Teilnehmerunterlage S85B50 Motor BMW Service - Uploadarea.de

InhaltS85B50 MotorEinleitung 1Systemübersicht 3Systemkomponenten 15

7EinleitungS85B50 MotorEinleitungDer S85B50 ist der erste Zehnzylinder-Motorvon BMW für ein Serienfahrzeug. DieHochdrehzahlauslegung des S85 ist Garantfür ein sehr spontanes Ansprechen desMotors und eine gleichmäßigeLeistungsentfaltung. Durch die für einenSerienmotor sehr hohe Höchstdrehzahl von8.250 1 / min ist ein extrem steifer Motorblocknotwendig.Aus diesem Grund wurde für den Motorblockeine Bedplate-Konstruktion gewählt. Auch derZylinderkopf ist einteilig, um einegrößtmögliche Steifigkeit zu erzielen undDichtflächen zu reduzieren.Der Ventiltrieb und besonders dieKastenstößel mit hydraulischemVentilspielausgleich (HVA) wurden gewichtsundreibungsoptimiert.Die hohe Dynamik und Spontanität desMotors erfordert eine sehr schnelleVerstellung der VANOS. Dies wird durch einenÖldruck von 80 bar sowie neuenProportionalventilen und VANOS-Getriebenerreicht.Ebenfalls sind für das schnelle Ansprechendes Motors die Einzeldrosselklappenerforderlich, die seitenspezifisch betätigtwerden.Um die hohe Leistung an das Getriebeübertragen zu können, ist der S85 mit einerZweischeibenkupplung undZweimassenschwungrad (ZMS) ausgerüstet.Technische DatenMotorbezeichnung S85B50Bauart V10, 90°Hubraum 4.999 cm 3Bohrung92 mmHub75,2 mmLeistung373 kW/507 PS bei7.750 1 / minDrehmoment 520 Nm bei 6.100 1 / minDrehzahl8.250 1 / minGewicht240 kg1 - S85B50 Leistungsdiagramm1

8SystemübersichtS85B50 MotorMotorblock mit Bedplate1 - Kurbelgehäuse mit Bedplate (grau = Aluminium, dunkelgrau = Grauguss, blau = Wasserraum, gelb = Ölraum)Bei konventionellen Kurbelgehäusen sind dieunteren Lager der Kurbelwelle als einzelneLagerbrücken ausgeführt.Um die Kolbenkräfte sicher aufnehmen zukönnen, sind diese "Hauptlagerbrücken" ausGrauguss.Die Lagerbrücken sind vorgegossen undwerden nach der ersten Montage zusammenmit dem Kurbelgehäuse bearbeitet.Beim Kurbelgehäuse mit Bedplate ist dasKurbelgehäuse in Höhe derKurbelwellenachse in Kurbelgehäuseoberteilund Kurbelgehäuseunterteil, dem sogenannten Bedplate, geteilt.Bei geteiltem Kurbelgehäuse mit Bedplatesind die Lager der Kurbelwelle Bestandteileines eigenen stabilen Rahmens, demBedplate.Das Bedplate wird zusammen mit demKurbelgehäuse bearbeitet und nach derKurbelwellenmontage an dasKurbelgehäuseoberteil montiert.Merkmale– Durch das kompakte Bedplate wird dasKurbelgehäuse zur Ölwanne hin zusätzlichversteift. Dadurch wird der Gesamtmotorauch insgesamt steifer undwiderstandsfähiger gegen Verwindungen.– Durch die zusätzliche Versteifung desKurbelgehäuses verbessert sich auch dieMotorakustik.– Das Bedplate bietet die Möglichkeit,zusätzliche Baugruppen im unterenMotorbereich unterzubringen.– Das Bedplate ermöglicht eine einfache undschnelle Montage derKurbelwellenhauptlagerung3

8Bedplate-Verschraubung2 - Bedplate-VerschraubungDas Bedplate wird am Kurbelgehäuseoberteilmit den Hauptlagerschrauben verschraubt.Zur Lagefixierung dienen Passhülsen (NG4)oder Schrauben mit fliegenden Passhülsen(S85). Die Motornummer ist am Bedplateeingestanzt (siehe Pfeil).Zur Sicherstellung einer ordnungsgemäßenFunktion der Kurbelwelle ist die Einhaltungder vorgeschriebenen Reihenfolge derBedplate-Verschraubung zwingenderforderlich. Abweichungen davon führen zuMotorschäden und Undichtigkeiten imBedplate/Kurbelgehäuse.Das Bedplate ermöglicht eine einfache undschnelle Montage derKurbelwellenhauptlagerung.Das Bedplate muss zum Kurbelgehäuse hinabgedichtet werden. Da dieKurbelwellenbohrung gemeinsam mit demverschraubten Bedplate gefertigt wird, kannkeine Flachdichtung verwendet werden, dasich ansonsten die Kurbelwellenbohrungvergrößert. Deshalb erfolgt bei Motoren miteinem Bedplate die Abdichtung mittels einemFlüssigdichtmittel in einer Nut.3 - Einspritzöffnung am Kurbelgehäuse für die FlüssigabdichtungDas Flüssigdichtmittel wird nach derkompletten Verschraubung des Bedplates andas Kurbelgehäuse über die Einspritzdüsen indie Nut eingepresst.4

8Bedplate-AbdichtungAn den Austrittsstellen wird mit Primer dasFlüssigdichtmittel zum Aushärten gebracht.4 - Austritt DichtmittelKurbeltriebDie geschmiedete Kurbelwelle weist eineHubzapfenfolge von 72° auf.Das Kettenrad für den Primär-Steurtriebist in einem Teil mit der Kurbelwelleverarbeitet.Sowohl die Kolben als auch die Stahl-Crack-Pleuel sind asymmetrisch.5 - Kurbelwelle mit Pleuel und Kolben5

8ZylinderkopfDie einteilige Ausführung des Zylinderkopfesbietet im Wesentlichen Vorteile hinsichtlichder Steifigkeit, aber auch bzgl. derReduzierung von Dichtflächen.Im Kopf sind sowohl der Leerlaufluftkanal alsauch der Sekundärluftkanal integriert.6 - Querschnitt Zylinderkopf (rot = Schnittkante, orange =Sekundärluftkanal, blau = Wasserraum, aqua = Leerlaufluftkanal)Steuertrieb8 - Ventiltrieb7 - Steuertrieb S85Je eine Steuerkette mit eigenemKettenspanner treibt die jeweiligeEinlassnockenwelle an (Primär-Steuertrieb).Der Antrieb von der Einlassnockenwelle zurAuslassnockenwelle erfolgt durch einenZahntrieb (Sekundär-Steuertrieb).Die Hydrostößel des S85 sind aus GewichtsundReibungsgründen von der Form an dieKastenstößel, wie sie von Rennmotorenbekannt sind, angelehnt. Da sie sich imZylinderkopf nicht drehen dürfen, sind in denStößeln Verdrehnadeln eingepresst, die inden, im Zylinderkopf eingefrästen Nutenlaufen.6

