moteur n55[1]

7/23/2019 Moteur N55[1]

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Technical Training.Product Information.

BMW Service

Moteur N55.

7/23/2019 Moteur N55[1]


Remarques générales

Symboles utilisés

Les symboles/types de représentation suivants sont utilisés dans ce document pour en faciliter lacompréhension ou mettre en relief des informations particulièrement importantes :

Contient des consignes de sécurité et informations importantes, nécessaires au parfait fonctionne-ment d'un système, et qui doivent absolument être respectées.

Actualité et variantes de pays

Les véhicules du BMW Group satisfont aux exigences les plus élevées en termes de sécurité et dequalité. Les évolutions survenant dans des domaines tels que la protection de l'environnement, lesavantages pour les clients, le design ou la conception, se traduisent par un perfectionnement perma-nent des systèmes ou des composants. Il peut en résulter des divergences entre le contenu de ce do-cument et les véhicules disponibles lors de la formation.

Ce document décrit en principe des véhicules avec direction à gauche dans la version Europe. Sur lesvéhicules avec direction à droite, la disposition de certains composants ou éléments de commandediffère par rapport aux illustrations de ce document. D'autres différences peuvent provenir de variantesd'équipement spécifiques à certains marchés ou pays.

Autres sources d'informations

Vous pouvez trouver d'autres informations sur les différents thèmes

• dans la notice d'utilisation,

• dans ISTA (Integrated Service Technical Application).

Contact : [email protected]

©2009 BMW AG, Munich

Toute réimpression, même partielle, uniquement avec une autorisation écrite de BMW AG,Munich

Les informations contenues dans ce document font partie de la formation technique du BMW Groupet sont destinées au formateur et aux participants. Pour les modifications et compléments aux carac-téristiques techniques, veuillez vous reporter aux systèmes d'information actuels du BMW Group.

Validité des informations : Juin 2009VH-23/International Technical Training

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Moteur N55.Contenu.

1. Introduction............................................................................................................................................................................................................................................11.1. Principales caractéristiques...................................................................................................................................................................1

1.1.1. Caractéristiques techniques...............................................................................................................................11.1.2. Diagramme de pleine charge............................................................................................................................ 1

1.2. Nouveautés / Modifications................................................................................................................................................................... 31.2.1. Vue d'ensemble......................................................................................................................................................................3

2. Modèles.........................................................................................................................................................................................................................................................72.1. Variantes du moteur N54B30O0.................................................................................................................................................. 72.2. Historique .........................................................................................................................................................................................................................8

3. Identification du moteur.................................................................................................................................................................................................9

3.1. Désignation du moteur et identification du moteur.........................................................................................93.1.1. Désignation du moteur................................................................................................................................................93.1.2. Identification du moteur........................................................................................................................................10

4. Mécanique du moteur.....................................................................................................................................................................................................124.1. Carter-moteur..........................................................................................................................................................................................................12

4.1.1. Bloc-moteur..............................................................................................................................................................................124.1.2. Culasse.............................................................................................................................................................................................164.1.3. Couvre-culasse....................................................................................................................................................................174.1.4. Carter d'huile...........................................................................................................................................................................22

4.2. Embiellage.................................................................................................................................................................................................................... 234.2.1. Vilebrequin et paliers.................................................................................................................................................234.2.2. Bielle et paliers....................................................................................................................................................................244.2.3. Pistons et segments...................................................................................................................................................27

4.3. Entraînement des arbres à cames......................................................................................................................................... 29

5. Distribution..................................... ....................................................................................................................................................................................................305.1. Structure..........................................................................................................................................................................................................................30

5.1.1. Arbres à cames...................................................................................................................................................................315.1.2. Temps de distribution...............................................................................................................................................32

5.1.3. Soupapes d'admission et d'échappement..............................................................................335.1.4. Ressorts de soupape.................................................................................................................................................33

5.2. Valvetronic.....................................................................................................................................................................................................................335.2.1. VANOS..............................................................................................................................................................................................335.2.2. Décalage de la levée des soupapes...................................................................................................36

6. Entraînement par courroie et organes auxiliaires.......................................................................................................436.1. Entraînement par courroie.................................................................................................................................................................. 43

6.1.1. Damper.............................................................................................................................................................................................44

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Moteur N55.Contenu.

7. Alimentation en huile......................................................................................................................................................................................................477.1. Circuit d'huile...........................................................................................................................................................................................................47

7.1.1. Canaux d'huile......................................................................................................................................................................477.1.2. Retour d'huile.........................................................................................................................................................................517.1.3. Pompe à huile et régulation de la pression.............................................................................537.1.4. Filtrage et refroidissement de l'huile.................................................................................................557.1.5. Gicleurs d'huile....................................................................................................................................................................557.1.6. Surveillance de l'huile...............................................................................................................................................55

8. Système d'admission d'air et système d'échappement..................................................................................568.1. Système d'admission d'air..................................................................................................................................................................56

8.1.1. Vue d'ensemble..................................................................................................................................................................56

8.1.2. Système d'admission................................................................................................................................................598.1.3. Système de dégazage du réservoir de carburant..........................................................60

8.2. Système d'échappement......................................................................................................................................................................618.2.1. Vue d'ensemble..................................................................................................................................................................618.2.2. Collecteur d'échappement................................................................................................................................628.2.3. Turbocompresseur.........................................................................................................................................................648.2.4. Catalyseur....................................................................................................................................................................................67

9. Système de dépression..............................................................................................................................................................................................699.1. Structure..........................................................................................................................................................................................................................69

9.1.1. Pompe à vide..........................................................................................................................................................................69

10. Préparation du carburant.........................................................................................................................................................................................7210.1. Vue d'ensemble....................................................................................................................................................................................................72

10.1.1. Capteur de pression du carburant........................................................................................................7310.1.2. Pompe haute pression.............................................................................................................................................7410.1.3. Injecteurs.......................................................................................................................................................................................75

11. Refroidissement.........................................................................................................................................................................................................................7611.1. Vue d'ensemble....................................................................................................................................................................................................76

11.1.1. Canaux de refroidissement............................................................................................................................ 80

12. Système électrique du moteur.......................................................................................................................................................................8312.1. Raccordement au réseau de bord..........................................................................................................................................83

12.1.1. Vue d'ensemble..................................................................................................................................................................8312.1.2. Schémas électriques du système.........................................................................................................8412.1.3. Boîtier électronique de gestion moteur........................................................................................90

12.2. Fonctions........................................................................................................................................................................................................................9112.2.1. Alimentation en carburant..................................................................................................................................91

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Moteur N55.Contenu.

12.2.2. Régulation de la pression de suralimentation.....................................................................9212.2.3. Refroidissement du moteur.............................................................................................................................92

12.2.4. Système de protection............................................................................................................................................9312.3. Capteurs...........................................................................................................................................................................................................................94

12.3.1. Capteur de vilebrequin............................................................................................................................................9412.3.2. Bobine et bougie d'allumage........................................................................................................................9512.3.3. Capteur de pression d'huile............................................................................................................................9612.3.4. Sondes lambda....................................................................................................................................................................9612.3.5. Débitmètre d'air massique à film chaud...................................................................................... 98

12.4. Actionneurs.................................................................................................................................................................................................................9812.4.1. Servomoteur Valvetronic...................................................................................................................................... 9812.4.2. Injecteur haute pression...................................................................................................................................100

13. Informations après-vente....................................................................................................................................................................................10313.1. Mécanique du moteur........................................................................................................................................................................... 103

13.1.1. Carter-moteur..................................................................................................................................................................10313.2. Préparation du carburant.................................................................................................................................................................. 103

13.2.1. Vue d'ensemble..............................................................................................................................................................10313.3. Système électrique du moteur................................................................................................................................................104

13.3.1. Bobine et bougie d'allumage....................................................................................................................104

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Moteur N55.1. Introduction.

1

1.1. Principales caractéristiques

Le moteur N55 succède au moteur N54. Des modifications techniques ont permis de n'utiliser qu'unseul turbocompresseur. Les caractéristiques techniques sont restées pratiquement inchangées, alorsque les coûts ont baissé et que la qualité a été améliorée.

1.1.1. Caractéristiques techniques

Unité N54B30O0 (E71/X6 xDrive35i)

N55B30M0 (F07/535i)

Type R6 R6

Cylindrée [cm³] 2979 2979

Alésage / Course [mm] 84,0/89,6 84,0/89,6

Puissanceau régime de

[kW/ch][tr/min]

225/3065800 - 6250

225/3065800 - 6400

Puissance volumé-trique

[kW/l] 75,53 75,53

Coupleau régime de

[Nm][tr/min]

4001300 – 5000

4001200 – 5000

Taux de compression [ε] 10,2 10,2

Nombre de soupapespar cylindre

4 4

Consommation de car-burant selon la direc-tive UE

[l/100 km] 10,9 8,9

Émission de CO2 [g/km] 262 209

Électronique numé-rique du moteur

MSD81 MEVD17.2

Normes antipollutionEUROPE, USA

EURO 4 EURO 5

Spécification de l'huilemoteur

BMW Longlife-01BMW Longlife-01 FE

BMW Longlife-04

Vitesse maximale [km/h] 240* 250*Accélération de 0 à100 km/h

[s] 6,7 6,3

Poids à vide DIN/UE [kg] 2070/2145 1940/2015

* = coupure électronique

1.1.2. Diagramme de pleine charge

Comparé à son prédécesseur, le moteur N55 se distingue par une consommation plus faible pour unepuissance et un couple identiques.

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2

Diagramme de pleine charge de la E90 335i avec moteur N54B30O0 par rapport au diagramme de pleine charge de la F07 535i avec moteurN55B30M0

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3

1.2. Nouveautés / Modifications

1.2.1. Vue d'ensemble

Groupe deconstruction

Compo-sant

Nou-veaudé-ve-lop-pe-ment

Conceptiden-tique

Remarque

Bloc-cy-lindres

Adapté pour un seul turbo.Alésage des cylindres modifié à 84 mm.Grands perçages de ventilation longitudi-naux.Modification de l'alimentation en huile dela pompe à vide.

Culasse Conduit d'eau intégré pour le refroidisse-ment des injecteurs.

Couvre-cu-lasse

Intégration du conduit d'échappementdes gaz de fuite (blow-by).Dégazage du bloc-cylindres.

Vilebrequin Disposition asymétrique des contrepoidset réduction de poids.

Mécanique du mo-teur

• Carter-mo-teur

• Embiellage

• Entraîne-ment desarbres àcames

Pistons etbielles Alésage de forme dans le pied bielleCoussinets de bielle sans plomb.

VANOS Électrovannes avec clapet antiretour inté-gré et 3 tamis.Vitesse de pivotement plus élevée et ten-dance réduite à l'encrassement.

Distribution

• Structure

• ValvetronicValvetronic Modification et intégration dans la cu-

lasse.Servomoteur sans balai de la 3e généra-tion.Détection de la position de l'arbre à ex-centrique intégrée dans le servomoteur.

Entraînement parcourroie et organesauxiliaires

Entraîne-ment parcourroie

Nouvelle conception de l'entraînementpar courroie et du damper.

Alimentation enhuile

• Circuitd'huile

Alimen-tation enhuile

Tuyau d'aspiration, déflecteur d'huile etcollecteur d'huile intégrés dans un com-posant.Pompe à huile avec poussoir en Duro-plast et régulation par cartographie.Boîtier de filtre à huile modifié.

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Compo-sant

Nou-veau

dé-ve-lop-pe-ment

Conceptiden-

tique

Remarque

Turbocom-presseur

Turbocompresseur TwinScroll avec was-tegate et soupape électrique de dé-charge à recirculation.

Système d'admis-sion d'air et sys-tème d'échappe-ment

• Systèmed'admissiond'air

• Systèmed'échappe-ment

Catalyseur Pas de catalyseur de dessous de caisse.

