La descrizione del funzionamento comprende i seguenti capitoli:
INTRODUZIONE
La serie di motori M62 sostituisce il motore M60. Il motore M62 è lo sviluppo della serie di motori a V a otto cilindri introdotti da BMW nel 1992. Dal gennaio '96 esso viene progressivamente inserito nelle serie E31, E38 e E39.
Il nuovo motore M62 si basa, per quanto riguarda le sue caratteristiche principali, sul motore M60:
Il motore M62 è disponibile in due diverse cilindrate: 3,5l e 4,4l.
Esso viene installato sulle seguenti serie di veicoli:
Serie veicolo / Motore |
M62B35 |
M62B44 |
|---|---|---|
E31 |
- |
840i |
E38 |
735i |
740i |
E39 |
535i |
540i |
Motore M62 |
|
Il motore è stato sviluppato per rispondere a nuove prescrizioni di legge e per migliorare il comfort e la qualità.
In particolare, i principali obiettivi perseguiti sono:
Questi obiettivi sono stati essenzialmente raggiunti aumentando la cilindrata, modificando il manovellismo e l'albero a camme, perfezionando diversi componenti del motore ed introducendo la nuova centralina elettronica digitale DME M5.2.
Per la costruzione del basamento vengono utilizzate per motivi tecnici (capacità produttiva del costruttore del basamento) due diverse leghe di alluminio.
I basamenti dei motori destinati a mercati nei quali vengono utilizzati carburanti critici (elevata percentuale di zolfo) vengono realizzati in alusil (come per il motore M73). Si tratta in particolare di motori per i seguenti Paesi:
Come per il modello M73, il basamento di questi motori è realizzato in una lega di alluminio (alusil) colata in conchiglia. Le canne dei cilindri non sono rivestite, la loro qualità superficiale è ottenuta per attacco acido durante il processo di produzione.
I basamenti dei motori M62 destinati a tutti gli altri mercati sono realizzati con la stessa lega di alluminio già utilizzata per il motore M60(AlSi9Cu3). Le canne cilindri di questi basamenti sono provviste di un rivestimento in nichel applicato per dispersione (nikasil).
I due tipi di basamento (leghe di alluminio) hanno un codice di identificazione diverso. Ai due tipi di materiale utilizzati per il basamento corrispondono anche due diversi rivestimenti superficiali per i pistoni(vedere il capitolo Pistoni).
Nonostante il processo di produzione sia diverso, i due tipi di basamento presentano a livello costruttivo la stessa struttura.
Come per i motori M52 ed M73, anche per il modello M62 si è adottato un sistema di raffreddamento dei pistoni basato su iniettori avvitati direttamente ai cuscinetti reggispinta. Grazie a questi iniettori l'olio viene spruzzato ininterrottamente durante l'intera corsa del pistone sul cielo di quest'ultimo.
Gli iniettori vengono montati e smontati diversamente da quanto avveniva sui motori M52 e M73. Si consiglia di attenersi alle istruzioni di riparazione.
Monoblocco M62 con pistoni |
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Essendo aumentata la cilindrata, per entrambe le versioni si è adottato un albero a gomiti di nuova concezione caratterizzato, come l'albero a gomiti del motore M60, da 5 punti di supporto. I perni di biella sono disposti tra loro a 90 ° . La silenziosità di funzionamento è garantita da sei contrappesi.
L'albero a gomiti è in acciaio fucinato per entrambe le cilindrate del motore M62. L'alleggerimento è assicurato da un apposito foro cavo centrale.
Per i pistoni ed i segmenti sono previsti rivestimenti superficiali differenti in funzione della lega di alluminio utilizzata per il basamento (diversa a seconda del Paese di destinazione). I pistoni per il basamento in alusil sono rivestiti di ferro. Ogni tipo di pistone è identificato da un codice specifico.
In caso di sostituzione dei pistoni è necessario fare attenzione a montare i pistoni ed i segmenti previsti per il basamento interessato (codice di identificazione del basamento), in particolare per i veicoli che provengono da Paesi stranieri.
Nonostante il diverso processo di produzione, i due tipi di basamento presentano a livello costruttivo la stessa struttura (pistoni ottenuti per fusione).
Essi sono concepiti per carburante ROZ 95. Il rapporto di compressione è per entrambe le versioni 10,0 : 1.
Le bielle sono uguali a quelle utilizzate per il motore M60.
Per il modello M60 erano state utilizzate per la prima volta bielle in metallo sinterizzato, adottate ora anche per il modello M62. Oltre che per il peso limitato (masse mobili), queste bielle si distinguono per la loro elevata resistenza per tutta la durata del motore.