8VANOS9 - VANOS-StelleinheitSowohl Auslass- als auch Einlassnockenwellewerden, wie vom S62 bekannt, auch beim S85durch die VANOS verstellt. DieEinlassnockenwellen weisen einenVerstellweg von 66° KW und dieAuslassnockenwellen 37° KW auf.Der Öldruck von 80 bar wird von einer, in derÖlwanne verbauten Hockdruckpumpe zurVerfügung gestellt. Die Hochdruckpumpewird über ein Zahnrad direkt von derKurbelwelle angetrieben.Über drei Druckleitungen gelangt das unterDruck stehende Motoröl zu den beidenVANOS-Stelleinheiten und zumDruckspeicher.An den Stelleinheiten sind je zweiProportionalventile verbaut, die den Öldruckstufenlos variieren. Gegenüber den früherverwendeten Wegeventilen bietenProportionalventile kürzere Verstellzeiten undeine höhere Betriebssicherheit.7

810 - Hydraulikplan der VANOS-Stelleinheit S85Index Erklärung Index ErklärungA Auslass 4 Filter 190 µmB Einlass 5 Einspeisventil (Druckreduzierventil)C früh 6 Proportionalventil (3/2-Wege)D spät 7 Verstellkolben Druckspeicher1 Motorölpumpe (1-5 bar) 8 Druckspeicherabsperrventil2 Filter 80 µm 9 Druckspeicher3 Hochdruckpumpe 80 bar (HDP) 10 Druckbegrenzungsventil HDPVANOS Hydraulikeinheiten(Aktuatoren)Der Verstellweg der Kolben in der VANOS-Stelleinheit wird durch ein, in die Kettenräderintegriertes stufenloses Getriebe in eineDrehbewegung umgesetzt.8

8Riementrieb11 - Riementrieb über ganze Seitenbreite13 - NebenriementriebDer Nebenriementrieb umfasst dieLenkhilfepumpe und den Klimakompressor.Der Antrieb erfolgt über die Riemenscheibe ander Kurbelwelle.12 - HauptriementriebVom Haupttrieb angetrieben werden dieWasserpumpe und der Generator. Der Antrieberfolgt über die Riemenscheibe an derKurbelwelle.9

8Kühlkreislauf14 - KühlkreislaufSowohl Zylinderkopf als auch Motorblock sindin bekannter Weise quer durchströmt. Neu istjedoch, dass jeder Zylinderkopf einen eigenenKühlervorlauf aufweist und der Thermostat imRücklauf sitzt. Der Kühler ist in einen oberenund unteren Wasserkasten aufgeteilt. Derobere Wasserkasten wird vom Kühlmitteldurchströmt, das vom Zylinderkopf 6-10austritt. Der untere Wasserkastenentsprechend vom Zylinderkopf 1-5.Durch den zweiteiligen Kühler sind dreiEntlüftungsöffnungen und zweiEntlüftungsleitungen zur einwandfreienSelbstentlüftung notwendig.Der Abgriff für den Heizungswärmetauscherist an den Zylinderköpfen hinten angebracht.Der Heizungsrücklauf und die Leitung zumAusgleichsbehälter werden vor derWasserpumpe mit einem T-Stückzusammengefasst.10

8Ölkreislauf Schmierung15 - Ölkreislauf S85Der S85 ist mit einem Quasitrockensumpfausgerüstet. Aus diesem Grund wird eineSaugpumpe eingesetzt, um das Öl aus derÖlwanne im Bereich vor dem Zahnstangen-Hydrolenkgetriebe in den hinteren Ölsumpf zufördern. Von dort saugt eine regelbarePendelschieberpumpe das Öl ab und drücktes mit max. 5 bar in den Ölfilter. Im Ölfilterkopfbefindet sich zudem ein Thermostat, der denWeg zum Motorölkühler freigibt. Vom Ölfiltergelangt das Öl in den Motor. Dort teilt es sichüber drei Leitungen zu den beiden Köpfen undzum Kurbelgehäuse auf. Eine Besonderheitsind die beiden elektrischen Ölpumpen, die ander Ölwanne links und rechts angebracht sind.Die elektrischen Pumpen laufen ab einerQuerbeschleunigung von 0,8 G an undSaugen das Öl von den Zylinderköpfen ab, dasbei diesen Fliehkraftverhältnissen ansonstennicht mehr zur Ölwanne zurückfliesen würde.Die Kurbelgehäuseentlüftung erfolgt jeweilsüber einen Zyklonabscheider im Sammler fürAnsaugluft. Die Rücklaufleitung vomÖlabscheider sowie dieKondensatrücklaufleitungen von denSammlern für Ansaugluft werden amKurbelgehäuse auf der Zylinderseite 6-10 inden Ölsumpf geleitet.11

8Sammler für Ansaugluft16 - Sammler für Ansaugluft S85Der S85 hat für jede Zylinderseite eineneigenen Sammler für Ansaugluft. ÜberSchläuche werden die Sammler fürAnsaugluft mit den Drosselklappenstutzenverbunden.10 Einzeldrosselklappen steuern dieLuftzufuhr für den S85. DieEinzeldrosselklappen jeder Zylinderseitewerden separat durch einen Stellantrieb übereine Betätigungswelle betätigt. DieStellmotoren arbeiten unabhängigvoneinander.17 - S85 DrosselklappenDie Drosselklappen werden zueinandereingestellt (wie S54). Die Synchronisation derZylinderseiten zueinander, sowie dieEinstellung des Volllastanschlags entfällt. Dieerforderlichen Korrekturen werden von derMotorsteuerung übernommen (siehe KapitelMotorsteuerung MS_S65).LeerlaufsystemDer Leerlauf wird über zwei Leerlaufstellergesteuert, die die aus den Sammlern fürAnsaugluft angesaugte Luft direkt in denLeerlaufluftkanal des jeweiligenZylinderkopfes führen. Jede Zylinderseite wirdindividuell gesteuert.18 - Leerlaufsystem12

8Sekundärluftsystem19 - SekundärluftsystemIndex Erklärung1 Membranventil2 Sekundärluftsteller (nur US-Ausführung)3 SekundärluftpumpeDie Sekundärluft wird überunterdruckgesteuerte Membranventile an denZylinderköpfen in die Auslasskanäle eingeblasen.Der Unterdruck zur Ansteuerung derSekundärluftventile wird aus dem ZylinderkopfZylinderseite 6-10 entnommen und mit demElektro-Umschaltventil geschaltet. EinRückschlagventil verhindert das Rücksaugenin den Zylinderkopf.Die Leitungsführung der Unterdruckleitungenvom Elektro-Umschaltventil zu denSekundärluftventilen verläuft imKabelbaumschacht.Über die elektrische Sekundärluftpumpe wirdnach dem Motorstart dem Abgas Frischluftbeigemischt. Dies bewirkt eine Oxidation derunverbrannten Kohlenwasserstoffe im Abgas.Dadurch wird zum einen der HC-Anteil imAbgas gesenkt und zum anderen die Light off-Temperatur der motornahenHauptkatalysatoren schneller erreicht. Für dieEinhaltung der strengen Abgasgesetze in denUSA ist es notwendig, die Sekundärluft zusteuern, wofür bei der US-Ausführung desS85 ein Sekundärluftsteller in derSekundärluftleitung dient.13