Système à dépres-sion

• Structure

Pompe àvide

Modifiée, semblable à celle du moteurN63.

Préparation du car-burant

• Vue d'en-semble

Injecteurs Injecteurs à électrovanne.

Refroidissement

• Vue d'en-semble

Canaux derefroidisse-ment

Modifié pour un turbocompresseur.

Capteur devilebrequin

Intégré pour MSA.

Électro-nique nu-

mériquedu moteur(DME)

Fixée au système d'admission et refroidipar l'air aspiré.

Débitmètred'air mas-sique àfilm chaud(HFM)

Qualité améliorée du signal et stabilitéthermique.

Système électriquedu moteur

• Raccorde-ment au ré-seau de bord

• Fonctions

• Capteurs

• Actionneurs

SondeLambda

Reprise du moteur N63 (LSU ADV).

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Compo-sant

Nou-veau

dé-ve-lop-pe-ment

Conceptiden-

tique

Remarque

Capteur depressiond'huile

Nouveau capteur pour une mesure depression absolue.

Capteur detempéra-ture d'huile

Vissé dans le canal d'huile principal.

Bobines

d'allumage

Avec tension d'allumage supérieure et

CEM améliorée.Bougiesd'allumage

Bougie à éclatement dans l'air, pièceidentique à celle du moteur N63.

Injecteurs Injecteurs à électrovanne.

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Moteur N55.

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Moteur N55.2. Modèles.

7

2.1. Variantes du moteur N54B30O0Modèle Version Série-mo-

dèleCylindréeen cm³

Course/Alésageen mm

Puissanceen kW/chau régimede tr/min

Couple enNmau régimede tr/min

135i ECE E82, E88 2979 89,6/84,0 225/3065800 –6250

4001300 –5000

135i USA E82, E88 2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –

6250

407 (300 ftlbs)1400 –

5000335i ECE E90, E91,

E92, E932979 89,6/84,0 225/306

5800 –6250

4001300 –5000

335i xDrive ECE E90, E91,E92

2979 89,6/84,0 225/3065800 –6250

4001300 –5000

335i USA E90, E92,E93

2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –6250

407 (300 ftlbs)1400 –5000

335i xDrive USA E90, E92 2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –6250

407 (300 ftlbs)1400 –5000

Z4sDrive35i

ECE E89 2979 89,6/84,0 225/3065800 –6250

4001300 –5000

Z4sDrive35i

USA E89 2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –6250

407 (300 ftlbs)1400 –5000

535i USA E60 2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –6250

407 (300 ftlbs)1400 –5000

535i xDrive USA E60, E61 2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –6250

407 (300 ftlbs)1400 –5000

X6xDrive35i

ECE E71 2979 89,6/84,0 225/3065800 –6250

4001300 –5000

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Moteur N55.2. Modèles.

8

Modèle Version Série-mo-dèle

Cylindréeen cm³

Course/Alésage

en mm

Puissanceen kW/ch

au régimede tr/min

Couple enNm

au régimede tr/min

X6xDrive35i

USA E71 2979 89,6/84,0 300 hpSAE5800 –6250

407 (300 ftlbs)1400 –5000

740i ECE F01, F02 2979 89,6/84,0 240/3265800 –6250

4501500 –4500

ECE = version Europe adaptée aux différents marchés avec des équipements optionnels.USA = version USA adaptée aux différents marchés avec des équipements optionnels.

2.2. Historique

Moteur à essence 6 cylindres avec turbocompresseur de BMW

Unité 745i 745i

Moteur M30B32 M30B32

Série-modèle E23 E23

Cylindrée [cm³] 3210 3430

Puissance [kW/ch] 185/252 185/252

Couple [Nm/(tr/min)] 380/4000 388/2200

Gestion moteur DME DME

Compression [ε] 7 : 1 8 : 1

V max [km/h] 222 227

Accélération de 0 à100 km/h

[s] 7,8 7,9

Lancement 1980 1983

Extinction 1983 1986

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Moteur N55.3. Identification du moteur.

9

3.1. Désignation du moteur et identification du moteur

3.1.1. Désignation du moteur

Le moteur N55 est décrit dans la version suivante : N55B30M0.

Pour une identification sans ambiguïté du moteur, la documentation technique utilise la désignation dumoteur.

Dans la documentation technique, vous trouverez également la forme abrégée de la désignation dumoteur N55 qui permet seulement l'identification du type du moteur.

Position Signification Index/Explication

1 Concepteur du moteur M, N = BMW Group

P = BMW MotorsportS = BMW M GmbHW = moteurs d'autres marques

2 Type de moteur 1 = R4 (par ex. N12)4 = R4 (par ex. N43)5 = R6 (par ex. N53)6 = V8 (par ex. N63)7 = V12 (par ex. N73)8 = V10 (par ex. S85)

3 Modification de la conceptiondu moteur de base

0 = Moteur de base1 à 9 = Modifications, par ex.du procédé de combustion

4 Mode opératoire ou carburantet, le cas échéant, position demontage

B = essence, montage longitu-dinalD = diesel, montage longitudi-nalH = hydrogène

5 Cylindrée en litres 1 = 1 litre +

6 Cylindrée en 1/10 de litre 8 = 0,8 litre = 1,8 litre

7 Catégorie de puissance K = MinimaleU = FaibleM = MoyenneO = Élevée (standard)

T = TopS = Super

8 Modification relevant d'unagrément

0 = Nouveau développement1 – 9 = Modification

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Décodage de la désignation du moteur N55

Index ExplicationN Développement du BMW Group

5 Moteur 6 cylindres en ligne

5 Moteur avec injection directe, Valvetronic et tur-bocompresseur

B Moteur à essence, montage longitudinal

30 Cylindrée de 3,0 litres

M Catégorie de puissance moyenne

0 Nouveau développement

3.1.2. Identification du moteur

Les moteurs possèdent un marquage sur le bloc-cylindres permettant d'identifier sans ambiguïté lemoteur. L'identification du moteur est nécessaire aux autorités administratives pour l'immatriculationdu véhicule.

Sur le moteur N55, l'identification a été modifiée et le nombre de caractères est passé de huit à sept.Le numéro du moteur figure en dessous de l'identification du moteur. Il s'agit d'un numéro continu quiavec l'identification moteur permet d'identifier chaque moteur sans ambiguïté.


1 Concepteur du moteur M, N = BMW GroupP = BMW MotorsportS = BMW M GmbHW = moteurs d'autres marques

2 Type de moteur 1 = R4 (par ex. N12)4 = R4 (par ex. N43)5 = R6 (par ex. N53)6 = V8 (par ex. N63)7 = V12 (par ex. N73)8 = V10 (par ex. S85)

3 Modification de la conceptiondu moteur de base

0 = Moteur de base1 à 9 = Modifications, par ex.

du procédé de combustion4 Mode opératoire ou carburant

et, le cas échéant, position demontage

B = essence, montage longitu-dinalD = diesel, montage longitudi-nalH = hydrogène

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5 Cylindrée en litres 1 = 1 litre +

6 Cylindrée en 1/10 de litre 8 = 0,8 litre = 1,8 litre

7 Besoin d'homologation detype (modifications nécessi-tant une nouvelle homologa-tion de type)

A = standardB - Z = selon les besoins, pa-r ex. RON 87

Moteur N55, identification du moteur et numéro du moteur

Index Explication

08027053 Numéro de moteur individuel (numérotation continue)

N Concepteur du moteur, BMW Group5 Type de moteur, R6

5 Modification du concept de base du moteur, suralimentation parturbocompresseur, Valvetronic, injection directe

B Mode opératoire ou carburant et position de montage, essence, montagelongitudinal

30 Cylindrée en 1/10 de litre, 3 litres

A Besoin d'homologation de type, standard

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Moteur N55.4. Mécanique du moteur.

12

4.1. Carter-moteur

Le carter-moteur se compose du bloc moteur (bloc-cylindres et carter-semelle), de la culasse, ducouvre-culasse, du carter d'huile et des joints.

4.1.1. Bloc-moteur

Le bloc-moteur est en fonte d'aluminium et se compose du bloc-cylindres et du carter-semelle (bed-plate).

Bloc-cylindres et carter-semelle

Le bloc-cylindres comporte des chemises de cylindre de fonderie en fonte grise (2). La nouveauté ré-side dans la présence d'une rainure (3) dans la paroi entre deux cylindres. Le liquide de refroidisse-

ment peut entrer d'un côté du bloc-cylindres et ressortir de l'autre, refroidissant ainsi les parois.Par rapport au moteur N54, cinq canaux de retour d'huile côté échappement (4) assurent à présentle retour de l'huile de la culasse vers le carter d'huile. Ces canaux de retour d'huile vont jusqu'en des-sous du déflecteur d'huile dans le carter-semelle. Ils contribuent à réduire les pertes par turbulence carl'huile moteur en retour ne peut plus parvenir jusqu'à l'embiellage même dans le cas d'accélérationstransversales très élevées.

Côté admission, cinq canaux de retour d'huile (5) veillent également à ce que les gaz de fuite (blow by)puissent aller librement de la chambre du vilebrequin jusque dans la culasse et vers le système de dé-gazage du bloc-cylindres dans le couvre-culasse.

Le canal de refroidissement (1) dans le bloc-moteur est séparé en deux et il est traversé directementpar le liquide de refroidissement.

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Moteur N55, bloc-cylindres avec refroidissement des parois entre les cylindres

Index Explication

1 Canal de refroidissement

2 Chemise de cylindre

3 Rainure

4 Canaux de retour d'huile côté échappement

5 Canaux de retour d'huile côté admission

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Moteur N55, carter-semelle depuis dessous

Index Explication

1 Pompe à huile

2 Canaux de retour d'huile côté admission3 Carter-semelle

4 Déflecteur d'huile

5 Tuyau d'aspiration avec crépine d'huile


Des canaux ont été intégrés pour l'alimentation en huile de la pompe à vide car celle-ci est dorénavantlubrifiée avec de l'huile épurée et non plus avec de l'huile brute comme sur le moteur N54. La soupapede régulation de la pression d'huile a été intégrée pour la pompe à huile régulée par cartographie.

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Moteur N55, régulation de la pression d'huile

Index Explication

1 Soupape de régulation de la pression d'huile

2 Pompe à huile

Le bloc-cylindres comporte des perçages de ventilation longitudinaux plus grands. Ces perçages deventilation longitudinaux améliorent l'équilibrage de la pression entre les colonnes d'air générées parle mouvement de va-et-vient des pistons.

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Moteur N55, perçages de ventilation dans le bloc-cylindres

Il a également été nécessaire d'adapter les raccordements de l'alimentation en huile et du refroidisse-ment par le liquide de refroidissement à un seul turbocompresseur.

4.1.2. Culasse

La culasse du moteur N55 est un nouveau développement. Pour la première fois chez BMW, un mo-teur 6 cylindres BMW utilise l'injection directe, la suralimentation par turbocompresseur et le Valvetro-nic. La culasse a une forme très compacte et elle est équipée d'un Valvetronic de 3e génération.

La combinaison du turbocompresseur, du Valvetronic et de l'injection directe est désignée par l'acro-nyme TVDI pour Turbo Valvetronic Direct Injection.

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Ce procédé permet une réduction des émissions de CO2 de 3 à 6 % et une réduction de la consom-mation de carburant.

Les raccordements pour les clapets antiretour VANOS ne sont plus nécessaires puisque ceux-ci sontintégrés dans les électrovannes. La culasse présente une autre caractéristique, à savoir des canaux derefroidissement placés autour de l'injecteur afin de le refroidir indirectement.

Moteur N55, culasse

4.1.3. Couvre-culasse

Structure

Le couvre-culasse a été revu entièrement. Il intègre dorénavant l'accumulateur de dépression pour lesystème à dépression.

