二、机油供给系统
N20发动机的机油供给系统与N55发动机非常相似。只存在一些结构调整和细节变化。但是,由于该系统比较复杂,在此还是要再次进行深入讨论。
N20发动机的机油供给系统具有以下特点:
·特性曲线控制式机油泵
·新型往复式滑阀机油泵
·新型VANOS中央阀
·平衡轴和机油泵传动链条张紧器
·粗滤机油冷却系统
·新型组合式机油压力和机油温度传感器。
(一)概览
图29展示了机油供给系统概况和液压回路图以及发动机内机油通道实际布置情况。
N20发动机左后机油通道如图30所示。N20发动机右前机油通道如图31所示。N20发动机汽缸盖内的机油通道如图32所示。N20发动机机油回流通道如图33所示。
(二)机油泵和压力调节
N20发动机也采用体积流量可变式滑阀机油泵。虽然该机油泵形状发生变化,但其功能与N63或N55发动机相同。虽然这两款发动机使用相似机油泵,但其调节方式有所不同。N63发动机的机油泵采用体积流量调节方式,而N55发动机与N20发动机的机油泵采用特性曲线调节方式。
1.机油泵
机油泵连接在平衡轴箱上。机油泵位于发动机飞轮侧,但在发动机正面通过一个链条由曲轴驱动,如图34所示。为此链轮通过一根轴将力矩传输给机油泵。这根轴同时还用作第一平衡轴,旋转方向与曲轴相同。在此通过一个齿轮将来自平衡轴的转速降低到可供机油泵使用。
如上文所述,滑阀机油泵的功能并未改变。主要区别在于在调节过程中滑阀不再围绕一个轴线旋转,而是平行移动。机油泵内部结构如图35所示。
与所有新一代滑阀机油泵一样,机油直接作用于滑阀。机油压力越大,滑阀克服弹簧力向泵中心方向移动的就越多,从而减小输送体积流量。这样可以减小泵的输送功率并限制系统内的压力。通过这种方式可以实现纯液压/机械体积流量调节,在此过程中可调节足够的工作压力。该压力由机油泵内作用于滑阀的主弹簧硬度决定。此外,N20发动机还采用已在N55发动机上应用的特性曲线调节阀,数字式发动机电子系统通过该调节阀以电动控制方式控制泵的输送功率。机油泵无法单独更换。必须将包括平衡轴在内的整个单元一起更换。
2.调节
调节所有泵(也包括机油供给系统的泵)的输送功率非常重要,特别是结合宝马高效动力战略而言。通常人们都希望设计出尽可能小的泵驱动功率,从而保持较低的发动机损耗。而另一方面,泵的设计又必须满足在所有可能情况下提供充足介质体积流量和压力的要求。因此,传统不可变泵需要根据第二项要求采用足够大的设计,以满足充足输送量的要求。但是,这意味着泵有可能会在大部分运行时间内输送过多介质,从而消耗过多的传动系统能量。因此越来越多的泵采用可变设计且调节方式越来越简化。就机油供给系统而言,在传统泵之后的体积流量调节方式基础上又增加了特性曲线调节方式。
(1)体积流量调节
体积流量可变式机油泵的核心部分是滑阀。滑阀可沿泵的轴线移动。N20发动机机油泵(左侧为最大输送功率,右侧为最新输送功率)如图36所示。处于输送设置时,滑阀位于偏离泵轴线中心的位置。通过这种方式可使抽吸侧体积流量显著增加并使压力侧体积流量显著减小。这样可以提高泵功率。滑阀朝泵轴线方向移动时,体积流量变化减小直至几乎不再产生任何体积流量变化。泵功率也会随之减小,直至最后调节至最小输送功率。滑阀位置取决于调节油室内的机油压力。该压力可使滑阀克服弹簧力移动。如果该压力较小,滑阀就会偏离中心且输送功率较高。如果该压力较大,滑阀就会逐渐压向中心且输送功率降低。
进行纯粹的体积流量调节时;调节油室内的压力与主机油通道内的压力相同。通过这种方式可在不受所需体积流量的影响下保持压力相对均衡。造成机油回路内所需体积流量存在巨大差异的一个原因在于可变凸轮轴控制装置VANOS。在VANOS调节单元内,机油不仅用于润滑而且还用作液压油。因此,进行调节时需要大量机油,从而造成系统内的压力下降。压力下降时,机油泵内的滑阀就会朝更高输送功率方向移动。因此,可提供更高体积流量并补偿压力下降。
如上文所述,机油系统内的调节压力取决于克服调节油室内压力的弹簧力。弹簧较软时,更容易通过较小压力使滑阀朝中心方向移动。弹簧较硬时则需要更大压力来降低泵的供给量。因此选择机油系统内存在压力时可压回的弹簧。特性曲线调节方式是对体积流量调节方式的进一步简化。
(2)特性曲线调节
通过特性曲线调节方式可对调节油室内的压力产生影响。特性曲线调节方式新增了两个附加阀门:一个是电磁阀即特性曲线调节阀,如图37所示;另一个是作为基本模式运行的纯液压阀,因此又称为紧急阀或二级调节阀SLR。特性曲线调节阀安装在发动机左侧底板内,可使机油压力从主机油通道输送至机油泵内的调节油室。
特性曲线调节阀可通过无级方式减小在调节油室内产生影响的机油压力。减小的压力越多,机油泵输送的体积流量就越大。但是这对于节约能量而言并未产生任何积极作用。因此机油泵内作用于滑阀的主弹簧要比纯体积流量调节式系统所用弹簧更软。也就是说更容易使滑阀朝中心位置移动,从而在调节油室内压力较小的情况下,机油泵实现最小输送功率。这样可使机油系统内的压力比较小,从而减少机油泵驱动能量。现在可以根据需要通过特性曲线调节阀减小调节油室内的压力,从而提高输送功率。特性曲线调节第二级通过一个安装在机油泵壳体内的液压阀来实现。该液压阀称为紧急阀。N20发动机带有液压紧急阀的机油泵如图38所示。N20发动机紧急阀如图39所示。它是3/2通阀,能够控制机油泵调节油室内的主机油压力。为此,主机油通道内的机油克服弹簧力压回活塞,直至最后连接机油泵的通道开通。来自特性曲线调节阀的机油压力对活塞另一侧施加作用。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 下一页