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9SystemkomponentenS85B50Grundmotor und AnbauteileKurbelgehäuseoberteilDas Kurbelgehäuseoberteil ist aus einerAluminiumgusslegierung (GK Al-Si17Cu4Mg T5) hergestellt. Die LaufflächenBedplateDas Bedplate besteht aus einemAluminiumrahmen (G AlSi7Mg0,3 T6), in demGraugusslagerbrücken (GGG 60)eingegossen sind. Nach dem Vergießen wirdKurbelgehäuseDas Kurbelgehäuse ist aus Bedplate undKurbelgehäuseoberteil zusammengesetzt.Die Abdichtung erfolgt, wie schon beim N42,durch eine Flüssigdichtung in einer Nut, die imKurbelgehäuseoberteil eingefräst ist.Um ein Verspannen des Kurbelgehäuses beider Montage von Kurbelgehäuseoberteil undBedplate zu vermeiden, ist die Montagefolgeunbedingt einzuhalten:1. Positionieren des Bedplates diagonal anden Lagerstühlen 1und 6 mittels zweiSchrauben M8x94.2. Bedplate mit den zehn M8x94 SchraubenanheftenZylinderkopfDer Zylinderkopf ist aus einerAluminiumgusslegierungder Zylinder sind nach dem Alusil-Verfahrenbearbeitet.das Bauteil für 8 Stunden bei 525 °Cgeglüht, anschließend in 70 °C warmemWasser abgeschreckt und 5 Stunden bei165 °C warm ausgelagert.3. Anziehen der Schrauben M11x115 mitSetzmoment4. Anziehen der Schrauben M11x115 mitDrehwinkel5. Anziehen der Schrauben M8x94 mitSetzmoment6. Anziehen der Schrauben M8x94 mitvorgeschriebenem Drehmoment7. Anziehen der Schrauben M8x60, M8x35und M8x25 mit vorgeschriebenemDrehmoment.(GK AlSiMgCu0,5 wa) hergestellt.15

9Kurbelwelle/HauptlagerDie Kurbelwelle ist aus dem hochfesten Stahl42CrMo4 geschmiedet und wiegt 21,63 kg.Nach dem Schleifen der Lagerstellen wird dieWelle nitrocarburiert.An der Kurbelwange des ersten Hauptlagerssind die Farbkodes der Hauptlagerschaleneingeprägt.1 - Kennzeichnung der Hauptlager-Klassierung (G = grün; Y = gelb; V =violett)PleuelDer geschmiedete Pleuel des S85 wird ausdem Werkstoff 70MnVS4 BY hergestellt. Wiebeim S54 Pleuel wird auch beim S85 Pleueldas große Pleuelauge gekrackt, wodurch eineunverwechselbare Trennfuge mit besterPassgenauigkeit erzielbar ist. Das kleinePleuelauge ist wie bei den NG-Motorentrapezförmig ausgeführt, wodurch die Kraftüber eine größere Fläche abgestützt wird. DiePleuel wiegen 582 g und werden mit einerToleranz ± 2 g gefertigt. Aufgrund dieser sehrengen Toleranzen ist keine Klassierungnotwendig. Bei der Montage von Pleuel undKolbenmussberücksichtigtwerden,dassdasPleuel asymmetrisch ist und somit wie derKolben fahrtrichtungsgebunden montiertwerden muss.Die einseitige Reduzierung des Anlauf-Bundes pro Pleuel um 1,5 mm dient dazu, denSeitenversatz um insgesamt 3 mm zuverkürzen und somit auch die gesamteMotorlänge um 3 mm zu verringern. DieEinbaurichtung wird am Pleuel durch zweiErhebungen gekennzeichnet.2 - Asymmetrie des Pleuels16

9Der vorgeschriebene Arbeitsablauf beimVerschrauben der Pleuelschrauben istzwingend einzuhalten. Das dreimaligeAnziehen mit gleichem Anzugswinkel bewirktin den Pleuelschrauben einen gewissenTrainingseffekt (Kaltverfestigung), was zueiner erhöhten Vorspannkraft und gleichzeitigzu einer minimierten Vorspannkraftstreuungführt.3 - Einbaurichtung PleuelKolbenDer Kolben ist aus Aluminium(Al Si12CuNiMg) gegossen. Da einAluminiumkolben ein ungünstiger Reibpartnerfür einen Aluminiumzylinder darstellt, ist derKolbenschaft mit einer galvanischenNockenwelleDie neunfach gelagerte Nockenwelle ist ausHartschalenguss (GGG 60) hohlgegossen.Das Geberrad für den Nockenwellensensor istbeim S85 erstmals an der NockenwelleEisenbeschichtung (Ferrostan), die eineSchichtstärke von ca. 10 µm aufweist,versehen. Eine ca. 2 µm-Zinnschicht dientdarüber hinaus als Einlaufschicht.angegossen. Für die Zentralverschraubungder VANOS-Getriebe ist in den Nockenwellenein M12x1 Gewinde vorhanden.VentilfedernFür den S85 kommen konische Ventilfedernzum Einsatz. Für Einlass und Auslass werdendie gleichen Federn verwendet.VentilkeileDie Ventilkeile sind als einreihigeKlemmventilkegelstücke ausgeführt. ImGegensatz zu den dreireihigen Ventilkeilenverhindern diese Klemmkegelstücke einVerdrehen des Ventils während des Betriebs,da durch die saubere Verbrennung und densehr engen Fertigungstoleranzen weder einReinigungseffekt noch ein Einlaufverhaltenerforderlich ist. Ein Vorteil derKlemmkegelstücke liegt im geringerenGewicht (ca. 50 % weniger Gewicht alsdreireihige Ventilkeile).Darüber hinaus wird die Kraft der Ventilfedernicht formschlüssig über die Rillen imVentilschaft übertragen, sondernkraftschlüssig. Dies ist bei einemSchaftdurchmesser von 5 mm wesentlichmaterialschonender.17

