CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE BMW X7 1.1 Thông tin tổng quát về xe BMW X7 Xe BMW X7 là một trong những dòng xe SUV cỡ lớn hạng sang của hãng BMW, được cho ra mắt lần đầu tiên vào 2018 và có mặt lần đầu tiên ở Việt Nam vào năm 2019 được nhập khẩu nguyên chiếc về Việt Nam bởi tập đoàn Thaco. Đây là phân khúc sản phẩm cạnh tranh trực tiếp với các tên tuổi nổi tiếng trong làng xe hơi Việt như: LX570, Audi Q7, Mercedes GLS, Ranger Rover … Sở hữu khối động cơ B58 ( Xăng ) 3.0L, 6 xy lanh thẳng hàng, tăng áp kép, có khả năng sản sinh công suất tối đa 340 mã lực, mô men xoắn cực đại 450 Nm và có khả năng tiêu hao nhiên liệu được đánh giá là thấp nhất so với các đối thủ cùng phân khúc. Động cơ BMW được các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực ô tô đánh giá là một động cơ “ gần như hoàn hảo” và cũng được Wards Auto vinh danh 4 lần là động cơ tốt nhất của năm, đáp ứng hoàn hảo các yêu cầu về kỹ thuật, môi trường, nhu cầu của người sử dụng. Động cơ B58 không ngừng được nâng cấp và mang trong mình nhiều công nghệ tiên tiến bậc nhất thế giới động cơ.
Được mệnh danh là “Cỗ máy tối thượng” của BMW. Được trang bị 3 công nghệ độc quyền của BMW. Phun nhiên liệu trực tiếp High Precision Injection, Điều khiển trục cam biến thiên cho cả cam nạp và cam xả Double VANOS Điều khiển van biến thiên VALVETRONIC. Với công nghệ cam biến thiên sử dụng loại Double VANOS có khả năng tối ưu hóa khả năng làm việc ở nhiều chế độ làm việc khác nhau của động cơ bằng cách thay đổi thời điểm đóng mở xupap.
Nó có thể tùy chỉnh độ đóng mở của xupap theo từng chế độ làm việc của động cơ, giảm phụ thuộc vào trục khuỷu. Hệ thống VALVETRONIC của BMW được hiểu đơn giản là một cụm công nghệ kết hợp quản lý xupap và phun nhiên liệu, tạo ra truyền động biến thiên hành trình cho xupap có thể tùy chỉnh hòa khí của động cơ nhờ vào cơ cấu phun xăng đa điểm và xupap biến thiên, không sử dụng bướm ga để điều chỉnh lượng hòa khí của động cơ.2 Thông số cơ bản của động cơ B58 trên xe BMW X7 Bảng 1. 1 Thông số vận hành BMW X7 Thông số động cơ BMW X7 Loại nhiên liệu Xăng Thiết kế động cơ Inline/6/4 Dung tích động cơ (cm3) 2998 Công suất cực đại 250 (340)/5500- (kW/Hp/rpm) 6500 Mô-men xoắn cực đại (Nm/rpm) 450/1500-5200 Hộp số 8 cấp Steptronic Hệ dẫn động bốn bánh Thời gian tăng tốc từ 0-100 km/h (s) 6,1 Vận tốc tối đa (km/h) 245 1.3 Chi tiết cơ khí động cơ 1.1 Nắp dàn cò Hình 1.1 Nắp dàn cò động cơ B58 Trang 2 1.Cảm biến áp suất 2.Cảm biến trục cam 3.ống thông khí cácte 4.Đường dây cao áp 5.Phun trực tiếp, 2 x 3 6.Giá đỡ cho bộ truyền động VANOS 8.Đường dây áp suất thấp So với động cơ N55, giá đỡ cho bộ truyền động van điện từ VANOS của B58 không nằm trong nắp máy mà ở nắp dàn cò. Việc lắp các bộ truyền động van điện từ VANOS cũng đã được thay đổi, không bắt vít, nhưng được gắn vào nắp dàn cò bằng cách sử dụng dụng cụ chuyên môn để lắp đặt.2 Nắp máy Động cơ B58 được trang bị một nắp máy có tính năng làm mát theo dòng chảy ngang.
