Tiểu luận cơ khí động lực tìm hiểu công nghệ hybrid trên xe BMW i8

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ HYBRID TRÊN
XE BMW I8
GVHD: TS. HUỲNH QUỐC VIỆT
SVTH:
1. Nguyễn Hồng Đình Bảo
Mã lớp học: 18845SP2

18845043

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 5, Năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ HYBRID TRÊN
XE BMW I8
GVHD: TS. HUỲNH QUỐC VIỆT
SVTH:
1. Nguyễn Hồng Đình Bảo

Mã lớp học: 18845SP2

18845043

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 5, Năm 2020


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, ln 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 Hồng Đình Bảo
-


TĨM 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 tồn thế giới. Ơ tơ 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 thơng 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, địi hỏi ngành cơng nghệ ơ tơ
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 mơi trường
bên ngồi, ngồi 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 CƠNG 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.


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................1
TĨM 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

2.9

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

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:

MƠ TƠ DẪN ĐỘNG.........................................................................70

4.1

Giới thiệu......................................................................................................70

4.2

Mơ 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

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



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 mơ 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 dịng 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 Cơng 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 Mơ tơ dẫn động................................................................................70
Hình 4.2: I12 Mơ tơ dẫn động................................................................................71
Hình 4.3: Đồ thị cơng suất và mơ men xoắn của mơ 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 Cơng tắc chuyển chế độ chay...........................................................90
Hình 6.3: I12 Ví dụ về chiến lược vận hành ở chế độ COMFORT, lái xe trong mơi
trường đơ 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 hịa khơng 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 mơ 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
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 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.
Đơn vị
Công suất tổng
KW/ HP
Mô men xoắn tổng

Nm/ lb-ft
Thời gian tăng tốc từ 0 – 60 s

274/ 368
619/ 457
4.2

[mph]
Tốc độ tối da
Trọng lượng xe
Cw
Mức tiêu hao nhiên liệu
Quãng đường động cơ điện đi

250/ 155
1567/ 3455
0.26
2.1
Có thể lên đến 37km/ 23miles

Km/h / mph
Kg/ lbs
l/ 100km
Km/ miles

I12

được

1

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.
1
2

Electrical machine.
Mô tơ dẫn động.
Electrical machine electronics Động cơ điện điện tử.

3
4
5
6
7

(EME).
2-speed manual gearbox.
Output shaft, right front axle.
Combustion engine.

Output shaft, right rear axle.
Automotic transmission.

Hộp số 2 cấp.
Trục đầu ra, trục trước bên phải.
Động cơ đốt trong.
Trục đầu ra, trục trước sau bên phải.
Hộp số tự động.

2


• 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.
A
B
C
D
1
2
3

Serial hybrid.
Parallel hybrid.
Power-split hybrid.
Axle hybrid.
High-voltage battery.
Power electronics.

Range Extender Electrical Machine or

Bố trí nối tiêp.
Bố trí song song.
Bố trí hỗn hợp.
Bố trí theo trục.
Bình ắc quy cao áp.
Mơ tơ dẫn động.
Máy mở rộng phạm vi hoặc mô tơ

4
5
6
7
8

high-voltage starter motor generator.
Electrical machine.
Combustion engine.
Transmission.
Fuel tank.
Charging socket
.

máy phát khởi động điện áp cao.
Mơ tơ mát phát.
Động cơ đốt trong.
Hộp số.
Bình xăng.
Cáp sạc.

3


• 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 cơng 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..
1.3
Động cơ lai (Mid-engine).
• 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 mơ 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 tồn thụ động: Khơng 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.

4


• 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 thơng 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 Bộ phận giảm thanh (với bộ lọc

2
3

element).
không khí).
Oil filler neck.

Cổ dầu phụ.
Expansion tank for the high- Bình mở rộng cho mạch làm mát

4

temperature cooling circuit.
nhiệt độ cao.
Connections for A/C service Kết nối cho trạm dịch vụ A / C.

5

station.
Expansion

6
7

temperature cooling circuit.
nhiệt độ thấp.
Brake fluid expansion tank.
Bình chứa dầu phanh.
High-voltage safety connector Đầu nối an tồn điện áp cao (Ngắt

tank

for

(Service Disconnect).

the

low- Bình mở rộng cho mạch làm mát

kết nối dịch vụ).
5


8
9

12V battery.
Single-spark ignition coils.

Bình ắc quy 12V.
Cuộn dây đánh lửa đơn.