Durante il processo di produzione delle bielle sinterate il fusto ed il cappello dell'occhio grande vengono separati mediante frattura. Viene così soppresso l'uso in fase di montaggio di bussole calibrate per le consuete operazioni di centraggio. Per il centraggio viene utilizzata la frattura di separazione e la guida delle viti delle bielle. Grazie all'elevata precisione del processo di sinterazione non è necessaria alcuna operazione di taratura (punti colorati o numeri di riferimento per la classe di peso).
Per avvitare l'occhio di biella sull'albero a gomiti del motore M62 viene utilizzato un nuovo tipo di viti a gambo scaricato.
Il volano installato sui veicoli a cambio automatico è realizzato in un unico pezzo di acciaio. Per i veicoli a cambio meccanico viene utilizzato un volano a due masse ad ammortizzazione pneumatica (ZMS).
Per entrambe le versioni la dentatura incrementale per il generatore di impulsi dell'albero a gomiti si trova, come per il motore M73, sul volano. Il generatore induttivo di impulsi è installato nella scatola del cambio/della frizione. Grazie alla nuova ubicazione dell'ingranaggio incrementale, la centralina DME è ora in grado di riconoscere eventuali mancate accensioni.
Volano con dentatura incrementale |
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Sui motori delle serie precedenti l'ingranaggio incrementale era montato sul compensatore di vibrazioni torsionali ed era provvisto di elemento radiale ammortizzante in gomma vulcanizzata. Questo tipo di installazione non consentiva di rilevare l'eventuale rotazione disomogenea del motore.
L'ingranaggio incrementale è ora collegato rigidamente all'albero a gomiti senza interposizione di alcun elemento ammortizzante.
In questo modo la rotazione disomogenea del motore, determinata ad es. da mancate accensioni, viene trasmessa non smorzata all'ingranaggio incrementale. Il generatore induttivo di impulsi consente di rilevare, oltre alla velocità del motore ed alla tacca di riferimento, anche eventuali mancate accensioni dovute ad anomalie dell'impianto di accensione o di iniezione. Il riconoscimento delle mancate accensioni è uno dei requisiti prescritti dalla norma OBD II (USA).
Per una descrizione dettagliata del funzionamento del sistema di riconoscimento delle mancate accensioni si rimanda al paragrafo DME.
La coppa dell'olio è costituita da due pezzi, come già per il motore M60 per veicoli della serie E38. La parte superiore è in pressogetto di alluminio, quella inferiore è realizzata in doppia lamiera.
Le quantità di olio richieste sono le stesse previste per il motore M60.
In particolare, per entrambe le versioni del motore M62 le quantità d'olio sono le seguenti:
La differenza tra i valori "MIN" e "MAX" dell'astina di livello è 1,5 l.
La carcassa ed il coperchio della pompa dell'olio del motore M62 sono realizzati in pressogetto di alluminio (M60 magnesio). Struttura e azionamento della pompa sono gli stessi del motore M60.
Sul motore M62 è installato, come sui modelli E38 M60 e M73, un sensore termico di livello dell'olio.
Questo sensore invia un segnale ad impulsi ad ampiezza modulata al modulo di controllo (E31: CCM; E38/E39: LCM).
Il livello dell'olio del motore viene segnalato con impulsi di diversa ampiezza. Quando viene superato il valore minimo di soglia impostato nella centralina CCM o LCM, il conducente viene avvisato con il messaggio di controllo "Controllare livello olio motore".
Per la descrizione tecnica si rimanda al manuale di addestramento Centralina elettronica strumenti IKE / Collegamento bus I E38.
Il filtro dell'olio è lo stesso utilizzato per il motore M62, ma il contenitore è stato rinforzato sul lato carrozzeria.
Come per il motore M60, lo sfiato del basamento è assicurato da un sistema a regolazione di pressione. Nella sua struttura lo sfiato del basamento riproduce il sistema già adottato sul motore M60.
I gas di blow-by prodotti durante il funzionamento del motore si accumulano nel basamento.
L'impianto di aspirazione è collegato al basamento mediante una valvola regolatrice di pressione installata sul coperchio dell'impianto di aspirazione stesso. La depressione che viene a crearsi consente ad un separatore a ciclone di aspirare i gas di blow-by.
A contatto con le pareti a bassa temperatura del separatore a ciclone i vapori d'olio contenuti nei gas di blow-by tornano allo stato liquido e vengono quindi convogliati da un condotto di ritorno alla coppa dell'olio. Le particelle gassose residue vengono invece inviate dal condotto di distribuzione dell'impianto di aspirazione alla camera di miscelazione all'interno del raccordo della valvola a farfalla.