9KastenstößelKastenstößel erlauben gegenüberTassenstößel eine wesentlich höhereBalligkeit. Dadurch ergibt sich eine geringereAuswanderung des Berührpunktes vonNocken und Stößel. Eine Alternative dazustellt das Hohlschleifen der Nocken dar, wasmit einem erhöhten Fertigungsaufwandverbunden ist, oder ein Tassenstößel mitwesentlich größerem Durchmesser und somitum ca. 20 g mehr Gewicht pro Stößel.Bezüglich der bewegten Massen ist nach wievor der Ventiltrieb des S54 unübertroffen, jedochstellt der Kastenstößel des S85 dasOptimum im ZielkonfliktWartungsfreundlichkeit, Fertigungstechnikund bewegte Massen dar.VentileSowohl Auslass- als auch Einlassventil sindVollschaftventile mit einemSchaftdurchmesser von 5 mm. DieEinlassventile sind aus dem VentilstahlX45CrSi9-3 hergestellt. DerAuslassventilschaft besteht ebenfalls ausX45CrSi9-3 und ist mit dem Ventilteller ausNiCr20TiAl reibverschweißt.VANOS-HochdruckpumpeUm den Füllgrad zu verbessern, ist amAuslassventil im Bereich des Ventilsitzes nichtwie üblich noch ein zylindrischer Auslaufangeformt, sondern die 70° Schräge läuft spitzaus. Aus diesem Grund ist das Einlassventilsehr vorsichtig zu handhaben, da jegliches"Anstoßen" unweigerlich eine Beschädigungder Kante nach sich zieht.4 - VANOS-HochdruckpumpeDie Hochdruckpumpe ist alsRadialkolbenpumpe mit fünf Pumpkolbenausgeführt. Der Antrieb erfolgt über einenZahnradtrieb direkt von der Kurbelwelle. ZurVermeidung von Verzahnungsgeräuschenmuss das Hockdruckpumpenkettenrad beider Montage mit dem beschichteten Teilspielfrei zur Kurbelwelle zeigen. Durch dasAbschaben der Beschichtung stellt sich danndas richtige Zahnspiel selbstständig ein.5 - Beschichtetes Segment des HochdruckpumpenzahnradesDie Hochdruckpumpe wird aus dem Bedplatemit Motoröldruck versorgt. In derÜbergangsbohrung vom Bedplate zurHochdruckpumpe ist ein Feinfilter mit 80 µmverbaut. Dieser Filter dient nur dazu, um evtl.Verschmutzung bei der Serienproduktionzurückzuhalten und wird im Fahrbetrieb nichtgetauscht.In der Hochdruckpumpe sorgt einEinspeisventil für eine konstanteÖlmengenzufuhr im gesamtenMotoröldruckbereich.18

97 - Radialkolben Hochdruckpumpe mit fest stehendem Stator 1 undbeweglichem Rotor 26 - Einspeisventil der HochdruckpumpeIndex Erklärung1 Motoröl2 Ölzulauf HochdruckpumpeDie Hochdruckpumpe besteht aus dem festenStator, um den sich der bewegliche Rotordreht. Im Rotor sind fünf bewegliche Kolbengelagert. Stator und Rotor sind außermittig imPumpengehäuse eingebaut. Dadurch werdendie Kolben beim Drehen des Rotors radialzwangsgeführt und somit diePumpenhubbewegung erzeugt.Index Erklärung1 Rotor2 Stator3 Pumpengehäuse4 Motoröl wird durch Stator zugeführtund von den Kolben angesaugt5 Motoröl wird verdichtet und mit 80bar zurück in den StatorabgegebenBei Druckspitzen im Hochdrucksystem öffnetsich das in der Hochdruckpumpe integrierteDruckbegrenzungsventil und gibt so einenBypass zur Ölwanne frei.Das unter einem Druck von 80 bar stehendeÖl wird über drei Druckleitungen zu denbeiden VANOS-Stelleinheiten und zumDruckspeicher geleitet.19

9VANOS-Hochdrucksystem8 - HochdruckleitungsverlaufVANOS-AktuatorenAuslassverstellung in Richtung spät.Die Verstellkolben sind als doppelwirkendeZylinder aufgebaut und im Verstellweg für EinundAuslassnockenwellen unterschiedlich.9 - VerstelleinheitIndex Erklärung1 Verstellrichtung früh2 Einlass3 Steckkontakte4 Auslass5 Verstellrichtung spätZur Verstellung der VANOS-Getriebe gibt esfür jede Zylinderseite eine eigeneVerstelleinheit, die so genannten Aktuatoren.Versorgt werden diese mit Hochdrucköl ausder VANOS-Hochdruckpumpe.Da Einlassnockenwelle undAuslassnockenwelle aufgrund derZahnradverbindung gegenläufig drehen,erfolgt beim Ausfahren des Kolbens dieEinlassverstellung in Richtung früh und die10 - Verstellkolben HubIndex Erklärung1 Hub20

9Der Hub an der Auslassseite von maximal14,25 mm entspricht 18,5° NW = 37° KW.Der Hub an der Einlassseite von maximal25,25 mm entspricht 33° NW = 60° KW.Die Verstellkolben sind beim Ausfahren inbeiden Kolbenräumen mit dem Systemdruckvon 80 bar beaufschlagt. Deshalb erfolgt dieAusfahrbewegung nur aufgrund derunterschiedlichen Kolbenflächen. Das Öl ausdem kleinen Kolbenraum wird dabei in denHochdruckkreislauf abgegeben. DasAusfahren des Verstellkolbens erfordert einvoll angesteuertes Proportionalventil.Haltefunktion und Einfahrbewegung werdendurch Absenken des Ölzuflusses auf der Seitemit der größeren Kolbenfläche mittels einerTeilansteuerung des Proportionalventilsdargestellt. Durch den verringerten Ölzuflusssinkt der Öldruck, womit auch dieKräfteverhältnisse auf dieVerstellkolbenflächen verändert werden. DieEinfahrbewegung der Verstellkolben wirddurch die Nockenwellen unterstützt, da dieseaufgrund der Schrägverzahnung im VANOS-Getriebe die Zahnwellen in dieHydraulikeinheiten zurückdrücken.11 - Verstellkolben ausfahren12 - Verstellkolben einfahren21

9VANOS-Getriebe13 - VANOS-Getriebe14 - Aufbau EinlassgetriebeIndex Erklärung1 Auslass2 EinlassDie VANOS-Getriebe verbinden dieKurbelwelle mit den Einlassnockenwellensowie die Nockenwellen untereinander.Gleichzeitig ermöglichen die Getriebe die"Verdrehung" der Nockenwellen. Ein- undAuslassgetriebe unterscheiden sich imäußeren Aufbau Zahn- und Kettentrieb, derVerstellmechanismus im Inneren ist gleich.Der Antrieb des Getriebes erfolgt über dasAntriebszahnrad, das mit einerSchrägverzahnung auf die Innenhülse wirkt.Die Innenhülse ist mit der Außenhülse durchdie Getriebeverschraubung verbunden. DieInnenhülse wirkt mit einer (weiteren)Schrägverzahnung auf das Lager für dasAntriebsrad, das mit der Zentralschraube festmit der Nockenwelle verbunden ist.Der Aktuator (Verstelleinheit) ist mit derAußen- und Innenhülse durch dieGetriebeverschraubung verbunden. Bei derVerstellung werden Innen- und Außenhülseaus dem Getriebe herausgezogen bzw.hineingeschoben.Index Erklärung1 ZB Antriebsrad2 Innenhülse3 Außenhülse4 Lager für AntriebsradDabei verdreht sich die Innenhülse durch dieSchrägverzahnung am "festen" Antriebsrad(Steuerkettentrieb). Aufgrund derkraftschlüssigen Schraubverbindung mit derAußenhülse verdreht sich diese mit. DieAußenhülse verdreht nun durch eine weitereSchrägverzahnung das Lager für dasAntriebsrad und somit die mit derZentralschraube verbundene Nockenwelle.Montiert werden die Getriebe inGrundstellung, d. h. auseinander gezogen. DieVerstellung der Nockenwellen erfolgt durchZusammenschieben der Getriebe.Zur Unterstützung der Rückstellbewegungsind Antriebsrad und Lager für Antriebsrad miteiner Drehfeder verbunden.22