Trong trường hợp làm mát theo dòng chảy chéo, chất làm mát chảy từ phía ống xả nóng sang phía hút lạnh. Điều này có lợi thế là cho phép phân phối nhiệt đồng đều hơn trên toàn bộ nắp máy cũng hạn chế được việc mất áp suất trong mạch làm mát.Ổ trục, trục cam nạp 3.khớp nối bơm cao áp 4.Ổ trục, trục cam xả 5.Cửa xả Đặc điểm kỹ thuật: • Vật liệu chế tạo: AlSi7MgCU0.5 • Làm mát nước làm mát theo nguyên tắc dòng chảy chéo • Bốn van trên mỗi xi lanh • Lắp Valvetronic và động cơ servo Valvetronic Trang 3 1.Bộ tản nhiệt 2.ống lót xi lanh, phủ LDS 3.Ống dẫn nước làm mát 4.Ống dẫn dầu động cơ (ở phía ống xả) 5.Ống dẫn dầu động cơ (ở phía nạp) 6.Đầu ra nước làm mát từ cacte. Đặc điểm của cacte: được trang bị một cấu trúc hoàn toàn mới, có thể nhận thấy bằng một cấu trúc phức hợp các đường gân ở phía ống xả, cửa nạp và một khung gia cố bổ sung ở phía thùng chứa dầu. Đồng thời các giải pháp nâng cao cơ tính của động cơ B58 được thực hiện: • Nhiệt luyện nhôm từ AlSiMgCu 0.5 • Thành xilanh đươc phun phủ hồ quang dây đôi • Nắp ổ trục chính được tối ưu hóa trọng lượng • Thiết kế khoang kín • Các ống dẫn dầu sử dụng một máy bơm dầu Map-controlled 1.4 Bộ truyền xích Đặc điểm: • Bộ truyền xích đặt ở mặt bên của động cơ.
• Dây xích kiểu tay áo đơn giản • Động cơ điện của bơm chân không-dầu kết nối nhờ 1 bộ xích riêng biệt • Rãnh nhựa và rãnh trượt Trang 4 • Bộ căng xích thủy lực với lò xo nhíp Hình 1.4 Bộ truyền động xích động cơ B58 1.Rãnh trượt dưới 2 .Sên cam dưới 3.Bánh răng trục trung gian 4.Rãnh trượt trên 5.VANOS với nhông cam nạp 6.VANOS với nhông cam xả 7.Sên cam trên 8.Bộ căng xích trên 9.Bộ căng xích dưới 10.Bánh răng bơm dầu. Như là một cacte tiêu chuẩn được sử dụng cho cả động cơ xăng và động cơ diesel, động cơ Bx8 được trang bị bộ truyền động xích hai phần. Với cách sắp xếp này sên cam phía dưới dẫn động nhông cam của trục trung gian. Trong động cơ diesel, đầu ra của bơm cao áp nằm trên trục trung gian này.
Trong động cơ xăng, mômen truyền động được chuyển hướng đơn giản đến sên cam trên cùng thông qua trục trung gian. Sự bôi trơn của sên cam dưới được đảm bảo bởi phun dầu trong cacte và dầu động cơ nhỏ giọt. Trong động cơ Bx8, bơm chân-bơm dầu kết hợp cũng được dẫn động bởi trục khuỷu thông qua một bộ truyền xích riêng biệt.Rãnh Xecmang khí (thứ 1) 4.Rãnh Xecmang khí (thứ 2) 5.Rãnh Xecmang dầu 6.Vùng đai xecmang ( RING BAR) 9.Bờ chắn lửa Các piston ở động cơ B58 nặng hơn so với các piston đã được sử dụng trong động cơ B48.6 Trục khuỷu Trục khuỷu của động cơ B58 được làm bằng thép rèn. Nó giống với trục khuỷu của động cơ B57 về hình dạng mặt bích và chiều rộng cổ trục.
Các bánh răng của bộ truyền động xích và bơm dầu đã được tích hợp vào trục khuỷu.6 Trục khuỷu động cơ B58 1.Đầu trục khuỷu 2 Đối trọng 3 .Mặt bích Trang 6 1.7 Thanh truyền Hình 1.7 Thanh truyền động cơ B58 1.Vùng truyền lực 3.Bạc lót đầu nhỏ 7.Đầu nhỏ thanh truyền 8.Đầu to thanh truyền 9.Thanh đai ốc 10. Bạc lót nắp biên 11.Bạc lót đầu to thân thanh truyền (phủ IROX) Để tuân thủ các quy định về khí thải ngày càng nghiêm ngặt, hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều được trang bị chức năng ngắt động cơ tự động. Điều này đã làm tăng chu kỳ khởi động.8 Valvetronic Valvetronic đã cải tiến để sử dụng trong các động cơ Bx8. Một đặc điểm khác biệt của VVT4 là động cơ servo Valvetronic nằm bên ngoài nắp máy.
