao được sử dụng có thể cung cấp đủ năng lượng điện cho bình ắc quy điện áp cao để sạc Các nhiệm vụ khác 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

- Dây đai dẫn động của I12 phải được điều chỉnh để tích hợp mô tơ mát phát khởi động điện áp cao và tải được sửa đổi Bộ căng đai mới được sử dụng để có thể chuyển mô-men xoắn cực đại 50 Nm / 37 lb ft một cách an toàn theo dây đai dẫn động mà mô tơ máy phát khởi động tạo ra trong quá trình vận hành động cơ Do lực lớn hơn, ổ trục truyền lực của bơm nước làm mát cơ học được gia cố, dây đai truyền động được mở rộng và bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối phù hợp với các yêu cầu sửa đổi

Hình 2.3: I12 Cấu tạo dây đai dẫn động

4 High-voltage starter motor generator Mô tơ mát phát khởi động cao áp

5 Vibration damper with disconnected

- Chú ý: Mô tơ máy phát khởi động điện áp cao là một thành phần điện áp cao Công việc trên mô tơ máy phát khởi động điện áp cao chỉ có thể được thực hiện bởi nhân viên bảo dưỡng đã tham dự khóa huấn luyện xe hoàn chỉnh ST1408 I12 với các chứng nhận liên quan

- Các thành phần điện áp cao được đánh dấu bằng các nhãn cảnh báo sau:

Hình 2.4: Nhãn cảnh báo điện cao áp

- 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 phát khởi động điện áp cao sử dụng ba bu lông Lò xo tạo ra lực ép và truyền nó tới đai truyền động thông qua hai puly căng đai Hai puly căng đai có thể quay về phía nhau và hướng tới vỏ thông qua ổ đỡ hướng tâm Nhờ thiết kế thông minh này, bộ căng đai con lắc luôn thích ứng với đai truyền động trên tải, đảm bảo đủ lực căng trong dây đai dẫn động

Hình 2.5: I12 Vị trí thiết lập bộ căng đai con lắc

tai lieu, document25 of 66

- 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 đai con lắc được cung cấp

- Chú ý: Sau khi bộ căng đai con lắc được cố định tại vỏ và đai truyền động đã được lắp đặt đúng cách, phải tháo bu-lông lắp ráp Cờ lê đầu mở thư giãn bộ căng đai con lắc theo hướng ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi bu lông lắp ráp có thể được tháo ra

- Chức năng tăng công suất và khởi động: Động cơ BMW thường là động cơ thẳng hàng Khi nhìn vào động cơ từ phía trước (phía đối diện của đầu ra), trục khuỷu quay theo chiều kim đồng hồ Để khởi động động cơ đốt trong sau giai đoạn khởi động - dừng hoặc trong quá trình chạy bằng điện, mô tơ máy phát khởi động điện áp cao phải xoay động cơ đốt trong Phần trên của đai truyền động được kéo căng và phần dưới được thư giãn Để ngăn chặn đai truyền động không bị trượt, bộ căng đai con lắc di chuyển giữ cho phần dưới chịu lực căng Nguyên lý hoạt động của bộ căng đai con lắc trong suốt chức năng Boost giống hệt với nguyên tắc hoạt động được áp dụng trong quá trình khởi động

C Installation position Vị trí thiết lập

Hình 2.6: I12 Truyền động đai ở chế độ khởi động mô tơ dẫn động điện áp cao

1 Direction of force of the pendulum belt

Hướng của lực khi mô tơ dẫn động cao áp cung cấp năng lượng cho động cơ đốt

tai lieu, document27 of 66

- 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 Để tránh dây đai bị trượt trong quá trình phục hồi năng lượng, bộ căng đai con lắc di chuyển giữ cho phần trên dưới sức căng

Hình 2.7: I12 Bộ căng đai trong chế độ sạc mô tơ dẫn động cao áp

1 Direction of force of the pendulum belt

Hướng của lực khi động cơ đốt trong cung cấp năng lượng cho

mô tơ cao áp

2.4.2 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 của động

cơ B38 Top phải được chống lại Vì lý do này bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối được sử dụng trong I12 Nguyên lý hoạt động của nó tương tự như của bánh đà khối kép

Hình 2.8: I12 Cấu tạo bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối

2 Damping element (made from

elastomer)

Bộ phận giảm chấn (được làm từ chất đàn hồi)