9beide Zahnflanken des Auslasszahnrades amEinlasszahnrad anliegen.15 - Einlassgetriebe verstelltBei der Montage der Aktuatoren sind dieGetriebeschrauben nur leicht angezogen.Somit erfolgt beim Anschieben derAktuatoren an den Zylinderkopf (damit leichteEinschubbewegung des Getriebes) keinKraftübergang von der Außenhülse zurInnenhülse. Durch das "feststehende"Antriebsrad dreht sich die Außenhülse inMotordrehrichtung. Gleichzeitig dreht sich dieInnenhülse durch das "feststehende" Lagerfür Antriebsrad gegen die Motordrehrichtung.16 - Verdrehrichtung beim Aufschieben der VerstelleinheitDer Antrieb der Auslassnockenwelle erfolgtüber einen Zahntrieb durch dieEinlassnockenwelle. Zur Vermeidung vonVerzahnungsgeräuschen, verursacht durchWechsel der antreibenden Zahnflanke beiLastwechsel, ist das Antriebszahnradzweigeteilt. Die beiden Zahnradhälftenwerden durch eine Scheibenfeder(Wirkungsweise ähnlich einemZweimassenschwungrad) gegeneinanderverdreht, sodass in allen Lastzuständen immer17 - Auslasskettenrad mit ScheibenfederIndex Erklärung1 Ringfeder2 Drehfeder3 Verriegelungsschraube23

9VANOS-DruckspeicherDer Druckspeicher ist mit 40 bar Stickstoffvorgespannt. Der Ölraum wird vom Gasraumdurch einem Kolben getrennt.Der Arbeitsdruck der VANOS beträgt 80 bar.Beim Ausschalten des Motors wird dasAbsperrventil am Druckspeicher geschlossen.Im Druckspeicher verbleibt ein Druck von80 bar, der beim nächsten Motorstart ohneVerzögerung bereitgestellt wird.3 Für Arbeiten am Druckspeicher istunbedingt die Reparaturanleitung zubeachten! 1ÖlpumpenDie Ölpumpe wird über eine Kette von derVANOS-Hochdruckpumpe angetrieben.20 - Duozentric-Pumpe18 - Antrieb der ÖlpumpeIm Ölpumpengehäuse verbergen sich zweiÖlpumpen. Zum einen eine Duozentric-Pumpe, die das Öl vom vorderen Ölsumpf inden hinteren fördert. Zum anderen aus einerregelbaren Pendelschieberpumpe, die ausdem hinteren Sumpf das Öl absaugt und miteinem variablen Druck von bis zu 5 bar in denÖlfilter fördert.21 - Pendelschieberpumpe19 - Ölwanne mit ÖlpumpeDie Leistung der Pumpe wird durch dieExzentrizität des Pendelschiebers bestimmt.Läuft dieser mittig zum Rotor, findet keineFörderleistung mehr statt, da allePumpenkammern gleich groß sind.Der Pendelschieber wird durch einenschrägen Kolben verstellt. Dieser Kolben stehtim Gleichgewicht zwischen der Kolbenfederund dem Motoröldruck. Je größer derMotoröldruck, desto mehr wird der Kolbengegen die Feder gedrückt und umso mehrverdreht sich der Pendelschieber in Richtung0-Förderung.24

922 - Minimale Förderleistung23 - Maxinale Förderleistung25

9Elektrische ÖlpumpenBei hohen Kurvengeschwindigkeiten wird dasMotoröl durch die Fliehkraft in den jeweiligenkurvenäußeren Zylinderkopf gedrückt, sodasses nicht mehr von selbst in die Ölwannezurückläuft.Deshalb muss es durch die jeweiligeelektrische Ölpumpe ab- und in die Ölwannezurückgesaugt werden. Die Ansteuerung derelektrischen Ölpumpen erfolgt durch dasMotorsteuergerät, die Kurvengeschwindigkeitwird mit einem Gierratensensor ermittelt.Die elektrischen Ölpumpen werden durchWärmeschutzbleche unten von der Abwärmeder Abgaskrümmer geschützt.ÖlspritzdüsenZur Kolbenbodenkühlung kommen beim S85Doppelhakenölspritzdüsen zum Einsatz.Die Ölspritzdüse ist mit einem integriertenDruckregelventil ausgestattet.ÖlfiltergehäuseIm Kopf des Ölfiltergehäuses sitzt einThermostat, der den Weg zum Motorölkühlerfreigibt.Öffnungsdruck: 1,8 bis 2,2 barSchließdruck: 1,3 bis 1,9 barAbgaskrümmerDer S85 hat für jede Zylinderseite einen 5 in 1Abgaskrümmer mit motornahem Katalysator.Die Rohre des Krümmers sind aus Edelstahl(X 15 Cr Ni Si 20-12) gefertigt und weisen eineWandstärke von 0,8 mm auf.24 - Abgaskrümmer26

9Sammler für AnsaugluftDer S85 hat für jede Zylinderseite eineneigenen Sammler für Ansaugluft, der mitSchlauchschellen auf denDrosselklappenstutzen montiert ist.In den Sammlern für Ansaugluft sind imBereich des fünften bzw. des zehntenZylinders Zyklonabscheider verbaut. Das Ölaus den Ölabscheidern und das Kondensataus den Sammlern für Ansaugluft werdenüber zwei Kanäle im Kurbelgehäuse hinterdem zehnten Zylinder zusammengefasst undin den Ölsumpf geleitet.Der Aufbau des Sammlers für Ansaugluft istdem des S54 ähnlich. So sind auch beim S85die Schalen aus PA66 hergestellt jedochdurch Spiegelschweißen miteinanderverbunden.25 - Zyklonabscheider (1) im Sammler für AnsaugluftAnsauggeräuschdämpferDie Luftführung zu denAnsauggeräuschdämpfern führt über je zweiWege. Zum einen aus dem Bereich hinterdem Ziergitter und zum anderen von dengroßen Lufteinlässen im Stoßfänger.Zum Erreichen der maximalen Leistungbenötigt der S85 alle vier Luftwege. AusBauraumgründen war ein großer Querschnittnicht zu verwirklichen. Zudem ist durch dieoberen Ansaugwege die geforderteWattfähigkeit des M5 gegeben.Der Luftfiltereinsatz ist in der US-Ausführungzusätzlich mit einem Aktivkohlefilterausgestattet. Dies dient dazu, dass im Standkeine kohlenwasserstoffhaltigen Dämpfe ausdem Ansaugbereich in die Umwelt gelangenkönnen.26 - Ansauggeräuschdämpfer mit Luftführungen27