Tous les composants dédiés au dégazage du bloc-cylindres ainsi que les canaux des gaz de fuite(blow by) sont également intégrés dans le couvre-culasse. Les volets antiretour intégrés garantissentun retour des gaz de fuite dans l'air frais d'admission.

Le moteur N55 est équipé d'un dégazage du bloc-cylindres régulé par la dépression. La dépression

est réglée à environ 38 mbars.

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Moteur N55, couvre-culasse avec dégazage du bloc-cylindres

Index Explication

1 Raccord des gaz de fuite (blow by) vers le tuyau d'air épuré

2 Raccord de la conduite de dépression vers la pompe à vide

3 Raccord de dépression de réserve

4 Raccord de dépression vers le convertisseur de pression électropneumatique(EPDW) pour la wastegate

5 Canal pour l'admission des gaz de fuite dans le système d'admission avecvolet antiretour

6 Canal des gaz de fuite avec chambre de stabilisation, plaque derebondissement, vanne de régulation de la pression et volets antiretour

7 Soupape de régulation de la pression

Les gaz de fuite parviennent à la chambre de stabilisation dans le couvre-culasse par l'intermédiaire del'orifice situé au niveau du sixième cylindre. Ils sont ensuite projetés à travers des orifices contre uneplaque de rebondissement sur laquelle l'huile se sépare des gaz sous l'effet de la vitesse de projection

élevée et s'écoule. Les gaz qui ne contiennent plus d'huile parviennent, par l'intermédiaire de la sou-pape de régulation de la pression et en fonction du mode de fonctionnement, dans la zone d'admis-sion située en amont du turbocompresseur par l'intermédiaire des volets antiretour ou en amont dessoupapes d'admission par l'intermédiaire de la culasse. L'huile séparée des gaz est dirigée sur le car-ter d'huile par un canal de retour en dessous du niveau d'huile.

Fonctionnement

Le fonctionnement standard n'est exploitable que tant qu'il existe une dépression dans le collecteurd'air d'admission, autrement dit en fonctionnement par aspiration naturelle.

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En fonctionnement par aspiration naturelle, la dépression qui règne dans le collecteur d'air d'admis-sion entraîne l'ouverture du volet antiretour dans le canal des gaz de fuite du couvre-culasse et les gazde fuite sont aspirés par l'intermédiaire de la soupape de régulation de la pression. Du fait de la dé-pression, le second volet antiretour se ferme simultanément dans le canal allant vers la conduite d'airde suralimentation.

La barre de distribution intégrée dans le couvre-culasse achemine les gaz de fuite directement dansles canaux d'admission qui se trouvent dans la culasse.

Moteur N55, dégazage du bloc-cylindres en fonctionnement par aspiration naturelle

7/23/2019 Moteur N55[1]



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Index Explication

A Pression ambiante

B Dépression

C Gaz d'échappement

D Huile

E Gaz de fuite

1 Filtre à air

2 Collecteur d'admission

3 Tôles perforées

4 Canal de retour d'huile

5 Chambre du vilebrequin6 Carter d'huile


8 Turbocompresseur

9 Soupape de décharge d'huile

10 Conduite d'air de suralimentation

11 Flexible allant vers la conduite d'air de suralimentation

12 Clapet antiretour

13 Soupape de régulation de la pression

14 Papillon15 Clapet antiretour

16 Canal dans la culasse et dans le couvre-culasse

Dès que la pression monte dans le collecteur d'admission, les gaz de fuite ne peuvent plus passer parce chemin. Il existe sinon le risque que l'air de la suralimentation ne pénètre dans le bloc-cylindres. Unclapet antiretour dans le canal des gaz de fuite du couvre-culasse ferme le canal en direction du col-lecteur d'admission et protège ainsi le bloc-cylindres d'une pression excessive.

Le besoin accru d'air frais entraîne la formation d'une dépression dans le tuyau d'air épuré entre le tur-bocompresseur et le silencieux d'admission. Cette dépression suffit pour ouvrir le clapet antiretour etaspirer les gaz de fuite à travers la soupape de régulation de la pression.

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Moteur N55, dégazage du bloc-cylindres en fonctionnement par suralimentation

Index Explication

A Surpression

B Dépression

C Gaz d'échappement

D Huile

E Gaz de fuite

1 Filtre à air


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Index Explication

3 Tôles perforées


5 Chambre du vilebrequin

6 Carter d'huile


8 Turbocompresseur

9 Soupape de décharge d'huile


11 Flexible allant vers la conduite d'air de suralimentation

12 Clapet antiretour13 Soupape de régulation de la pression

14 Papillon

15 Clapet antiretour

16 Canal dans la culasse et dans le couvre-culasse

Lorsqu'une grande consommation d'huile est constatée et que le turbocompresseur est en mêmetemps recouvert d'huile, cela ne signifie pas obligatoirement que le turbocompresseur est défectueux.Si de l'huile est visible déjà après l'admission des gaz de fuite, il est nécessaire de contrôler l'étanchéi-té de l'ensemble du moteur. Un débit excessif des gaz de fuite peut être causé par des joints et éven-tuellement des bagues d'étanchéité de vilebrequin défectueux. Le manque d'étanchéité des baguesd'étanchéité de vilebrequin peut entraîner une consommation d'huile jusqu'à 3 l/1000 km.

4.1.4. Carter d'huile

Le carter d'huile est en fonte d'aluminium. Le déflecteur d'huile et le tuyau d'aspiration allant vers lapompe à huile forment un ensemble. La liaison avec le carter-semelle est réalisée de façon à ce queles canaux de retour d'huile continuent au-delà du déflecteur d'huile. Les canaux de retour d'huile fi-nissent dans le carter d'huile.

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Moteur N55, carter-semelle avec pompe à huile et déflecteur d'huile

Index Explication

1 Pompe à huile





4.2. Embiellage

4.2.1. Vilebrequin et paliers

Vilebrequin

Le poids du vilebrequin est optimisé. Le vilebrequin du moteur N55 pèse 20,3 kg, env. 3 kg de moinsque le vilebrequin du moteur N54. Le vilebrequin est aussi appelé vilebrequin allégé. Le vilebrequin esten fonte grise (GGG70). Les contrepoids sont répartis de manière asymétrique, la roue incrémentiellea pu être supprimée. La liaison des chaînes de distribution s'effectue avec une vis centrale M18.

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Moteur N55, vilebrequin

Index Explication

A Contrepoids

1 Tourillon de vilebrequin 7

2 Trou de passage d'huile du coussinet de bielle vers le palier principal

3 Trou de passage d'huile du palier principal vers le coussinet de bielle

4 Maneton du cylindre 4

Paliers principaux du vilebrequin

Les paliers principaux du vilebrequin sont fabriqués dans un matériau binaire et sans plomb commepour les moteurs N54. La butée axiale se trouve au niveau du quatrième palier.

4.2.2. Bielle et paliers

La bielle du moteur N55 a une longueur de 144,35 mm. Sa particularité réside dans l'alésage de formedans le pied bielle. Cet alésage de forme permet à la force exercée par l'axe de piston de se répartir demanière optimale à la surface du coussinet et diminue les efforts sur les bords.

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Moteur N55, pied de bielle

Index Explication

1 Coussinet

2 Bielle

L'illustration suivante montre la répartition des charges dans le cas d'une bielle normale sans formageparticulier. La pression de l'axe du piston s'exerce principalement sur les bords du coussinet au niveaudu pied de bielle.

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Moteur N54, pied de bielle sans formage particulier de l'alésage

Index Explication

A Faible charge exercée sur la surface

B Grande charge exercée sur la surface

Lorsqu'un alésage de forme est réalisé dans le pied de bielle, la force exercée se répartit sur une plusgrande surface ce qui soulage nettement les bords du coussinet. La force est transmise par l'intermé-diaire d'une surface plus grande.

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Moteur N54, pied de bielle avec alésage de forme

Index Explication

A Charge de surface réduite

B Charge de surface élevée

La tête de bielle utilise des demi-coussinets sans plomb. Du côté du corps de bielle, le demi-coussinetest réalisé dans du matériau G-488 et du côté du chapeau il est réalisé dans du matériau G-444.

Sur le moteur N55, les vis de bielle sont les mêmes que sur les bielles du moteur N54 et sont de di-mension M9 x 47.

4.2.3. Pistons et segments

Le piston utilisé est un piston-caisson de marque KS. Le diamètre du piston est de 82,5 mm. Le pre-

mier segment a une section rectangulaire et un revêtement en chrome-céramique sur sa surface defrottement. Le deuxième segment est un segment racleur à faible conicité. Le segment racleur d'huileest un segment annulaire avec ressort connu aussi sous le nom de segment VF.

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Moteur N55, pistons, axes et segments

Index Explication

1 Segment à section rectangulaire

2 Segment racleur à faible conicité

3 Segment VF

4 Ruban d'acier pour le premier segment

5 Gorge pour le premier segment

6 Gorge pour le deuxième segment

7 Gorge pour le segment racleur d'huile

8 Perçage pour huile de lubrification

9 Revêtement en graphite

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Géométrie de la chambre à combustion

L'illustration suivante montre la disposition des différents composants autour de la chambre de com-

bustion. On observe que le système d'injection directe à jet dirigé (HPI) de BMW est remplacé par uninjecteur à électrovanne et multitrous de Bosch. L'injecteur est combiné avec la suralimentation et leValvetronic III. Une vanne et son siège ont été supprimés dans l'illustration pour plus de clarté.

Moteur N55, chambre de combustion avec composants

Index Explication

1 Siège de soupape d'échappement

2 Soupape d'échappement

3 Bougie d'allumage

4 Injecteur

5 Soupape d'admission

6 Siège de soupape d'admission

4.3. Entraînement des arbres à cames

L'entraînement des arbres à cames est identique à celui du moteur N54.

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Moteur N55.5. Distribution.

30

5.1. Structure

L'illustration suivante montre la structure de la culasse du moteur N55 avec Valvetronic III et injectiondirecte.

Moteur N55, vue d'ensemble de la distribution

Index Explication

1 Unité VANOS, arbre à cames d'admission

2 Unité VANOS, arbre à cames d'échappement

3 Puits d'injecteur

4 Puits de bougie

5 Carter d'arbre à cames

6 Servomoteur Valvetronic

7 Arbre à cames d'admission

8 Ressort de torsion

9 Coulisse

10 Arbre à excentrique

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Index Explication

11 Levier intermédiaire

12 Levier oscillant à galet

13 Coupelle de soupape

14 Gicleur d'huile

15 Perçage pour entrée des gaz de fuite

5.1.1. Arbres à cames

Des arbres à cames en fonte ou des arbres à cames allégés étaient utilisés dans le moteur N54. Il étaitainsi possible d'utiliser les uns ou les autres, voire d'en faire un montage mixte.

Le moteur N55 utilise exclusivement des arbres à cames allégés. Les arbres à cames allégés du mo-teur N55 sont réalisés selon une technique de formage par haute pression intérieure. L'arbre à camesd'échappement est doté de bagues de palier et enfermé dans un carter d'arbre à cames. Le carterd'arbre à cames a un effet réducteur sur la formation de bulles d'air dans l'huile.