5 Bow spring (small diameter) Lò xo hình cung (Đường kính nhỏ)

6 Bow spring (large diameter) Lò xo hình cung (Đường kính lớn)

tai lieu, document29 of 66

- Tương tự như các mẫu xe BMW khác, bộ giảm chấn rung tích hợp với puly ngắt kết nối bao gồm ròng rọc cố định (1, khối lượng nhỏ) và bánh đà (3, khối lượng lớn) được kết nối bởi một bộ phận giảm xóc (2) và có thể xoay tự do ở một vài 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 đai truyền lực, puly dây đai (4) được sử dụng Cái này được định vị trên moay-ơ kết nối bằng cách sử dụng bạc đạn bi (8) và quay đối diện với trục khuỷu Hai lò xo hình cung (5, 6) với các đường kính khác nhau chống lại sự quay này ở bên trong của puly dây đai (4) Chúng được hỗ trợ tại một mặt bích kết nối (9) và do đó giảm các dao động phát sinh Không gian trong Puly dây đai nơi đặt lò xo cánh cung được lấp đầy bằng mỡ bôi trơn tăng tuổi thọ của lò xo cánh cung và giảm tiếng ồn của chúng Vòng ma sát (11) giữa bộ giảm chấn rung và puly dây đai niêm phong puly dây 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 hợp với puly ngắt kết nối

2.5.1 Hệ thống nạp

- Hệ thống khí nạp trong I12 là một sự phát triển hoàn toàn mới Đặc điểm nổi bật nhất là ống hút khí đôi Được chia thành một đường dẫn hiệu suất và một đường dẫn 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 không khí nạp

Hình 2.9: Cấu tạo hệ thống 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

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

(with engine ventilation heating)

Kết nối cho đường ống thổi (với hệ thống sưởi thông gió động cơ)

tai lieu, document31 of 66

10 Hot-firm air mass meter Máy đo khối lượng không khí

11 Unfiltered-air pipe (acoustic

unfiltered-air flap controller)

Nắp trước đường không khí thô

(intercooler)

Bộ làm mát không khí nạp

- Cửa hút gió của đường dẫn hiệu suất (12) được đặt phía sau nắp vòm bánh xe bên trái ở trục sau Ở cuối ống không khí thô là một nắp khí thô (13), cũng là đầu vào của bộ giảm thanh hút khí (14) Thông qua bộ điều khiển nắp khí thô, DME có thể 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 này ngăn 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 do nhiệt, nó được làm mát bằng nước Điều này là cần thiết trong I12 như van tiết lưu được đặt ở đầu vào của bộ làm mát khí nạp (16) Do nhiệt độ hoạt động cao, cảm biến

áp suất tăng (1) được gắn tại hệ thống khí nạp Nó được kết nối với van tiết lưu thông qua một ống Van tiết lưu làm mát bằng nước được lắp đặt trong mạch làm mát nhiệt

độ thấp và được đặt trong một đường dẫn song song với mô tơ máy phát khởi động điện áp cao

Hình 2.10: I12 Van tiết lưu điều khiển nước làm mát

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-đun làm mát, nhưng trực tiếp trong hệ thống khí nạp Đó là làm mát không khí tích điện gián tiếp Nhiệt từ không khí tích điện không được phát ra trực tiếp ra khu vực xung quanh thông qua bộ trao đổi nhiệt không khí, mà là chất làm mát Chất làm mát hấp thụ năng lượng nhiệt và giải phóng nó một lần nữa trong mô-đun làm mát Với hệ thống 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 nhựa được đặt ở phía đầu vào của động cơ đốt Van thông hơi bể chứa và cảm biến áp suất đường ống nạp được đặt trên hệ thống khí nạp

tai lieu, document33 of 66

Hình 2.11: I12 Hệ thống nạp với bộ làm mát dòng khí nạp

1 Coolant return connection Cổng kết nối đường nước làm mát hồi về

2 Connections for tank ventilation

lines

Cổng kết nối đến Bình chứa lọc gió

3 Air-coolant heat exchanger Bộ làm mát không khí nạp

4 Holder for tank vent valve Giá đỡ cho van bình chứa lọc gió

5 Connection for intake-manifold

2.5.2 Hệ thống khí thải

Hình 2.12: I12 Hệ thống khí thải

catalytic

catalytic

controlled wastegate valve)

Bộ truyền động (đối với van điều khiển

áp suất điện tử)

9 Exhaust flap (with exhaust flap

- Do nhiệt độ khí thải cao, ống xả (không giống như trong động cơ B38 trước đây) được làm từ thép và được làm mát bằng chất làm mát thông qua ghế chịu lực Ống xả cũng là turbo tăng áp Bộ tăng áp trong I12 có thiết kế thông thường ( không

có hình dạng cánh tuabo thay đổi, không cuộn đôi) Áp suất nạp (boost) được điều khiển thông qua một chất thải được điều khiển điện tử

- Động cơ B38 Top có bộ chuyển đổi xúc tác với hai khối gốm nguyên khối Bộ xử lý catalytic được bố trí gần động cơ phía sau turbo tăng áp Ống xả ngắn này đảm bảo nhiệt độ hoạt động của bộ xử lý catalytic nhanh chóng đạt được Động cơ đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt ULEV 2 Các tiêu chuẩn khí thải quen thuộc của Bosch được sử dụng:

+ Pre oxygen sensor: LSU ADV + Post oxygen sensor: LSF 4.2

- Cảm biến oxy 1 được đặt phía trước bộ xử lý catalytic, càng gần càng tốt với đầu ra của turbo Cảm biến oxy 2 được đặt giữa gốm nguyên khối thứ nhất và thứ hai

- Để bảo vệ hệ thống xử lý khí thải khỏi nhiệt độ quá cao, các yếu tố cách nhiệt được gắn vào các khu vực tương ứng tại hệ thống ống xả

- Có một nắp xả ở một trong hai ống xả không nhìn thấy được từ bên ngoài Nắp

xả này được điều khiển bởi DME và được đóng ở vị trí không tải, ở mức tải thấp và

ở chế độ dừng / tràn Do đó, mức độ tiếng ồn của động cơ đốt trong được giảm Ở mức tải cao, nắp xả được mở ra, nhờ đó áp suất ngược của khí thải giảm và hiệu suất của động cơ là tăng lên Nắp xả có thể được thay thế riêng biệt với bộ giảm thanh phía sau

2.6.1 Bộ phận các phun nhiên liệu

- Tổng quan sau đây cho thấy sự chuẩn bị nhiên liệu của động cơ B38 Top trong I12 Bơm cao áp được cung cấp bởi nguồn cung cấp trục cam xả Do đó, đường ống cao áp với kim phun nhiên liệu được gắn trực tiếp với nhiên liệu Đường áp suất cao giữa đường ống cao áp và kim phun nhiên liệu có thể là đã xóa Nhiên liệu đi vào buồng đốt xi lanh trực tiếp thông qua kim phun nhiên liệu được kích hoạt bằng điện

ở mức tối đa 200 bar Việc kích hoạt kim phun nhiên liệu và đánh giá cảm biến áp suất đường ống cao áp được DME thực hiện Nhìn chung, điều này dẫn đến một thiết kế nhỏ gọn hơn của hệ thống chuẩn bị nhiên liệu với ít điểm kết nối hơn

Hình 2.13: I12 Cấu tạo các bộ phận phun nhiên liệu

tai lieu, document37 of 66

1 Rail pressure sensor Cảm biến áp suất ống cao áp

- Chú ý: Hoạt động trên hệ thống nhiên liệu chỉ được phép sau khi động cơ đốt trong nguội đi Nhiệt độ nước làm mát không được vượt quá 40 ° C / 104 ° F Điều này phải được quan sát mọi lúc, nếu không có nguy cơ nhiên liệu bị phun do áp suất

dư trong nhiên liệu hệ thống

+ Khi làm việc trên hệ thống nhiên liệu, điều cần thiết là phải tuân thủ các điều kiện sạch sẽ tuyệt đối và quan sát các trình tự công việc được mô tả trong hướng dẫn bảo dưỡng Ngay cả những ô nhiễm và hư hỏng nhẹ nhất đối với các kết nối vít của đường nhiên liệu cũng có thể gây rò rỉ

2.6.2 Các bộ phận cung cấp nhiên liệu

- I12 được trang bị bình nhiên liệu điều áp được làm từ thép không gỉ để cung cấp cho động cơ đốt trong Kết quả là trong quá trình lái xe hoàn toàn bằng điện nó được đảm bảo rằng khói xăng vẫn còn trong bình nhiên liệu điều áp Chỉ với hoạt động của động cơ đốt trong là không khí trong lành trong ống đựng carbon để thanh lọc và khói xăng được dẫn đến buồng đốt thông qua hệ thống khí nạp khác biệt Bình xăng có thể tích là 42 lít / 11,1 gallon

Hình 2.14: Vị trí lắp đặt các bộ phận cung cấp nhiên liệu

5 Fuel tank isolation valve Van cách ly bình nhiên liệu

6 Cable for emergency release of the

fuel filler flap

Cáp để cung cấp điện khẩn cấp của nắp đổ nhiên liệu

10 Fuel tank non-return valve Van 1 chiều của thùng chứa nhiên liệu

11 Digital Engine Electronics (DME) Hộp điều khiển điện tử động cơ

12 Pressurized fuel tank Bộ phận điều áp thùng chứa nhiên liệu

tai lieu, document39 of 66

13 Switch for unlocking the fuel filler

flap

Công tắc mở khóa nắp đổ nhiên liệu

electronic control unit (TFE)

Bộ điều khiển điện tử áp suất nhiên liệu cho động cơ lai (TFE)

Hình 2.15: I12 Tổng quan hệ thống nhiên liệu

1 Digital Engine Electronics (DME) Hộp điều khiển điện tử động cơ