9KühlerDer Kühler des S85 ist in einen oberen undeinen unteren Wasserkasten unterteilt. Deruntere Wasserkasten dient der Kühlung desKühlmittels von der Zylinderseite 1-5, derobere der Kühlung der Zylinderseite 6-10.Durch diese Zweiteilung konnte derDruckabfall im Kühler von ca. 3 bar auf ca.1,4 bar gesenkt werden.ThermostatBedingt durch das zweiteilige Kühlkonzept istder Thermostat beim S85 in den Rücklaufgelegt worden. Es handelt sich um einenkonventionellen Thermostat, der bei 79 °Cöffnet.Das Kühlmittel tritt aus den Zylinderköpfen indie Stutzen für Kühlervorlauf ein und von dortsowohl über die Doppel-O-Ring-Träger in denThermostat, als auch in dieKühlmittelvorlaufschläuche über.27 - Thermostatgehäuse im Schnitt28

InhaltDME MS_S65Einleitung 1Systemübersicht 3Systemkomponenten 5Funktionen 13Servicehinweise 21

5EinleitungDME MS_S65EinleitungDer Motor S85B50 kann 373 kW (507 PS)und ein maximales Drehmoment von 520 Nmentwickeln.Um die volle Leistungsentfaltung bis zu einermaximalen Drehzahl von 8.250 1 / min unterEinhaltung der Emissionsgesetze zugewährleisten, kam erstmals die auf derMS_S54 basierenden, weiterentwickelteMotorsteuerung MS_S65 von Siemens zumEinsatz.Durch die Verwendung der MS_S65 mit ihrenerweiterten Funktionen wurde es möglich,diesen Motor mit dem Hochdrehzahl-Konzeptpräzise zu steuern.Der S85B50 erfüllt die Abgasnormen• Europa: EU4• USA: US-LEV 2• Japan: Japan LEV 20001

6SystemübersichtDME MS_S65Die MS_S65 ist eine Weiterentwicklung derMS_S54 (MS_S54 HP, M3 CSL), die zurSteuerung des S54 im E46 M3 eingesetztwurde.Für den Einsatz der Motorsteuerung S65 amS85B50 wurden zusätzlich Funktionenimplementiert, die erstmalig bei BMW zurAnwendung kommen:• Zweistufige Wählbarkeit der maximalenMotorleistung• Querkraftabhängige Steuerung derelektrischen Ölabsaugpumpen• Bedarfsgerechte Kraftstoffförderung mitvariablem Kraftstoffdruck• Klopf- und Aussetzererkennung durchIonenstrom-Technologie3

7SystemkomponentenDME MS_S65DME-Steuergerät Siemens MS_S651 - MS_S65Wie beim E60 Serienfahrzeug übernimmtauch die Motorsteuerung im E60 M5,zusammen mit dem intelligentenBatteriesensor, IBS und dem Generator, dieAufgabe des Energiemanagements und desBOS Bedarforientierten Service.Ein Motorsteuergerät regelt beideZylinderseiten.Heißfilm-Luftmassenmesser (HFM)Zur Bestimmung der angesaugten Luftmasseund deren Temperatur wird Bankweise je einHeißfilm-Luftmassenmesser vom HerstellerDie Zündreihenfolge ist:1-6-5-10-2-7-3-8-4-9.Die MS_S65 ist mit 6 Steckmodulen (in zweiKompaktstecker kombiniert) ausgerüstet, dienach Funktionen gruppiert sind.Die Zündendstufe sowie die Klopf- undAussetzererkennung wurde in dasIonenstromsteuergerät ausgelagert.Auswertung desQuerbeschleunigungssignals vom DSC für dieÖlabsaugung.Datenschnittstellen:1. PT-CAN2. Leerlaufluftsteller/SMG-CAN3. Drosselklappen CAN (DK-CAN)4. BSD BUS (Generator und IBS)5. Schnittstelle zum CASBosch, HFM 5.0 mit CL Bypass,herangezogen.Der HFM ist als Steckmodul ausgeführt undist im Ansauggeräuschdämpfer positioniert.2 - HFM 5.0 mit CL Bypass5

7KraftstoffdrucksensorDer Kraftstoffdrucksensor befindet sich imRadhaus vorne links.Dieser Sensor misst den aktuellenKraftstoffdruck und gibt diesen Wert weiter andie Motorsteuerung.3 - KraftstoffdrucksensorElektrische Kraftstoffpumpe (EKP)Der Kraftstofftank beinhaltet zweiKraftstoffpumpen, die als Flügelzellenpumpenausgeführt sind.Beide Pumpen wurden in der rechtenTankhälfte integriert.Der Kraftstofffilter sowie der Druckregler sindin der linken Tankhälfte positioniert.4 - Kraftstofftank mitKomponentenIndex Erklärung Index Erklärung1 Druckregler 3 EKP 1 und 22 Kraftstofffilter6

7EKP-ModulDas EKP-Modul befindet sich wie beim E60Serie (Achtzylinder und Diesel) im Kofferraumhinten rechts. Die Leistungsendstufe diesesSteuergerätes wurde an die zusätzlichePumpe und der abgeänderten Regel-Logikangepasst.Ionenstromsteuergerät (ISS)Die beiden Ionenstromsteuergeräte desHerstellers Helbako sind vorn auf denZylinderkopfhauben der zugeordnetenZylinderseite montiert.5 - IonenstromsteuergerätKurbelwellensensorDer Kurbelwellensensor greift dasDrehzahlsignal am Inkrementenrad vomZahnkranz ab. Die Position der Kurbelwellewird durch eine Zahnlücke erkannt.NockenwellensensorJede Nockenwelle wird durch einenindividuellen Hallsensor überwacht.Das Inkrementenrad am Zahnkranz hat eineTeilung von 60 - 2 Zähnen.Der Sensor ist ein induktiver Sensor.Das Geberrad ist an die Nockenwellenangegossen.ÖlzustandssensorDer Ölzustandssensor (QLT) konnte vombereits bestehenden N62 übernommenwerden, jedoch wurde eineSoftwareanpassung durchgeführt.7

7ÖldruckschalterDas Signal dieses Schalters geht in die DMEein und wird dort bewertet. Im Falle einerAbweichung vom vorgegebenen Sollwertsendet die DME eine Botschaft an das CID,das dann eine Check-Control-Meldung zurAnzeige bringt.ÖlabsaugpumpeAm S85B50 wurden zwei voneinanderunabhängige Rückförderpumpen verbaut.Anders wie beim Vorgängermodell werdendiese Pumpen erst ab einer auftretendenFliehkraft von 0,8 G angesteuert.Die Pumpen saugen das im Zylinderkopfverbleibende Motoröl ab und führen es derÖlwanne zu.Die DME wird vom DSC via PT-CAN über dieaktuelle Querkraft informiert.6 - Ölabsaugpumpe8

7Leerlaufsteller7 - Leerlaufsteller 8 - Leerlaufsteller (Schnittbild)Die beiden LL-Steller sind alsDrosselklappensteller ausgeführt undbefinden sich im V-Raum.Die Kommunikation der Leerlaufsteller mit derDME erfolgt über den LLS/SMG-CAN.Die Initialisierung der Leerlaufsteller wirdautomatisch bei Motorstillstand und ZündungEIN durchgeführt.Index Erklärung1 Drosselklappe9

7Drosselklappen-StellmotorJeweils fünf mechanisch gekoppelteDrosselklappen einer Zylinderbank werdenüber einen Stellmotor (EDR-Steller) bewegt.Jeder EDR-Steller besteht aus einemStellmotor mit Getriebe und derSteuerelektronik. Über die Steuerelektronikerfolgt die Kommunikation mit der DME überCAN, die Regelung und Ansteuerung desStellmotors und die internenDiagnosefunktionen.9 - EDR-Steller10