6


Chương 2: ĐỘNG CƠ B38 TOP
• Động cơ B38K15T0 được sử dụng lần đầu tiên trong I12. Động cơ xăng 3 xilanh 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".

Hình 2.4: I12 Động cơ B38 TOP.

7

1.1

Thơng 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

2

Nhà phát triển động cơ.

Loại động cơ.

Ký hiệu
Giải thích
M, N, B BMW Group
P

BMW M-sport

S

BMW M-GmbH

W
1

Bought-in-engines
Động cơ 4 xy lanh (N18)

2

Động cơ 4 xy lanh (N20)

3

Động cơ 3 xy lanh (B38)

4

Động cơ 4 xy lanh (N43)

5

Động cơ 6 xy lanh (N55)

6

Động cơ V8 (N63)

7

Động cơ V12 (N74)

8
0

Động cơ V10 (S85)
Động cơ bình thường

3

Ý tưởng đổi mới động cơ.

4

1–9
Phương pháp làm việc hoặc loại A

Đổi mới quá trình cháy
Động cơ xăng bố trí ngang

nhiên liệu và vị trí có thể lắp đặt. B

Động cơ xăng bố trí dọc

5+6
7

8

Dung tích xy lanh 1/10 lít.
Loại hiệu suất.

C

Động cơ diesel bố trí ngang

D

Động cơ diesel bố trí dọc

H

Động cơ lai

K
15
K

Động cơ xăng bố trí ngang
1.5l
Thấp nhất

U

Thấp

M

Trung Bình

O

Cao

T

Thiết kế lại cho đúng kiểm 0

Cao nhất
Thiết kế mới

duyệt.

Tái thiết kế

1–9

8


2.2

Thông số kỹ thuật.

Kiểu thiết kế.
Số xy lanh.
Dung tích xy lanh.
Cm3
Khoảng chạy piston / Cỡ xy Mm

Động cơ thẳng hàng
3
1499
94.6/82

lanh.

Công suất .

KW

170 (231)

Tại số vịng quay động cơ.

(HP)

5800

Cơng suất mỗi lít.
Mơ men.

Rpm
KW/l
Nm

113.4
320

Tại số vịng quay động cơ.
Tỷ số nén.
Số xú páp trên mỗi xy lanh.
Loại xăng.
Xăng.
Lượng khi thải CO2 .
Hộp điện tử điều khiển động cơ
(DME) .

Tiêu chuẩn hệ thống khí thải.

Rpm
Ε
RON
RON
g/km

3700
9.5:1
4
91 – 100
98
49
DME 17.2.3
ULEV II

9


Hình 2.5: I12 sơ đồ hiệu suất và cơng suất của động cơ B38K15T0 so với động cơ
B38A15M0.

10


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 khơng gian vì mơ tơ
máy phát khởi động điện áp cao và hệ thống khí nạp địi hỏi nhiều khơng 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.
2.3.2 Hệ thống cung cấp dầu.
• Một bơm dầu nhẹ hơn 1 kg / 2,2 lbs, vì chức năng của bơm chân khơng cơ
học tích hợp được đảm nhận bởi bơm chân khơng điện.
• Liên kết thanh chống lật được kết nối ở phía thùng đựng dầu phía trước.
2.3.3 Dây đai dẫn động.
• Dây đai dẫn động mới được phát triển. Động cơ đốt trong được khởi động
thông qua một mô tơ máy phát khởi động điện áp cao. Một Mô tơ khởi động kiểu
thông thường khơng được lắp đặt.
• Vịng bi của trục trùn động trong vỏ của bơm làm mát cơ học được gia cố
do lực lớn hơn trong truyền động đai.
• Máy nén điều hịa khơng khí trong dây đai dẫn động cũng không được lắp
đặt. Nó được thay thế bằng EKK tại mơ 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 khơng có bộ lọc đơi, 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.
11

• 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 thơng 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 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.
• Khơng cịn một động cơ khởi động thơng 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.

12

Hình 2.6: I12 Cấu tạo dây đai dẫn động.
1
2
3
4
5

Mechanical coolant pump.
Ribbed V-belt.
Pendulum belt tensioner.
High-voltage starter motor generator.
Vibration damper with disconnected

Bơm nước làm mát.
Đai V loại rãnh.
Bộ căng đai con lắc.
Mô tơ mát phát khởi động cao áp.
Bộ giảm chấn rung tích hợp với puly

belt pulley.

ngắt kết nối.

13


• 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 2.7: Nhãn cảnh báo điện cao áp.

14


• 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 lơng. Lị 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 2.8: I12 Vị trí thiết lập bộ căng đai con lắc.

15