Moteur N55, arbre à cames formé par haute pression intérieure

Index Explication

1 Came en forme de coquille

2 Tube ondulé

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5.1.2. Temps de distribution

Moteur N55, diagramme de distribution

N54B30O0 N55B30M0

Ø de soupape d'ad-mission

[mm] 31,4 32

Ø de soupape

d'échappement

[mm] 28 28

Levée max. de sou-pape d'admis-sion/d'échappement

[mm] 9,7/9,7 9,9/9,7

Excursion de l'arbreà cames d'admission(plage de réglage VA-NOS)

[°vil.] 55 70

Excursion de l'arbreà cames d'échappe-ment (plage de ré-

glage VANOS)

[°vil.] 45 55

Angle d'ouverture del'arbre à cames d'ad-mission (excursionmax./min. )

[°vil.] 125 - 70 120 - 50

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N54B30O0 N55B30M0

Angle d'ouverture

de l'arbre à camesd'échappement (ex-cursion max./min. )

[°vil.] 130 - 85 115 - 60

Durée d'ouvertureArbre à cames d'ad-mission

[°vil.] 245 255

Durée d'ouvertureArbre à camesd'échappement

[°vil.] 261 261

5.1.3. Soupapes d'admission et d'échappement

La queue de la soupape d'admission a un diamètre de 5 mm. Celle de la soupape d'échappement a undiamètre de 6 mm. La raison réside dans le fait que la queue de la soupape d'échappement est creuseet remplie de sodium. En outre, le siège de soupape d'échappement est renforcé.

5.1.4. Ressorts de soupape

Les ressorts des soupapes sont différents côté admission et côté échappement.

5.2. Valvetronic

5.2.1. VANOS

Vue d'ensemble

Le système VANOS a été optimisé. Cette optimisation autorise des vitesses de réglage des unités VA-NOS encore plus élevées. Cette optimisation a également pour effet de réduire encore la tendance àl'encrassement. La comparaison suivante entre le VANOS du moteur N54 et le VANOS du moteur N55montre que le dernier nécessite un nombre moins important de canaux d'huile.

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Moteur N54, VANOS avec alimentation en huile

Index Explication

1 Canal d'huile principal

2 Électrovanne VANOS côté admission

3 Électrovanne VANOS côté échappement

4 Tendeur de chaîne

5 Soupape d'arrêt de retour côté échappement6 Soupape d'arrêt de retour côté admission

7 Unité de réglage VANOS côté échappement

8 Unité de réglage VANOS côté admission

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Moteur N55, VANOS avec alimentation en huile

Index Explication

1 Canal d'huile principal




5 Unité de réglage VANOS côté échappement6 Unité de réglage VANOS côté admission

Les roues des capteurs ne sont plus fabriquées en deux parties. Ce sont maintenant des pièces entôle emboutie. Ce type de fabrication est plus précis et moins coûteux.

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Moteur N55, capteur d'arbre à cames

Index Explication

A Vue de dos

B Vue de face

Électrovanne VANOS

Les soupapes d'arrêt de retour avec tamis utilisées sur les moteurs N54 ont été intégrées dans lesélectrovannes VANOS des moteurs N55. Cette mesure a permis de réduire le nombre de canauxd'huile dans la culasse. D'autre part, les clapets antiretour ont été intégrés dans les électrovannes VA-NOS. Des tamis sur l'électrovanne VANOS contribuent efficacement à son bon fonctionnement enempêchant son blocage par la présence de particules de saleté.

5.2.2. Décalage de la levée des soupapes

Vue d'ensemble

Comme le montre l'illustration suivante, l'emplacement de montage du servomoteur a changé. Une

autre particularité réside dans le fait que le capteur de l'arbre à excentrique n'est plus situé sur l'arbre,mais a été intégré dans le servomoteur.

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Moteur N55, décalage de la levée des soupapes

Index Explication


2 Gicleur d'huile


4 Butée minimale

5 Butée maximale

Le Valvetronic III fait son entrée. Les différences entre le Valvetronic III et le Valvetronic II se situentdans la disposition du servomoteur et du capteur Valvetronic. Pour optimiser la formation du mélangeavec Phasing et Masking, le Valvetronic III augmente le niveau de turbulence en fin de compression,comme cela le fait déjà Valvetronic II. Ce mouvement de charge améliore la combustion en charge par-tielle et en mode chauffage du catalyseur. Les surfaces d'écrasement contribuent elles-aussi à amélio-rer la formation du mélange.

Phasing

Le phasing génère une différence de levée des deux soupapes d'admission qui peut aller jusqu'à 1,8mm dans la plage de charge partielle inférieure et provoque ainsi une répartition asymétrique du fluxd'air frais aspiré.

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Masking

Par masking, on entend la forme donnée au niveau du siège de soupape. Cette forme est telle que l'air

frais entrant est dirigé de façon à induire le mouvement de charge souhaité. L'avantage de ces me-sures réside dans la réduction du retard de combustion de 10 °vil. La combustion est plus rapide et onpeut avoir un chevauchement plus grand dans la distribution. Les émissions de NOx sont nettementréduites.

Moteur N55, toit de la chambre de combustion

Index Explication

1 Surface d'écrasement

2 Soupapes d'échappement

3 Bougie d'allumage

4 Injecteur

5 Soupape d'admission

6 Masking

7 Surface d'écrasement

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L'illustration suivante montre l'effet de la mesure décrite précédemment. La partie rouge montre queces mesures permettent une combustion meilleure et plus rapide. On parle ici d'énergie cinétique tur-bulente.

Influence du phasing et du masking sur l'écoulement dans la chambre de combustion

Index Explication

A Valvetronic IB Valvetronic II + III avec phasing et masking

TKE Énergie cinétique turbulente

La réactivité peut être améliorée par la combinaison du Valvetronic III, de l'injection directe et de la sur-alimentation. La présence du Valvetronic raccourcit la réactivité du moteur jusqu'à pleine charge enaspiration naturelle comme c'est le cas sur le moteur à aspiration naturelle, du fait qu'il n'y a pas rem-plissage du collecteur d'admission. L'établissement du couple consécutif au démarrage du turbocom-presseur peut être accéléré aux bas régimes par réglage d'une course partielle. Cela favorise l'expul-sion des gaz résiduels et contribue à accélérer l'établissement du couple.

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Moteur N55, décalage de la levée des soupapes

Index Explication


2 Gicleur d'huile


4 Butée minimale

5 Butée maximale

Valvetronic

Un nouveau moteur à courant continu sans balai est utilisé. Les caractéristiques du servomoteur duValvetronic sont les suivantes :

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• Concept ouvert (huile traversante)

• L'angle de l'arbre à excentrique est déterminé sur la base des incréments angulaires du cap-

teur intégré.• Réduction d'environ 50 % de la puissance absorbée

• Dynamique de réglage plus élevée (décalage cylindre par cylindre, régulation du ralenti, etc.)

• Poids avantageux (env. 600 grammes).

Le servomoteur du Valvetronic de 3e génération renferme aussi le capteur de détection de position del'arbre à excentrique. Une autre particularité réside dans le fait que le servomoteur du Valvetronic esttraversé et entouré d'huile. Un gicleur d'huile assure la lubrification de la vis sans fin qui entraîne l'arbreà excentrique.

Moteur N55, structure du décalage de la levée des soupapes

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Index Explication

1 Gicleur d'huile


3 Ressort de torsion

4 Coulisse

5 Arbre à cames d'admission

6 Levier intermédiaire


8 Compensation hydraulique du jeu des soupapes

9 Ressort de soupape

10 Soupape d'admission11 Servomoteur Valvetronic

12 Soupape d'échappement

13 Ressort de soupape



16 Arbre à cames d'échappement

17 Manchette d'étanchéité

18 Contact femelle

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Moteur N55.6. Entraînement par courroie et organesauxiliaires

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6.1. Entraînement par courroie

Il existe deux variantes d'entraînement par courroie. L'entraînement par courroie dédié à la fonctionde démarrage et d'arrêt automatiques du moteur (MSA) se compose de trois galets de renvoi et d'unecourroie à double nervure.

Moteur N55, variante sans MSA

Index Explication

1 Poulie d'alternateur

2 Galet de renvoi

3 Galet de renvoi4 Poulie du compresseur de climatisation

5 Poulie de la pompe de direction assistée

6 Damper avec poulie

7 Galet de renvoi

8 Tendeur de courroie

Du fait de la configuration modifiée du compresseur de climatisation, il est possible d'utiliser une cour-roie trapézoïdale monoface sur les véhicules avec MSA. Un nouveau palier lisse du tendeur de cour-roie complète les modifications.

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Moteur N55, variante avec MSA

Index Explication

1 Poulie d'alternateur

2 Galet de renvoi

3 Poulie du compresseur de climatisation

4 Poulie de la pompe de direction assistée

5 Galet de renvoi

6 Damper avec poulie

7 Tendeur de courroie

6.1.1. Damper

Le damper utilisé sur les moteurs N55 est un damper monomasse. La poulie de la courroie est poséesur la poulie secondaire. Ce montage réduit la charge sur la courroie en comparaison avec le moteurN54, car la poulie avec la masse oscillante est découplée du vilebrequin par la vulcanisation.

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Moteur N54, damper

Index Explication

A Damper du moteur N55

B Damper du moteur N54

1 Vilebrequin

2 Vis

3 Poulie primaire4 Vulcanisation

5 Poulie secondaire avec masse oscillante

6 Poulie primaire

7 Masse oscillante

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Moteur N55, damper

Index Explication

1 Poulie secondaire avec masse oscillante

2 Bride

3 Vulcanisation

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Moteur N55.7. Alimentation en huile.

47

7.1. Circuit d'huile

7.1.1. Canaux d'huile

Les illustrations suivantes donnent une vue d'ensemble du circuit d'huile du moteur N55. Le nombrede canaux d'huile dans la culasse est nettement réduit par rapport au moteur N54. La raison principaleréside dans la mise en place des nouvelles électrovannes VANOS.

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48

Moteur N55, canaux d'huile

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49

Index Explication

1 Tuyau d'aspiration

2 Pompe à huile

3 Conduite d'huile brute

4 Filtre à huile

5 Canal d'huile principal (canal d'huile épurée)





10 Unité de réglage VANOS côté échappement11 Canal d'huile pour lubrification de l'arbre à cames d'admission et lubrification

de l'arbre à excentrique


13 Canal d'huile pour lubrification de l'arbre à cames d'échappement


15 Raccord pour lubrification du turbocompresseur

16 Raccord pour gicleurs d'huile

17 Palier de vilebrequin

18 Canal d'huile pour régulation de la pression d'huile20 Canal d'huile pour régulation de la pression d'huile

21 Canal d'huile pour lubrification de la pompe à vide

22 Pompe à vide

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Moteur N55, canaux d'huile

Index Explication

1 Tuyau d'aspiration

2 Pompe à huile

3 Conduit d'huile brute

4 Filtre à huile

5 Canal d'huile principal (canal d'huile épurée)

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Index Explication





10 Unité de réglage VANOS côté échappement

15 Raccord pour lubrification du turbocompresseur

16 Raccord pour gicleurs d'huile

17 Palier de vilebrequin

18 Canal d'huile pour régulation de la pression d'huile

19 Soupape de régulation de la pression d'huile21 Canal d'huile pour lubrification de la pompe à vide

22 Pompe à vide

7.1.2. Retour d'huile

Les illustrations suivantes montrent le déflecteur d'huile intégré. Les composants suivants ont étéréunis :

• Déflecteur d'huile

• Reniflard d'aspiration.

L'intégration du déflecteur d'huile permet de cloisonner au mieux le carter d'huile et l'embiellage. Lecarter-semelle comporte en plus des arêtes déflectrices qui éloignent de manière ciblée les projec-tions d'huile de l'embiellage.

Le reniflard d'aspiration peut être modifié pour s'adapter facilement aux différentes variantes de carterd'huile.

L'huile revenant de la culasse est amenée par des canaux jusqu'en dessous du déflecteur d'huile. Decette façon, même en présence d'une forte accélération transversale, l'huile de retour ne parvient pasau vilebrequin et des pertes par turbulence peuvent ainsi être évitées.