7DrosselklappensensorPro Zylinderseite werden zwei Potenziometerangesteuert:• Ein Potenziometer für die Lageregelung.Dieser wird vom EDR-Satellit versorgt undeingelesen. Der eingelesene Wert wird perCAN an die DME übertragen. Bei Ausfallwird die betroffene Einheit abgeschaltet.• Ein weiterer Potenziometer ist für dieÜberwachung zuständig. Dieser wird vonder DME versorgt und eingelesen.Die beiden Drosselklappensensoren 1 und 2sind jeweils als doppelte Hallsensorenausgeführt. Diese vier Sensoren erfassen diePosition (Winkel) der Drosselklappen vonZylinderseite 1 und 2.Dabei besitzen die beiden in einem Gehäuseintegrierten Hallsensoren eine invertierteKennlinie (eine steigend, eine fallend).Der Sensor mit steigender Kennlinie wird vomjeweiligen EDR-Steller zur Lageregelungverwendet.Der redundante Sensor mit fallender Kennliniewird von der DME zur Überwachung derDrosselklappenregelung genutzt.10 - Drosselklappensensor (1)SekundärluftpumpeDie elektrische Sekundärluftpumpe istwartungsfrei. Der integrierte Filter unterliegtkeinem Wechselintervall.Angesteuert wird die Pumpe von der DME.Die Förderleistung liegt immer bei 100 % undwird nicht geregelt.11

7Mini HFM für SekundärluftsystemEin Mini HFM misst die Sekundärluftmasse imAnsaugrohr der Sekundärluftpumpe.Diese Überwachung wurde aufgrund derimmer niedrigeren Abgasgrenzwerteerforderlich.11 - Mini HFMRegelsondeAls Regelsonden wurden die bereitsbekannten Lambdasonden LSU 4.9 mitstetiger Kennlinie verwendet.Der Einbauort liegt im Einlauftrichter dermotornahen Katalysatoren.MonitorsondeDie Monitorsonden sind die bereits bekanntenSprungsonden LSH 25 in Lochausführung.AbgastemperatursensorDie Abgastemperatursensoren sind als NTC-Messelemente ausgeführt.Der Sensor kann bis zu einer Temperatur vonca. 1.200 °C erfassen.Dieser Sensor dient hauptsächlich zumSchutz der Katalysatoren.Druckspeicher-Absperrventil (VANOS)Das Absperrventil gewährleistet, dass dergespeicherte Motorölhochdruck nach demAbstellen des Motors im Druckspeichergehalten wird.Das Ventil ist somit stromlos geschlossen undwird von der DME nach Anforderung geöffnet.(keine proportionale Öffnung).12

8FunktionenDME MS_S65MotordrehmomentregelungDer EDR-Satellit dient der Regelung desMotordrehmoments. Hauptstellgröße ist diedem Motor zugeführte Frischluftmenge (Luft-Kraftstoffgemisch), die über die Stellung der10 Einzeldrosselklappen und der beidenLeerlaufdrosselklappen variiert werden kann.Für die Ansteuerung ist der Zehnzylinder V-Motor in zwei identische Blöcke(Zylinderseiten) mit jeweils fünf Zylindernaufgeteilt. Jede Zylinderseite verfügt übereine Leerlaufdrosselklappe und fünfEinzeldrosselklappen.Die fünf Einzeldrosselklappen sind proZylinderseite mechanisch miteinandergekoppelt.Die Stellung der Leerlaufdrosselklappe unddie Stellung der fünf Einzeldrosselklappenwird jeweils pro Zylinderseite mit zweiAktuatoren geregelt (ein Leerlaufsteller (LLS)und ein Einzeldrosselklappenregler (EDR)).Das gesamte Ansaugluftsteuerung bestehtdamit aus vier Stellmotoren für dieDrosselklappen.Aus Sicherheitsgründen verfügt jedeDrosselklappe über eine Rückstellfeder, diebeim Ausfall des jeweiligen Stellers dieDrosselklappen schließt.Alle vier Stellmotoren werden von derzentralen Motorsteuerung (DME) gesteuert.Die DME errechnet aus den Eingangsgrößen,wie z. B. Fahrerlastwunsch überPedalwertgeber, Kühlmitteltemperatur undaus Eingriffen anderer Steuergeräte (DSC,SMG, ...) das Soll-Lastsignal für beideZylinderseiten. Aus diesem Soll-Lastsignalermittelt die DME eine Sollposition für dieDrosselklappen (Soll-Winkel). Dabei wirdzunächst das Potenzial der Leerlauf-Drosselklappen ausgeschöpft, bevor dieEinzeldrosselklappen, über die einewesentlich größere Luftmenge angesaugtwerden kann, geöffnet werden.Die Kommunikation zu den Stellmotoren läuftüber CAN-Busse. Die beiden EDR-Stellerwerden über einen eigenen, unabhängigenCAN-Bus, die beiden LL-Steller über einengemeinsamen LLS-SMG CAN-Busangesprochen.Um die Motorleistung entsprechend denVorgaben einzustellen, gibt die DME denStellern einen Sollwert für dieDrosselklappenwinkel vor, den die Stellereinregeln.Für die Regelung der Einzeldrosselklappensteht dem Steller 1 (EDR 1) einer der beidenHallsensoren des Drosselklappensensors 1(DKG 1) zur Verfügung.Der zweite Hallsensor des DKG 1 wird direktvon der DME versorgt und ausgelesen unddient nur der Überwachung der Regelung desEDR1-Stellers. (Analog Steller 2 (EDR 2)).Die beiden Leerlaufsteller verfügen für dieRegelung des Drosselklappenwinkels derLeerlaufdrosselklappen über einen interneninkrementellen Winkelgeber. Der Wert diesesSensors wird über den CAN-Bus an die DMEzurückgemeldet.Um die Einstellung der Drosselklappen zuüberprüfen, ermittelt die DME dasmomentane Ist-Lastsignal aus den direktausgelesenen Drosselklappensensoren undden Rückmeldungen der LLS-Steller. DiesesLastsignal wird über die Signale der beidenHeißfilm-Luftmassenmesser, die dieangesaugten Luftmassen pro Zylinderseitemessen, plausibilisiert.Bei zu großen Abweichungen zwischen SollundIst-Lastsignal wird zusätzlich über dasSignal der Lambdasonde plausibilisiert. DieDME reagiert mit einer entsprechendenFehlerreaktion.13