Valvetronic bao gồm một bộ điều khiển nâng van biến thiên hoàn toàn và một VANOS kép. Nó hoạt động theo nguyên tắc điều khiển không tải bằng bướm ga. Với hệ thống này, bướm ga chỉ được sử dụng để ổn định hoạt động của động cơ tại các điểm vận hành quan trọng và đảm bảo độ chân không thấp cho hệ thống thông gió của động cơ. Chân không rất thấp có thể được tạo ra trong đường ống nạp bằng cách nghiêng nhẹ bướm ga, cho phép đưa khí thải đã qua xử lý vào cửa nạp trong quá trình vận hành động cơ hút khí tự nhiên.8 Valvetronic thế hệ thứ 4 của Động cơ B58.Trục cam xả 2.Chi tiết bù khe hở van thủy lực 4.Trục lệch tâm 9.Giắc nối điện, động cơ servo Valvetronic 10.9 VANOS kép của động cơ B58 A )Trục cam xả B )Trục cam nạp Trang 8 1 .Cam ba hệ thống bơm cao áp 2.Nhông cam xả 3.VANOS, phía ống xả 4.Bộ truyền động van điện từ VANOS, đầu xả 5.Bộ truyền động van điện từ VANOS, đầu nạp 6.Thiết bị VANOS, phía cửa nạp 7.Nhông cam nạp.
Thời gian trùng lặp của van có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính của động cơ xăng. Do đó, động cơ có van nhỏ hơn có mô-men xoắn cực đại ở tốc độ động cơ thấp nhưng công suất cực đại có thể đạt được ở tốc độ động cơ cao. Mặt khác, công suất cực đại đạt được với sự chồng lên nhau của van lớn thì cao hơn, nhưng điều này lại làm mất đi mô-men xoắn ở tốc độ động cơ thấp. VANOS cung cấp giải pháp tạo ra mô-men xoắn cao ở tốc độ động cơ thấp và trung bình, công suất cực đại ở tốc độ động cơ cao.
Một lợi ích khác của VANOS là tùy chọn EGR(công nghệ tuần hoàn khí thải) nội bộ làm giảm khí thải các oxit nitơ có hại Nox, làm nóng bộ chuyển đổi xúc tác nhanh hơn, giảm khí thải chất trong quá trình khởi động lạnh, giảm tiêu thụ nhiên liệu.10 Bộ truyền đai Hình 1.10 Bộ truyền động đai động cơ B58 1.puli căng đai 3.Máy nén điều hòa không khí 5.Đai chữ V có gân 6.Bộ giảm rung trục khuỷu. Trang 9 Bộ truyền động dây đai là bộ truyền động một dây đai trong đó tất cả các thành phần phụ được truyền động chỉ sử dụng một dây đai. Chiều dài của đai truyền động thay đổi do giãn nở nhiệt và theo thời gian sử dụng. Đai truyền động phải được ép lên puli căng đai với một lực xác định để đảm bảo có thể truyền mômen quay bất cứ lúc nào.
Do đó, sức căng của dây đai được tạo ra bởi một ròng rọc căng tự động, bù đắp cho sự kéo căng của dây đai trong suốt thời gian sử dụng.4 Hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu đã được điều chỉnh để tuân thủ tiêu chuẩn khí thải. Các kim phun hiện đã được bắt vít vào một ống phân phối được tích hợp với cảm biến áp suất cao 1.1 Kim phun điện từ Selenoid Giống như động cơ N55, động cơ B58 mới cũng được trang bị kim phun van điện từ Bosch HDEV 5. Chọn kim phun cần chú ý những điều sau: • HDEV (high-pressure fuel injection valve) là kim phun nhiên liệu áp suất cao • Chọn dòng phù hợp • Áp suất phun nhiên liệu tối đa 150 bar • Áp suất phun nhiên liệu tối đa 200 bar. Khi có dòng điện đi qua cuộn dây điện từ, một từ trường được tạo ra hút phần ứng nam châm.