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Moteur N55, carter-semelle avec pompe à huile et déflecteur d'huile

Index Explication

1 Pompe à huile





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Moteur N55, canaux de retour

Index Explication



3 Rainure



7.1.3. Pompe à huile et régulation de la pression

La pompe à huile à tiroir oscillant du moteur N54 a été modifiée pour le moteur N55. Un tiroir oscillanten Duroplast est utilisé pour la première fois. La régulation du débit volumique connue du moteur N53est également mise en oeuvre. La fonction de la pompe à huile est décrite dans l'information produit”Moteur N63”. La fonction de régulation de la pression est décrite dans l'information produit ”MoteurN53”.

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Moteur N55, pompe à huile et soupape de régulation de la pression

Index Explication


2 Pompe à huile

Moteur N55, pompe à huile

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55

Index Explication

1 Chambre d'huile de régulation

2 Limiteur de pression

3 Rotor

4 Ailette

5 Tiroir oscillant

6 Rotor intérieur

7 Boîtier

8 Perçage pour soupape de régulation de la pression

9 Chambre d'huile d'amortissement

10 Ressort de pression (2x)11 Axe de rotation

La pompe à huile a été modifiée pour garantir le fonctionnement et la durabilité du tiroir oscillant enDuroplast.

7.1.4. Filtrage et refroidissement de l'huile

Le boîtier du filtre à huile est en Duroplast. Un refroidisseur d'huile moteur déporté a également étémis en place. Un thermostat monté sur le boîtier du filtre à huile libère le flux d'huile en direction du re-froidisseur d'huile en fonction de la température de l'huile.

7.1.5. Gicleurs d'huile

Le moteur N55 est doté de gicleurs d'huile pour le refroidissement des têtes de piston. Un outil spécialest requis pour positionner les gicleurs d'huile.

7.1.6. Surveillance de l'huile

Pression d'huile

Le moteur N55 étant équipé d'une pompe à huile à régulation du débit volumique, il est nécessaire demesurer exactement la pression d'huile. C'est la raison pour laquelle un nouveau capteur de marqueSensata a été installé. Les moteurs N53 et N43 étaient équipés d'un capteur de marque Honeywell.

Les avantages du nouveau capteur sont les suivants :

• Mesure de la pression absolue (auparavant mesure de la pression relative)

• Régulation cartographique possible à tous les régimes.

Niveau d'huile

Le niveau d'huile est mesuré avec le capteur de niveau d'huile déjà connu.

7/23/2019 Moteur N55[1]


Moteur N55.8. Système d'admission d'air et systèmed'échappement

56

8.1. Système d'admission d'air


Quelques optimisations ont été faites pour le moteur N55 :

• Circuit d'air frais jusqu'au silencieux d'admission (repris du moteur N54)

• Circuit d'air épuré entièrement modifié et simplifié en raison du nouveau turbocompresseur

• Dégazage du bloc-cylindres

• Système de décharge à recirculation intégré dans le turbocompresseur

• Adaptation du dégazage du réservoir.

Comme le montrent les illustrations, le système d'admission d'air est simplifié du fait de la mise enœuvre d'un seul turbocompresseur.

Moteur N55, système d'admission d'air

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Index Explication

1 Reniflard d'aspiration

2 Conduite d'air frais

3 Silencieux d'admission

5 Couvercle du silencieux d'admission

6 Débitmètre d'air massique à film chaud

7 Raccord pour dégazage du bloc-cylindres

8 Turbocompresseur


10 Refroidisseur d'air de suralimentation

11 Conduite d'air de suralimentation12 Capteur de température et de pression de l'air de suralimentation

13 Papillon


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Moteur N55, système d'admission d'air

Index Explication

A Air frais

B Air épuré

C Air de suralimentation chauffé

D Air de suralimentation refroidi

1 Reniflard d'aspiration

2 Conduite d'air frais

3 Silencieux d'admission

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Index Explication

4 Élément filtrant

5 Couvercle du silencieux d'admission

6 Débitmètre d'air massique à film chaud

7 Raccord pour dégazage du bloc-cylindres

8 Turbocompresseur


10 Refroidisseur d'air de suralimentation


12 Capteur de température et de pression d'air de suralimentation


La fonction de base de la soupape de décharge à recirculation est maintenue. Cependant la soupapede décharge à recirculation n'est pas actionnée de façon pneumatique comme dans le moteur N54.Dans le moteur N55, la soupape de décharge à recirculation est commandée par un actionneur élec-trique piloté par le DME. Le nombre de composants a pu être réduit du fait du positionnement de lasoupape de décharge à recirculation sur le turbocompresseur. Le côté admission peut être court-cir-cuité avez le côté pression par l'intermédiaire de la soupape de décharge à recirculation.

Comme c'est déjà le cas sur le moteur N54, les pointes indésirables de pression de suralimentationqui peuvent être générés par la fermeture rapide du papillon sont supprimées. La soupape de dé-charge à recirculation joue par conséquent un rôle important dans l'acoustique du moteur et contri-bue à la protection des composants du turbocompresseur. La fonction est décrite de manière détaillée

dans l'information produit ”Moteur N54”.

8.1.2. Système d'admission

Comme le montre l'illustration suivante, le boîtier électronique de gestion moteur est fixé sur le sys-tème d'admission. L'air aspiré sert en même temps au refroidissement du boîtier électronique.

En raison de cette construction, il est possible de compléter le moteur avec le boîtier électroniquedans l'unité de production et de faire fonctionner les capteurs et actionneurs.

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Moteur N55, système d'admission avec boîtier électronique DME

Index Explication

1 Bride de raccordement pour le refroidissement du boîtier électronique degestion moteur

2 Bride de raccordement pour le papillon

3 Système d'admission

4 Boîtier électronique de gestion moteur

5 Ailettes de refroidissement

8.1.3. Système de dégazage du réservoir de carburant

Les vapeurs de carburant sont stockées dans un filtre à charbon actif avant d'être acheminées vers lacombustion par l'intermédiaire de la soupape de dégazage du réservoir. Du fait de la suralimentation, ilest également nécessaire d'adapter ce système à la situation donnée.

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Moteur N55, système de dégazage du réservoir de carburant

Index Explication

1 Raccord à la conduite de dégazage en provenance du filtre à charbon actif

2 Raccord en amont du papillon

3 Soupape de dégazage du réservoir

4 Raccord en aval du papillon

5 Raccord en amont du turbocompresseur

8.2. Système d'échappement


Avec le turbocompresseur TwinScroll, le système d'échappement est plus simple que sur le moteurN54 doté de deux turbocompresseurs. Un silencieux central (4) et deux silencieux arrière (5 + 6) sontmontés en plus du catalyseur placé à proximité du moteur (3).

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Moteur N55, système d'échappement F07

Index Explication

1 Collecteur d'échappement

2 Turbocompresseur

3 Catalyseur

4 Silencieux central

5 Silencieux arrière droit

6 Silencieux arrière gauche

8.2.2. Collecteur d'échappement

Le collecteur d'échappement est isolé par une couche d'air et il est réalisé sous la forme de six endeux. Le regroupement de trois conduites d'échappement en une seule est nécessaire pour optimi-ser la vitesse d'arrivée des gaz sur le turbocompresseur. Le collecteur d'échappement et le turbocom-presseur sont soudés ensemble et forment un seul composant.

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Moteur N55, liaison du turbocompresseur au carter-moteur

Index Explication

1 Collecteur d'échappement

2 Capsule à dépression

3 Raccord vers le refroidisseur d'air de suralimentation

4 Conduite d'arrivée d'huile

5 Soupape de décharge à recirculation

6 Conduite de retour d'huile

7 Arrivée du liquide de refroidissement

8 Retour du liquide de refroidissement

9 Tige de soupape wastegate

10 Raccord pour système d'échappement

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8.2.3. Turbocompresseur

Le moteur N55 comporte un turbocompresseur TwinScroll au lieu des deux petits compresseursqu'on trouve sur les moteurs N54. L'illustration suivante montre le principe de fonctionnement du tur-bocompresseur TwinScroll.

Turbocompresseur TwinScroll

Index Explication

A Canal d'échappement 1 (cylindres 1 à 3)

B Canal d'échappement 2 (cylindres 4 à 6)

C Raccord vers catalyseur

D Entrée depuis le silencieux d'admission

E Canal annulaireF Sortie vers le refroidisseur d'air de suralimentation

1 Soupape wastegate

2 Bras de levier de la soupape wastegate

3 Capsule à dépression pour la soupape wastegate


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Index Explication

6 Roue de turbine


10 Retour d'huile



Index Explication



C Raccord vers catalyseurD Entrée depuis le silencieux d'admission

E Canal annulaire

F Sortie vers le refroidisseur d'air de suralimentation

1 Soupape wastegate


7/23/2019 Moteur N55[1]



66

Index Explication



10 Retour d'huile



Index Explication



C Raccord vers catalyseur

D Entrée depuis le silencieux d'admission

E Canal annulaire

F Sortie vers le refroidisseur d'air de suralimentation

1 Soupape wastegate




5 Canal de dérivation

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Index Explication

6 Roue de turbine

7 Roue de compresseur


9 Arbre de turbine

Fonctionnement du turbocompresseur TwinScroll

Les gaz d'échappement exercent rarement une pression constante sur la turbine à gaz d'échappe-ment. Aux faibles régimes, les gaz d'échappement parviennent à la turbine à gaz d'échappement sousforme pulsée. La pulsation produit à court terme un rapport de pression plus élevé sur la turbine à gazd'échappement. Du fait que le rendement augmente en même temps que la pression, la courbe desuralimentation s'améliore aussi avec la pulsation et par conséquent le comportement du couple mo-teur. Cela est particulièrement le cas aux faibles régimes du moteur.

Cependant, pour éviter que les cylindres ne s'influencent réciproquement lors de l'alternance decharge, les cylindres 1 à 3 (banc 1) et les cylindres 4 à 6 (banc 2) convergent chacun vers un tuyaud'échappement. Dans le turbocompresseur, les flux de gaz d'échappement sont également achemi-nés séparément en spirale (scrolls) dans le turbocompresseur par l'intermédiaire des canaux de gazd'échappement (1 + 2) jusqu'à la turbine à gaz d'échappement. Cette configuration permet d'exploiterde façon optimale les pulsations pour générer la pression de suralimentation.

La soupape wastegate déjà connue est mise en œuvre pour limiter la pression de suralimentation.

8.2.4. Catalyseur

Le carter du catalyseur renferme deux monolithes en céramique. Le catalyseur a un volume de 2,7litres. Les monolithes de céramique présentent un revêtement différent selon le type de véhicule.

Le monolithe de céramique 1 a un volume de 1,2 litre, son diamètre est de 125 mm et il renferme 600cellules.

Le monolithe de céramique 2 a un volume de 1,5 litre, son diamètre est de 125 mm et il renferme 400cellules.

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Moteur N55, catalyseur

Index Explication

1 Sonde lambda en amont du catalyseur2 Raccord sur le turbocompresseur

3 Monolithe céramique 1

4 Cône de sortie du catalyseur


6 Sonde lambda en aval du monolithe céramique 1

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Moteur N55.9. Système de dépression.

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9.1. Structure

Le moteur N55 comporte une pompe à vide pour générer la dépression requise par le servofrein et leconsommateur auxiliaire. Ce consommateur auxiliaire est la soupape wastegate dans le cas de la F07.Un accumulateur de dépression est utilisé pour garantir à tout moment suffisamment de dépressionpour actionner la soupape wastegate.

Moteur N55, système à dépression

Index Explication

1 Pompe à vide

2 Clapet antiretour

3 Clapet antiretour

4 Servofrein

5 Clapet antiretour

6 Accumulateur de dépression

7 Convertisseur de pression électropneumatique

8 Capsule à dépression pour soupape wastegate

9.1.1. Pompe à videLa pompe à vide est semblable à celle utilisée sur le moteur N63. Elle est à deux étages et elle est do-tée par conséquent de deux raccords. Le premier étage est dédié au servofrein et le deuxième auxconsommateurs auxiliaires.