81 - Systemschaltplan EDR14

8Index Erklärung Index Erklärung1 DSC 12 Drosselklappengeber3 SGM 13 Drosselklappengeber invertiert4 Lenkrad 14 HFM5 SMG 15 Leerlaufsteller6 Pedalwertgeber 16 EDR7 Pedalwertgeber 17 EDR8 DME 18 Leerlaufsteller9 Schalter Bremslicht 19 Drosselklappengeber invertiert10 Schalter Kupplung 20 Drosselklappengeber11 Schalter Getriebe Leergase 21 HFMBedarfsorientierte Kraftstoffförderung mit variablem DruckIndex Erklärung1 Motor2 Drucksensor3 DME4 EKP-Modul5 EKP 16 EKP 27 Druckregler im Tank2 - Systemschaltplan DruckregelkreisUm dem Motor Kraftstoff mit variablem Druckentsprechend dem Lastzustand zurVerfügung stellen zu können, steuert die DMEdie Kraftstoffpumpen mittels des EKP-Modulsso an, dass sich der gewünschte Solldruckunabhängig von der aktuell verbrauchtenKraftstoffmenge einstellt.Der Solldruck variiert zwischen 3 bis 6 bar undkann über ein Testmodul anhand derSollkurve überprüft werden. Eine manuelleMessung ist hier nicht mehr erforderlich. DerKraftstoffregelkreis besteht aus folgendenKomponenten:Elektrische Kraftstoffpumpen (EKP)• EKP-Modul• Tank mit Komponenten undLeitungssystem• Kraftstoffdrucksensor• Digitale Motor Elektronik (DME) mit derSteuerlogik15

8Ansteuerung der Kraftstoffpumpen3 - Schema EKP-ModulIndex Erklärung Index Erklärung1 Aktivierung 4 Steuerlogik EKP 22 Spannungsversorgung 5 Endstufe EKP 13 Steuerlogik EKP 1 6 Endstufe EKP 2Die EKP 1 wird von der DME über das EKPbedarfsgerecht geregelt.Die EKP 2 wird im höheren Lastbereichungeregelt zugeschaltet. Um denKraftstoffdruck mit zugeschalteter 2. Pumpeauf den Sollwert einzuregeln, wird derDruckregler im Tank variabel angesteuert.Die PWM-Schnittstelle ist eineEindrahtschnittstelle, über die die DME dasEKP-Modul ansteuert und somit dieFörderleistung der EKP verändern kann.Aufgabe des EKP-Moduls ist es, die EKP überdie Endstufe mit genau diesem Tastverhältniszu takten. Die Abweichung desTastverhältnisses zwischen Eingangs- undAusgangs-PWM-Signal darf maximal 3 %betragen.Diese Toleranz gilt für die gesamteLebensdauer des EKP-Moduls. Bei Erreicheneines Tastverhältnisses von 100 % amEingang wird zusätzlich die zweite EKPzugeschaltet.16

8IonenstrommessungFür eine abgas- und verbrauchsoptimierteMotorsteuerung ist es erforderlich, in jedemMotorbetriebszustand möglichst genau dieVerbrennungsgemisch-Zusammensetzungzu kennen.Eine Maßnahme dazu ist die so genannteIonenstrommessung. DieIonenstrommessung wird zur Klopfregelungund Laufunruheerkennung(Aussetzererkennung) verwendet.Die Auslösung des Zündfunkens erfolgt überdas Motorsteuergerät.Unmittelbar nach dem Ende des Zündfunkenswird zwischen den Elektroden der Zündkerzeeine geringe Spannung angelegt und einresultierender Strom (Ionenstrom) gemessen.Messung und Auswertung des Ionenstromeserfolgen durch das Ionenstromsteuergerätund der DME.4 - Zündung5 - IonenstrommessungIndex Erklärung1 Zündkerze2 Motorsteuergerät3 IonenstromsteuergerätDer Verlauf der Verbrennung im Brennraumkann durch den Brennraum- oderZylinderdruckverlauf dargestellt werden.17

8Ionenstrom-DarstellungDer Ionenstromverlauf ist direkt abhängig vomZylinderdruck und den, sich im Zylinderbefindlichen Ionen.6 - Druckverlauf (oben) und Ionenstrom (unten)Index Erklärung1 Ionenstrommaximum durchInduktion der Zündspule2 Ionenstrommaximum auf GrundEntflammung (Flammfront direkt imZündkerzenbereich)3 Ionenstrom verläuft abhängig zumDruckverlaufIm Allgemeinen gilt:Verbrennung schlecht => niedrigerZylinderdruckVerbrennung gut => hoher ZylinderdruckDurch die beim Klopfen entstehendenDruckspitzen im Brennraum werdenzusätzlich freie Ionen abgespalten, sodass eszu einer Änderung des Ionenstromverlaufeskommt.Die Messung und Auswertung desIonenstromes erfolgt imIonenstromsteuergerät.Die daraus entstehenden Korrekturen derMotorsteuerung erfolgen imMotorsteuergerät.18

8Ionenstromverlauf im Vergleich7 - Normale und klopfendeVerbrennungIndex Erklärung Index Erklärung1 Zündzeitpunkt 5 kein Klopfen2 Zündende 6 Zeit3 Ionenstrom 7 Klopfen4 Flammfrontsignal19

8Wählbarkeit der maximalen MotorleistungDer POWER-Taster ist ein Masseschalter,über den die maximale Motorleistung durcheinmaliges Drücken freigegeben werdenkann.Die anwählbaren Modi durch den Taster sindP400 und P500.Der Modus P500 Sport, der auch eineprogressivere Fahrpedalkennlinie abruft, kannnur im "M-Drive" Menü konfiguriert und überden "M"-Taster am Multifunktionslenkradabgerufen werden.Beim Neustart wird automatisch die P400Stellung aufgerufen.8 - POWER-Taster9 - M-Drive Menü20

9ServicehinweiseDME MS_S65DrosselklappenstellerDie beiden EDR-Steller sind einzeln ersetzbar.Die Anschläge müssen nach Ersatz initialisiertwerden, indem die Kl. 15 für mindestens 1 minaktiv geschaltet sein muss, ohne dass einMotorstart erfolgt.Die Synchronisation zueinander wird von derDME ausgeführt.EinzeldrosselklappeDie Einzeldrosselklappen können einzelnzueinander justiert werden. Dazu ist eineFühlerlehre erforderlich. Eine Vakuum-Messung wird hier nicht angewandt.Programmierung der DMEDas Steuergerät kann bis zu 63 xnachprogrammiert werden.VANOS-DruckspeicherFür Arbeiten am VANOS-System istunbedingt die Reparaturanleitung zubeachten!Ionenstrom-TechnologieFür den Tausch der Zündkerzen muss dieReparaturanleitung beachtet werden, da dieZündkerzen Bestandteil desIonenstrommesskreises ist.21

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AbkürzungsverzeichnisACCBSDCANCASCIDDMEDSCEDREKPHFMHVALLSQLTSMGActive Cruise ControlBitserielle DatenschnittstelleController Area NetworkCar Access SystemCentral Information DisplayDigitale Motor ElektronikDynamische Stabilitäts ControlElektrischer DrosselklappenstellerElektrische KraftstoffpumpeHeißfilm-LuftmassenmesserHydraulischer Ventilspiel-AusgleichLeerlaufstellerÖlzustandssensorSequentielles M-Getriebe1

Dieser Text ist notwendig, damit die Seite nicht quergestellt wird.!BMW ServiceAftersales Training80788 MünchenFax +49 89 382-34450E60 S85: THG-E60_M5_0100