一、改进型 N63 发动机
1. 冷却系统
E72 的 N63 发动机也采用两个彼此独立的冷却循环回路。其中一个用于发动机冷却,另一个用于增压空气冷却。车辆还有第三个用于高电压蓄电池的冷却循环回路,由于它并不属于发动机部分,因此具体介绍参见相关章节。
(1)发动机冷却系统 ( 如图 3 所示 )
用于发动机冷却的冷却循环回路也为废气涡轮增压器轴承座提供冷却液。功率 20W 的电动辅助冷却液泵为机械主冷却泵提供支持并确保在发动机关闭后仍对废气涡轮增压器进行冷却。
相对于人们所熟悉的 N63 发动机(应用于 E71 和 F01/F02)而言,发动机冷却循环回路的设计有所不同。电动辅助冷却液泵在发动机冷却循环回路中的安装位置确保在内燃机静止的情况下冷却液可以经过变速器油冷却液热交换器。这样可以确保在纯电动行驶期间对变速器和两个电动机进行冷却。与使用 N63 发动机的其他车型一样,该泵在内燃机关闭后仍会继续运行,以便排出废气涡轮增压器的余热。根据具体情况这一过程可能需要 15~20min。
(2)增压空气冷却系统
E71 的 N63 发动机首次实现了间接增压空气冷却(如图 4 所示),即通过一个独立低温冷却循环回路内的冷却液将增压空气的热量释放到环境中去。该冷却循环回路在 E71 上仅负责执行该项任务,而在 F01/F02 上它还要对发动机控制单元进行冷却。
在 E72 上,冷却液不对发动机控制单元进行冷却,而是对两个附加控制单元、供电电控箱(PEB)和辅助电源模块(APM)进行冷却。因此对低温冷却循环回路进行了相应改进。
(3)电动冷却液泵
由于必须对额外组件进行冷却且因此会造成压力损失,安装了第二个 50W 的电动冷却液泵。仅靠一个50W 泵是无法保持所需体积流量的。第二个泵与第一个泵串联连接。
附加 20W 冷却液泵:
另一个功率 20W 的电动冷却液泵用于补偿 APM 与 PEB 间的压力损失。冷却液平行经过 APM 和 PEB。PEB 控制的电功率远远高于 APM。因此 PEB 的冷却需求也明显较高。因此 PEB 内必须拥有更多冷却面积,而这样又会导致流动阻力和压力损失较高。如果不采取特殊措施,冷却液将主要经过流动阻力较低的 APM。APM 内的一个节流阀起到部分但不是完全的补偿作用。其余部分由附加20W 冷却液泵负责。
短路回路:
20W 冷却液泵的另一项任务是形成一个较小的“短路回路”。车外温度较低时可关闭两个 50W 泵,因为不需要冷却功率。PEB 后有一个温度传感器,用于进行这项调节。当然也会读取 PEB 内温度传感器的数据。
电器连接:
两个 50W 电动冷却液泵通过LIN 总线连接在数字式发动机电子系统上,而车内所有的 20W 泵则通过一个脉冲宽度调制信号控制。
继续运行:
为了在关闭发动机后仍能够排放出PEB和APM的热量,现在针对低温冷却循环回路也提供继续运行功能。为此所有三个冷却液泵都继续运行。
温度情况:
PEB 后温度传感器上的低温冷却循环回路调节温度为 65℃。自 70℃起开始降低 PEB 内和 APM 上的控制功率,从而减少发热量。