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Moteur N55, pompe à vide

Index Explication

1 Clapet antiretour pour le servofrein

2 Clapet antiretour pour les consommateurs auxiliaires

3 Orifice de raccordement pour les consommateurs auxiliaires

4 Carter de pompe à vide

5 Ailettes

6 Orifice de raccordement pour le servofrein

Pour le premier étage, c'est la plus grande partie du volume d'agrandissement de la chambre (misesous vide) qui est utilisée, de sorte que la dépression est rapidement établie pour le servofrein. Cen'est qu'à la fin qu'est libéré l'orifice pour les consommateurs auxiliaires, autrement dit que le secondétage est activé. L'établissement de la dépression dure donc ici plus longtemps comme le montre lediagramme suivant.

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Moteur N55, débit de la pompe à vide à deux étages

Index Explication

1 Dépression

2 Durée

3 Débit pour les consommateurs auxiliaires

4 Débit pour le servofrein

Cette solution permet de satisfaire aux différentes exigences que posent le servofrein et les consom-mateurs auxiliaires.

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Moteur N55.10. Préparation du carburant.

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10.1. Vue d'ensemble

Le moteur N55 utilise l'injection haute pression (HDE). Contrairement à l'injection haute précision(HPI), ce sont des injecteurs à électrovanne et multitrous qui sont utilisés ici.

La préparation complète du carburant est présentée ci-après. La préparation du carburant dans le mo-teur N55 est apparentée à celle que l'on trouve dans le moteur N54. La pompe haute pression utiliséeest identique. Les injecteurs haute pression sont nouveaux. Ce sont des injecteurs haute pression deBosch portant la désignation HDEV5.2.

Moteur N55, vue d'ensemble de l'injection haute pression

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Index Explication

1 Conduite haute pression

2 Rampe

3 Conduite haute pression

4 Capteur de pression de rampe

5 Injecteur à électrovanne

10.1.1. Capteur de pression du carburant

Le carburant est acheminé à une pression de 5 bars par une pompe électrique depuis le réservoir decarburant jusqu'à la pompe à carburant haute pression par l'intermédiaire de la conduite d'alimenta-tion en carburant. La pression d'alimentation est surveillée par un capteur de pression du carburant.Le carburant est acheminé par la pompe à carburant électrique en fonction des besoins. Le capteur depression du carburant utilisé sur le moteur N55 est le même que celui qui est utilisé sur les moteursN54, N53 et N63.

En cas de panne du capteur de pression du carburant, la pompe à carburant électrique continue d'êtrealimentée à 100 % tant que la borne 15 est sous tension.

Moteur N55.

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Index Explication

1 Clapet antiretour pour le servofrein

2 Clapet antiretour pour les consommateurs auxiliaires

3 Détecteur de cliquetis

4 Raccordement de la conduite haute pression vers la rampe

5 Capteur de pression du carburant

6 Conduite d'alimentation en carburant

7 Capteur de pression d'huile

8 Vanne de régulation du débit

9 Pompe haute pression

10 Pompe à vide

10.1.2. Pompe haute pression

Le carburant est comprimé dans la pompe haute pression à trois pistons qui tourne de manière perma-nente puis acheminé jusqu'à la rampe par l'intermédiaire de la conduite haute pression. Le carburantcomprimé stocké sous pression dans la rampe est distribué aux injecteurs haute pression par l'inter-médiaire des conduites haute pression. La pression de carburant requise est déterminée par la gestionmoteur en fonction de la charge du moteur et de son régime. Le niveau de pression atteint est mesu-ré par le capteur de pression de la rampe et transmis au boîtier électronique de gestion moteur. La ré-gulation est prise en charge par la vanne de régulation du débit qui effectue une comparaison entre laconsigne de pression de rampe et la valeur mesurée. La pression est établie dans le but d'obtenir une

consommation minimale et un fonctionnement silencieux du moteur N55. Une pression de 200 barsn'est requise qu'en cas de charge élevée et à faible régime. La pompe haute pression est de construc-tion identique à celle des moteurs N53 et N54.

Moteur N55, diagramme de pression de carburant

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Index Explication

M Charge du moteur

n Régime

P Pression

Consigne de sécurité pour les interventions sur le système haute pression

10.1.3. InjecteursL'injecteur haute pression HDEV5.2 de Bosch est un injecteur à électrovanne. Contrairement à l'injec-teur piézoélectrique des moteurs BMW actuels, il s'agit d'un injecteur multitrous ouvert vers l'intérieurpermettant une grande variabilité de la forme et de l'angle de jet. L'injecteur à électrovanne est conçupour une pression de carburant pouvant atteindre 200 bars.

Les interventions sur le système d'alimentation en carburant ne doivent être effectuées qu'après re-froidissement du moteur. La température du liquide de refroidissement ne doit pas être supérieure à40 °C. Il est impératif de suivre ces consignes pour éviter tout risque de projection de carburant en rai-son de la pression résiduelle dans le système haute pression d'alimentation en carburant.

Lors des interventions sur le système haute pression d'alimentation en carburant, il est nécessaire deveiller tout particulièrement à la propreté et de tenir compte des opérations décrites dans le manuelde réparation. La moindre saleté, le moindre endommagement au niveau des assemblages vissés desconduites haute pression peuvent conduire à des défauts d'étanchéité.

Lors des interventions effectuées sur le système d'alimentation en carburant du moteur N55, ilconvient de veiller à ne pas souiller les bougies avec du carburant. Si le silicone a été en contact avecdu carburant, sa résistance peut être diminuée. Des amorçages peuvent se produire au niveau de latête de la bougie et entraîner par conséquent des ratés d'allumage.

• Avant d'effectuer des interventions sur le système d'alimentation en carburant, enlever impé-rativement les bobines d'allumage et protéger les puits de bougie avec un chiffon.

• Avant de remettre les injecteurs à électrovanne en place, déposer les bobines d'allumage etveiller à la plus grande propreté.

• Les bobines d'allumage fortement souillées par le carburant doivent être remplacées.

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Moteur N55.11. Refroidissement.

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11.1. Vue d'ensemble

Le système de refroidissement du moteur N55 se compose d'un circuit de refroidissement du liquidede refroidissement et d'un circuit de refroidissement d'huile. Le refroidissement de l'huile peut se fairede manière différente selon l'exécution du moteur. Dans la variante destinée aux pays chauds, le refroi-disseur d'huile est découplé du refroidisseur de liquide de refroidissement pour éviter que la chaleuren provenance de l'huile moteur ne soit transférée au liquide de refroidissement.

Moteur N55, système de refroidissement

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Index Explication

1 Radiateur du liquide de refroidissement

2 Refroidisseur d'huile moteur (version pour pays chauds)

3 Enroulement chauffant

4 Thermostat à cartographie

5 Pompe électrique du liquide de refroidissement

6 Turbocompresseur

7 Échangeur thermique du chauffage

8 Soupape du liquide de refroidissement

9 Échangeur thermique huile/liquide de refroidissement (version pour l'Europe)

10 Capteur de température du liquide de refroidissement11 Thermostat d'huile moteur (version pour pays chauds)

12 Vase d'expansion

13 Contacteur de niveau du liquide de refroidissement

14 Conduite de compensation

15 Refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel (version pour l'Europe)

16 Ventilateur électrique

Les composants repérés en rouge sur l'illustration suivante équipent uniquement les véhicules dansla version Europe. Dans la version Europe, un refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel

(A) est installé sur le côté gauche du véhicule. Le refroidissement de l'huile moteur est réalisée par unéchangeur thermique huile/liquide de refroidissement (C).

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Moteur N55, système de refroidissement

Index Explication

A Refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel

B Conduite d'amenée du liquide de refroidissement vers le refroidisseur deliquide de refroidissement additionnel

C Échangeur thermique huile/liquide de refroidissement

D Conduit d'amenée du liquide de refroidissement vers l'échangeur thermiquehuile/liquide de refroidissement

E Conduit de retour du liquide de refroidissement en provenance durefroidisseur de liquide de refroidissement additionnel

1 Conduite d'alimentation Zone 1, échangeur thermique du chauffage

2 Conduite d'alimentation Zone 2, échangeur thermique du chauffage

3 Soupape du liquide de refroidissement

4 Vase d'expansion

5 Conduite de compensation

6 Radiateur du liquide de refroidissement

7 Court-circuit pour petit circuit de refroidissement

8 Thermostat

9 Pompe électrique du liquide de refroidissement

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Index Explication

10 Conduite d'alimentation du turbocompresseur

11 Thermostat pour refroidissement de l'huile de boîte de vitesses

12 Conduite d'alimentation en liquide de refroidissement dans le bloc moteur

13 Échangeur thermique huile de boîte de vitesses/liquide de refroidissement

14 Raccord pour conduite d'huile de boîte de vitesses

15 Raccord pour conduite d'huile de boîte de vitesses

16 Retour de l'échangeur thermique du chauffage

17 Échangeur thermique du chauffage

L'illustration suivante montre la liaison entre le refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel

et le système de refroidissement. Le refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel est relié enparallèle au radiateur du liquide de refroidissement, ce qui augmentent la surface de refroidissement.

Moteur N55, refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel

Index Explication

1 Radiateur

2 Refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel3 Raccord d'amenée vers le refroidisseur de liquide de refroidissement

additionnel

4 Raccord d'amenée sur le refroidisseur de liquide de refroidissementadditionnel

5 Raccord de retour sur le refroidisseur de liquide de refroidissement additionnel

6 Raccord de retour depuis le refroidisseur de liquide de refroidissementadditionnel

Un échangeur thermique pour l'huile moteur en version déportée est utilisé sur les moteurs destinésaux pays chauds.

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Moteur N55, refroidissement de l'huile moteur dans les pays chauds

Index Explication

1 Module de filtrage de l'huile

2 Thermostat

3 Conduites du refroidisseur d'huile

4 Refroidisseur d'huile moteur

11.1.1. Canaux de refroidissement

Les canaux de liquide de refroidissement dans la culasse sont également utilisés pour le refroidis-sement indirect des injecteurs. L'illustration suivante montre clairement que les soupapes et les injecteurs sont entourés de liquide de refroidissement pour réduire au minimum le transfert de chaleurdans les composants.

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Moteur N55, canaux de liquide de refroidissement dans la culasse

Index Explication

1 Traversée des soupapes d'admission

2 Traversée de l'injecteur

3 Traversée des soupapes d'échappement

4 Raccordement du flexible de liquide de refroidissement vers le thermostat(petit circuit de refroidissement)

5 Raccordement du flexible de liquide de refroidissement vers le radiateur duliquide de refroidissement (grand circuit de refroidissement)

Les chemises de cylindre en fonte grise sont coulées sous pression dans la fonte d'aluminium dubloc-cylindres. Pour optimiser le refroidissement, des rainures sont prévues dans les parois entre lescylindres. Le liquide de refroidissement peut entrer d'un côté du bloc-cylindres et ressortir de l'autre,refroidissant ainsi les parois entre les cylindres.

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Moteur N55, canaux de liquide de refroidissement et refroidissement des parois dans le bloc-moteur

Index Explication



3 Rainure



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Moteur N55.12. Système électrique du moteur.

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12.1. Raccordement au réseau de bord


C'est la première fois que le boîtier électronique de gestion moteur (DME) est fixé sur le moteur. Leboîtier électronique DME est fixé sur le système d'admission par une bride et il est refroidi par l'air as-piré. La proximité du moteur fait bénéficier au boîtier DME des avantages suivants :

• Division du faisceau de câbles du moteur en six modules individuels

• Alimentation de tous les composants électriques du moteur directement par le boîtier électro-nique DME

• E-Box supprimée

• 211 broches disponibles, connexions enfichables étanches à l'eau.

Moteur N55, passage du faisceau de câbles

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12.1.2. Schémas électriques du système

Schéma électrique de connexion du réseau de bord

Moteur N55, schéma électrique de connexion du réseau de bord

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Index Explication

1 Électronique numérique du moteur

2 Commande électrique des volets d'air

3 Commande manuelle des volets d'air


5 Démarreur

6 Compresseur de climatisation

7 Boîtier de distribution électrique dans le compartiment moteur

8 Électronique du boîtier de jonction

9 Boîtier de jonction

10 Gestion châssis-suspension intégrée (Integrated Chassis Management)11 Module de diagnostic de fuite du réservoir (uniquement USA et Corée du sud)

12 Commande électronique de pompe à carburant

13 Boîtier de distribution électrique dans le coffre à bagages

14 Capteur de batterie intelligent

15 Boîtier de distribution électrique de la batterie

16 Vanne de commutation du volet de gaz d'échappement

17 Prise pour diagnostic (signal de régime)

18 Module de pédale d'accélérateur

19 Combiné d'instruments20 Car Access System

21 Module Gateway Central (ZGM)

22 Contrôle dynamique de stabilité

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86

Schéma électrique du système de refroidissement du moteur

Moteur N55, schéma électrique du système de refroidissement du moteur

7/23/2019 Moteur N55[1]



87

Index Explication

1 Combiné d'instruments


3 Contacteur de niveau du liquide de refroidissement

4 Capteur de température du liquide de refroidissement


6 Commande manuelle des volets d'air

7 Commande électrique des volets d'air

8 Électronique numérique du moteur

9 Boîtier de distribution électrique dans le compartiment moteur

10 Électronique du boîtier de jonction11 Boîtier de jonction

12 Relais du ventilateur électrique

13 Boîtier de distribution électrique dans le coffre à bagages

14 Relais pour ventilateur électrique (uniquement pour les ventilateurs électriquesde 850 ou 1000 W)

15 Boîtier de distribution électrique de la batterie

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88

Schéma électrique du système MEVD17.2

Moteur N55, schéma électrique du système MEVD17.2

7/23/2019 Moteur N55[1]



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Index Explication

1 Électronique moteur Valvetronic, injection directe, 17.2 MEVD17.2

2 Capteur de pression ambiante

3 Capteur de température

4 Contacteur des feux stop

5 Démarreur

6 Car Access System (CAS)

7 Module d'accouplement

8 Commande électronique de la pompe à carburant (EKPS)

9 Pompe électrique à carburant

10 Relais borne 15N11 Compresseur de climatisation

12 Pompe à liquide de refroidissement

13 Relais Valvetronic

14 Électronique du boîtier de jonction

15 Capteur de pression de frigorigène

16 Relais allumage et injection

17 Relais borne 30B

18 Module de diagnostic de fuite du réservoir

19 Relais du ventilateur électrique20 Ventilateur électrique

21 Thermostat à cartographie


23 Soupape de dégazage du réservoir

24 Électrovanne VANOS, arbre à cames d'admission

25 Électrovanne VANOS, arbre à cames d'échappement


27 Convertisseur de pression électropneumatique (EPDW) pour soupape

wastegate28 Vanne de régulation du débit

29 - 34 Injecteurs

35 - 40 Bobines d'allumage

41 Chauffage du système de dégazage du moteur

42 Raccordements à la masse

43 Sonde lambda en aval du catalyseur

44 Sonde lambda en amont du catalyseur

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Index Explication

45 Prise de diagnostic

46 Capteur de pression du carburant, côté basse pression

47 Capteur de pression du tuyau d'aspiration en aval du papillon

48 Capteur de pression de rampe

49 Capteur de pression et de température d'air de suralimentation

50 Détecteur de cliquetis, cylindres 1 à 3

51 Détecteur de cliquetis, cylindres 4 à 6

52 Débitmètre d'air massique à film chaud (HFM)

53 Capteur d'arbre à cames d'admission

54 Capteur d'arbre à cames d'échappement55 Capteur de vilebrequin

56 Module de pédale d'accélérateur (FPM)

57 Papillon des gaz (MDK)

58 Capteur de température du liquide de refroidissement à la sortie du moteur

59 Capteur de pression d'huile

60 Capteur de température d'huile


62 Capteur d'état de l'huile

63 Alternateur64 Commande active du volet d'air de refroidissement

65 Capteur de batterie intelligent (IBS)

66 Contrôle dynamique de stabilité (DSC)


68 Gestion châssis intégrée (ICM)

12.1.3. Boîtier électronique de gestion moteur

Le moteur N55 est doté du boîtier électronique de gestion moteur MEVD17.2 de marque Bosch. Leboîtier de gestion moteur MEVD17.2 est intégré dans le système d'admission et il est refroidi par l'airaspiré. Le boîtier de gestion moteur MEVD17.2 est compatible flexray et il alimente directement encourant les capteurs et actionneurs.

La face supérieure du boîtier électronique DME est aussi la partie inférieure du système d'admission.Un contour figure sur le carter au niveau des tuyaux d'admission pour garantir un écoulement optimaldans le système d'admission.

Les connecteurs entre le faisceau de câbles et le boîtier DME sont étanches à l'eau.

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Moteur N55, gestion moteur MEVD17.2

Index Explication

1 Module 100, capteurs 2

2 Module 200, capteurs 1

3 Module 300, raccord du faisceau de câbles véhicule

4 Module 400, Valvetronic

5 Module 500, module d'alimentation

6 Module 600, injection et allumage

12.2. Fonctions

12.2.1. Alimentation en carburant

Le capteur de pression de carburant adresse un signal de tension au boîtier électronique de ges-tion moteur (DME) en fonction de la pression de carburant qui règne entre la pompe à carburant et lapompe haute pression. La pression du carburant est déterminée par un capteur de pression de car-burant monté en amont de la pompe haute pression. Une comparaison entre la pression de consigne

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et la pression mesurée est effectuée en permanence dans le boîtier électronique DME. Lorsqu'unedifférence par rapport à la pression de consigne est constatée, le boîtier électronique de gestion mo-teur diminue ou augmente la tension pour la pompe à carburant électrique et l'information est envoyéecomme message au boîtier électronique EKP par l'intermédiaire du PT-CAN.

Le boîtier électronique EKP transforme l'information en une tension de sortie pour la pompe à car-burant électrique. C'est ainsi qu'est régulée la pression d'alimentation nécessaire pour le moteur (oula pompe haute pression). En l'absence de signal (capteur de pression du carburant), la pompe élec-trique à carburant est alimentée par la borne 15 EIN (Marche). En cas de panne du bus CAN, la pompeélectrique à carburant est commandée par le boîtier électronique EKP avec la tension de bord délivrée.La pompe haute pression augmente la pression du carburant de 50 bars à 200 bars. Le carburant ar-rive à la rampe à travers la conduite haute pression. Dans la rampe, le carburant est stocké pour êtredistribué aux injecteurs.

Régulation de débit

Le capteur de pression de rampe mesure la pression actuelle du carburant dans la rampe. Lorsquel'électrovanne de débit de la pompe haute pression s'ouvre, l'excès de carburant acheminé est retour-né vers la pompe haute pression. En cas de panne de la pompe haute pression, la conduite du véhiculepeut être poursuivie mais avec certaines limites.

La vanne de débit commande la pression de carburant dans la rampe. La vanne de débit est comman-dée avec un signal modulé en largeur d'impulsions envoyé par la gestion moteur. La section libérée parle papillon dépend de la largeur d'impulsions et le débit de carburant requis est réglé en fonction de lacharge du moteur. Il est également possible de faire retomber la pression dans la rampe.

12.2.2. Régulation de la pression de suralimentation

La pression de suralimentation est régulée depuis la gestion moteur par l'intermédiaire de la soupapewastegate sur le turbocompresseur. Pour pouvoir commander en continu la soupape wastegate avecla dépression, un convertisseur de pression électropneumatique est utilisé pour convertir les signauxvenant de la gestion moteur et ceux d'une dépression déterminée.

Une soupape de décharge à recirculation est fixée par une bride sur le turbocompresseur. Cette sou-pape de décharge à recirculation peut intervenir directement dans la gestion moteur et établir un pontentre le côté admission et le côté refoulement. La soupape de décharge à recirculation permet desupprimer les pointes indésirables de pression de suralimentation qui peuvent être générés par lafermeture rapide du papillon. Elle joue par conséquent un rôle important dans l'acoustique du mo-teur et contribue à la protection des composants du turbocompresseur. Lorsque le papillon se ferme,une onde de pression est générée depuis le papillon vers turbocompresseur. Cette onde de pressionfrappe l'aube de la turbine du turbocompresseur et la pousse contre les paliers. La soupape de dé-charge à recirculation réduit nettement cette onde de pression et diminue par conséquent la chargedu turbocompresseur.

12.2.3. Refroidissement du moteur

Les possibilités offertes par le système de refroidissement classique sont exploitées dans le systèmede refroidissement avec pompe électrique du liquide de refroidissement. La gestion thermique déter-mine le besoin de refroidissement actuel et régule le système de refroidissement en conséquence.Dans certaines circonstances, la pompe du liquide de refroidissement peut même être complètementdésactivée, par exemple pour permettre le chauffage plus rapide du liquide de refroidissement dans laphase de mise en température. La pompe de liquide de refroidissement peut tourner même lorsque le

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moteur est arrêté si celui-ci est très chaud. La puissance de refroidissement peut être demandée indé-pendamment du régime. Le système de gestion thermique permet, en dehors du thermostat à régula-tion cartographique, de prendre en compte différentes cartographies pour commander la pompe de li-quide de refroidissement. Ainsi, le boîtier électronique de gestion moteur peut adapter la températuredu moteur au comportement routier du véhicule.

Le boîtier électronique de gestion moteur régule les plages de température suivantes :

• 108 °C = Conduite économique

• 104 °C = Conduite normale

• 95 °C = Conduite sportive

• 90 °C = Conduite sportive et régulation par thermostat commandé par cartographie.

Lorsque le boîtier électronique de gestion moteur détecte une conduite économique, il règle une

température supérieure (108 °C). Dans cette plage de température, le moteur peut tourner avec uneconsommation de carburant relativement faible. Le frottement interne du moteur est réduit aux tempé-ratures plus élevées. L'augmentation de température favorise donc la réduction de la consommationen carburant à faible charge. Dans le mode ”Conduite sportive et régulation par thermostat comman-dé par cartographie”, le conducteur souhaite exploiter le développement de puissance dont est ca-pable le moteur. Pour cela, la température dans la culasse est abaissée à 90 °C. Cette baisse entraîneun meilleur remplissage des cylindres et par conséquent une augmentation du couple moteur. Le boî-tier électronique de gestion moteur peut alors régler une plage de fonctionnement définie, adaptée àla conduite du moment. Ainsi, en passant par le système de refroidissement, il est possible d'influen-cer la consommation et la puissance du moteur.

12.2.4. Système de protection

Si en cours de fonctionnement du moteur, la température du liquide de refroidissement ou celle del'huile moteur atteint des valeurs excessives, certaines fonctions dans le véhicule peuvent en subir lesconséquences car le refroidissement du moteur nécessite un surplus d'énergie.

Les mesures appliquées sont de deux types :

• Protection des composants- Température du liquide de refroidissement entre 117 °C et 124 °C

- Température de l'huile moteur entre 150 °C et 157 °C

- Mesure appliquée : par ex. une réduction de la puissance de la climatisation (jusqu'à 100%) et de la puissance du moteur

• Cas d'urgence- Température du liquide de refroidissement entre 125 °C et 129 °C

- Température de l'huile moteur entre 158 °C et 163 °C

- Mesure appliquée : par ex. une réduction de la puissance du moteur (jusqu'à 90 %)

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12.3. Capteurs

12.3.1. Capteur de vilebrequin

Le fonctionnement du nouveau capteur de vilebrequin intégré est identique à celui des capteurs devilebrequin utilisés pour la fonction de démarrage et d'arrêt automatiques du moteur (MSA). Pour lafonction MSA, la détection de rotation inverse du moteur est requise. Le capteur et la fonction sontdécrits dans l'information produit ”Moteur N47”.

Moteur N55, emplacement du capteur de vilebrequin

Index Explication

A Direction du regard sur le vilebrequin

B Même direction du regard sans démarreur

1 Fiche

2 Joint antipoussière

3 Capteur

4 Roue multipolaire

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Moteur N55, capteur de vilebrequin avec roue multipolaire

Index Explication

1 Fiche

2 Joint antipoussière

3 Capteur

12.3.2. Bobine et bougie d'allumageBobine d'allumage

Une nouvelle bobine d'allumage a été développée pour le moteur N55. La bobine d'allumage proposeune tension d'allumage plus élevée, une meilleure compatibilité électromagnétique et une plus granderobustesse.

Sur les moteurs N43 et N53, la tension d'allumage de la bobine secondaire est inversée. Pour obtenircette inversion, le signal de commande a été inversé et une diode a été placée dans le circuit secon-daire. Du fait de la polarisation positive, l'étincelle est projetée plus loin ce qui améliore l'inflammabili-

té du mélange. Cette mesure est nécessaire uniquement dans le mode de fonctionnement en chargestratifiée. La formation du mélange étant homogène dans le moteur N55, la bobine d'allumage utiliséeici est une bobine ”normale”.

Bougie d'allumage

Le moteur N55 est doté de la bougie d'allumage à éclatement dans l'air déjà utilisée sur les moteursN63 et N74. Sa robustesse a été améliorée et sa résistance à la tension a été augmentée par l'utilisa-tion d'une céramique aux propriétés améliorées.

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12.3.3. Capteur de pression d'huile

Le nouveau capteur de pression d'huile est capable de mesurer la pression absolue. Celle-ci est né-cessaire pour permettre la régulation précise de la pression d'huile. Dans sa configuration, le capteurest identique à celui de pression du carburant.

Le capteur de pression d'huile est alimenté par une tension de 5 V fournie par le boîtier électroniquede gestion moteur DME.

Moteur N55, capteur de pression d'huile

12.3.4. Sondes lambda

Moteur N55, catalyseur et filtre à particules

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Index Explication

1 Sonde lambda en amont du catalyseur

2 Raccord sur le turbocompresseur


4 Catalyseur


6 Sonde lambda en aval du catalyseur

Les sondes lambda sont dotées de nouvelles fiches. Le nouveau système de connexion offre des pro-priétés de contact améliorées et élimine le ”bruit de fond” causé par les problèmes de contact. Uneautre amélioration concerne la zone de contact qui ne présente plus ni oscillations, ni vibrations.

Sonde lambda en amont du catalyseur

La sonde lambda LSU ADV de Bosch est utilisée comme sonde de régulation en amont du catalyseur.Son fonctionnement est comparable à celui de la sonde lambda LSU 4.9 et ne fait donc pas l'objetd'une description plus détaillée. Cette sonde lambda est déjà utilisée dans le moteur N63. L'acronymeLSU signifie Lambda Sonde Universal et ADV signifie Advanced.

Les avantages de la sonde lambda située en amont du catalyseur (LSU ADV) sont les suivants :

• Une grande stabilité du signal, en particulier en suralimentation, en raison d'une dépendanceréduite à la dynamique de la pression

• Une durée de vie prolongée grâce à la réduction de la tension de pompage

• Une précision améliorée (d'un facteur de 1,7 par rapport au modèle LSU 4.9)• Une disponibilité de fonctionnement plus rapide < 5 secondes

• Une meilleure résistance à la température

• Un système de connexion amélioré avec de meilleures propriétés de contact.

La sonde lambda LSU ADV dispose d'une plage de mesure étendue et permet de réaliser des me-sures exactes à partir de 0,65 lambda. La nouvelle sonde lambda est plus vite opérationnelle et des va-leurs de mesure précises sont déjà disponibles au bout de 5 secondes.

La dynamique de mesure de la sonde est plus élevée. Cela permet de déterminer le rapport air/carbu-rant séparément pour chaque cylindre et de le réguler. Il en résulte la possibilité de réguler un flux ho-

mogène de gaz d'échappement, de réduire la valeur des émissions et d'optimiser les émissions dansle long terme.

Sonde lambda en aval du catalyseur

La sonde lambda en aval du catalyseur est aussi appelée sonde de contrôle. La sonde utilisée ici est lasonde de contrôle bien connue LSF 4.2 de Bosch.

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12.3.5. Débitmètre d'air massique à film chaud

Le débitmètre utilisé est le débitmètre d'air massique à film chaud SIMAF GT2 de Siemens. Le débit-mètre GT2 SIMAF GT2 de Siemens possède des résistances planes en métal déposées sur du verre.Cette technologie est mise en oeuvre depuis plus de 15 ans dans les débitmètres SIMAF GT1. Basésur cette technologie qui a fait ses preuves, le débitmètre SIMAF GT2 concrétise les mesures de dé-veloppement et d'optimisation qui ont été réalisées de manière conséquente et propose une meilleurerésistance aux vibrations, une plus grande précision à toutes les températures de service et moins desensibilité à l'eau et aux pulsations.

Moteur N55, débitmètre d'air massique à film chaud (HFM)

12.4. Actionneurs

12.4.1. Servomoteur Valvetronic

Le servomoteur du Valvetronic est un moteur à courant continu sans balai (brushless direct currentmotor = moteur BLDC). Le moteur BLCD est extrêmement puissant et ne nécessite aucune mainte-nance du fait qu'il convertit l'énergie sans contact. Il intègre des modules électroniques qui permettentde le commander avec une grande précision.

Fonctionnement

La régulation du servomoteur du Valvetronic est limitée à 40 ampères. Un maximum de 20 ampèresest disponible sur une période de temps supérieure à 200 millisecondes. Le servomoteur du Valvetro-nic est commandé par un signal modulé en largeur d'impulsions. Le rapport cyclique se situe entre 5% et 98 %.

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Moteur N55, servomoteur Valvetronic

Index Explication

1 Contact femelle

2 Arbre de vis sans fin

3 Roulement à aiguilles

4 Chapeau de palier

5 Roue de capteur magnétique6 Rotor avec quatre aimants

7 Capteur

8 Stator

9 Boîtier

10 palier

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Le capteur est alimenté en 5 V par le boîtier électronique de gestion moteur DME. Le boîtier DMEreçoit les signaux envoyés par cinq éléments Hall et les analyse. Trois de ces cinq éléments Hallservent à la résolution grossière, les deux autres à la résolution fine. L'angle de rotation du servomo-teur peut ainsi être déterminé à une valeur < 7,5°. Un décalage rapide et très précis de la levée dessoupapes est réalisable grâce à la démultiplication de la vis sans fin.

12.4.2. Injecteur haute pression

L'injecteur haute pression HDEV5.2 utilisé sur le moteur N55 est nouveau. Il a été développé sur labase de l'injecteur haute pression HDEV5.1 utilisé sur le moteur N14. Son fonctionnement est iden-tique.

Fonction

La commande de l'injecteur haute pression HDEV5.2 se fait en quatre phases comme le montre l'illus-tration suivante.

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Moteur N55, phases de commande de l'injecteur HDEV5.2

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102

Index Explication

A Signal de commande du boîtier DME

B Flux de courant sur le HDEV5.2

C Tension sur le HDEV5.2

1 Phase d'amorçage

2 Phase d'ouverture complète

3 Phase de maintien

4 Phase de coupure

1 Phase d'amorçage : Dans la phase d'amorçage, une tension élevée est fournie sur ordre duboîtier pour amorcer l'ouverture de l'injecteur DME HDEV5.2. La phase d'amorçage se termine

lorsque la valeur d'env. 10 ampères est atteinte. Le courant élevé est obtenu par une tension pou-vant aller jusqu'à env. 65 V.

2 Phase d'ouverture complète : durant la phase d'ouverture complète qui fait suite à la phased'amorçage, l'injecteur HDEV5.2 s'ouvre complètement par régulation du courant à env. 6,2 A. Ala fin de la phase d'ouverture complète, le courant est ramené à 2,5 A environ qui est le courantde maintien.

3 Phase de maintien : durant la phase de maintien, l'injecteur HDEV5.2 est maintenu ouvert parun courant de maintien d'env. 2,5 A.

4 Phase de coupure : durant la phase de coupure qui fait suite à la fin de l'injection, le courant estcoupé. Une période de temps de 2 millisecondes au minimum s'écoule entre deux injections suc-cessives.

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Moteur N55.13. Informations après-vente.

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13.1. Mécanique du moteur

13.1.1. Carter-moteur

Culasse

La combinaison du turbocompresseur, du Valvetronic et de l'injection directe est désignée par l'acro-nyme TVDI pour Turbo Valvetronic Direct Injection.

Couvre-culasse

Lorsqu'une grande consommation d'huile est constatée et que le turbocompresseur est en mêmetemps recouvert d'huile, cela ne signifie pas obligatoirement que le turbocompresseur est défectueux.Si de l'huile est visible déjà après l'admission des gaz de fuite, il est nécessaire de contrôler l'étanchéi-té de l'ensemble du moteur. Un débit excessif des gaz de fuite peut être causé par des joints et éven-tuellement des bagues d'étanchéité de vilebrequin défectueux. Le manque d'étanchéité des baguesd'étanchéité de vilebrequin peut entraîner une consommation d'huile jusqu'à 3 l/1000 km.

13.2. Préparation du carburant


Injecteurs

Les interventions sur le système d'alimentation en carburant ne doivent être effectuées qu'après re-froidissement du moteur. La température du liquide de refroidissement ne doit pas être supérieure à40 °C. Il est impératif de suivre ces consignes pour éviter tout risque de projection de carburant en rai-son de la pression résiduelle dans le système haute pression d'alimentation en carburant.

Lors des interventions sur le système haute pression d'alimentation en carburant, il est nécessaire deveiller tout particulièrement à la propreté et de tenir compte des opérations décrites dans le manuelde réparation. La moindre saleté, le moindre endommagement au niveau des assemblages vissés desconduites haute pression peuvent conduire à des défauts d'étanchéité.

Lors des interventions effectuées sur le système d'alimentation en carburant du moteur N55, ilconvient de veiller à ne pas souiller les bougies avec du carburant. Si le silicone a été en contact avecdu carburant, sa résistance peut être diminuée. Des amorçages peuvent se produire au niveau de latête de la bougie et entraîner par conséquent des ratés d'allumage.

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Moteur N55.13. Informations après-vente.

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• Avant d'effectuer des interventions sur le système d'alimentation en carburant, enlever impé-rativement les bobines d'allumage et protéger les puits de bougie avec un chiffon.

• Avant de remettre les injecteurs à électrovanne en place, déposer les bobines d'allumage etveiller à la plus grande propreté.

• Les bobines d'allumage fortement souillées par le carburant doivent être remplacées.

13.3. Système électrique du moteur

13.3.1. Bobine et bougie d'allumage

Bobine d'allumage

Sur les moteurs N43 et N53, la tension d'allumage de la bobine secondaire est inversée. Pour obtenircette inversion, le signal de commande a été inversé et une diode a été placée dans le circuit secon-daire. Du fait de la polarisation positive, l'étincelle est projetée plus loin ce qui améliore l'inflammabili-té du mélange. Cette mesure est nécessaire uniquement dans le mode de fonctionnement en chargestratifiée. La formation du mélange étant homogène dans le moteur N55, la bobine d'allumage utiliséeici est une bobine ”normale”.

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