Valvola regolatrice di pressione dell'impianto di aspirazione |
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Dal punto di vista costruttivo, le teste cilindri a 4 valvole del motore M62 sono simili a quelle del motore M60, ma non uguali. Per distinguerle tra loro, vengono applicate sulla parte grezza all'atto della colata l'indicazione M60 o M62 e la corrispondente cilindrata (es. B35).
Testa cilindri M62 |
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Guarnizione testa cilindri
La guarnizione della testa cilindri non contiene amianto. A differenza del motore M60, la guarnizione non copre più la zona del coperchio del copricatena. In questa zona è stata applicata una nuova guarnizione sagomata in gomma (vedere Coperchio del copricatena). Per tale motivo anche la marcatura della guarnizione della testa (3,5l / 4;4l)è stata arretrata.
Coperchio testa cilindri
Il coperchio della testa cilindri è realizzato in magnesio.
Qualsiasi danneggiamento della superficie del coperchio di magnesio può favorire la corrosione e deve pertanto essere evitato.
Ogni testa cilindri possiede due alberi a camme posti nella parte superiore. Come per il motore M60, si tratta di alberi pieni in ghisa conchigliata.
L'angolazione della doppia superficie di calettamento degli alberi a camme è stata adattata al calettatore del motore M60. Il colettore del motore M60 può quindi essere utilizzato anche per il corretto posizionamento degli alberi a camme del modello M62.
Testa cilindri con alberi a camme e condotti dell'olio |
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Marcatura alberi a camme
La marcatura degli alberi a camme è costituita, come per il motore M60, da una combinazione di numeri e lettere applicata per incisione (E1-4, A1-4, E5-8, A5-5).
In fase di progettazione dell'attuatore delle valvole si è puntato soprattutto sulla riduzione delle masse mobili. La massa della punteria idraulica, delle molle delle valvole e dello scodellino superiore è stata notevolmente diminuita, con conseguente riduzione dei momenti di attrito e della rumorosità.
Valvole
Le valvole sono uguali a quelle installate sul motore M60 per quanto riguarda massa e peso (stesso componente di M60).
Punteria a bicchiere HVA
Il diametro della punteria a bicchiere HVA è stato ridotto (M60: 35mm / M62: 33mm). Il peso è stato quindi portato a 48g, con una riduzione di 32g (M60: 80g) (stesso componente di M52). Si tratta di punterie a bicchiere INA a sfiato automatico e con superficie di scorrimento delle camme sottoposta a carbonitrurazione.
Molle valvole
Un ulteriore contributo alla riduzione delle masse mobili è dato dall'impiego di molle singole coniche.
Scodellini valvole
Anche il peso dello scodellino superiore è stato ottimizzato (stesso componente di M44 e M52). Lo scodellino inferiore è lo stesso utilizzato per il motore M52.
Nel complesso questi provvedimenti hanno reso possibile una notevole riduzione del peso, come illustrato dalla tabella di seguito riportata.
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M60B40 |
M62B44 |
|---|---|---|
Valvola di aspirazione (g) |
49 |
49 |
Valvola di scarico (g) |
48 |
48 |
Punteria a bicchiere HVA (g) |
80 |
48 |
Molla/e valvole (g) |
36 |
12 |
Scodellino superiore (g) |
15 |
8 |
Semiconi valvole (g) |
1 |
1 |
Aspirazione per ogni valvola (g) |
181 |
118 |
Scarico per ogni valvola (g) |
180 |
117 |
Trasmissione primaria
Per ottimizzare le condizioni di rumorosità, peso ed attrito, la trasmissione primaria del moto dall'albero a gomiti all'albero a camme lato aspirazione è affidata ad una catena semplice a rulli (M60: doppia catena a rulli). Gli ingranaggi delle catene primarie sono gommati per rendere silenzioso l'ingranamento della catena.
Ingranaggio del generatore di impulsi per albero a camme
Sull'ingranaggio della catena dell'albero a camme lato aspirazione dei cilindri 1 - 4 è calettato l'ingranaggio a 4 tacche del generatore di impulsi per il riconoscimento del cilindro 1(DME). A differenza del motore M60 (generatore induttivo), per il motore M62 viene utilizzato un generatore di Hall.
A causa della nuova configurazione dell'ingranaggio del generatore di impulsi è variato anche il suo posizionamento durante il montaggio dell'albero a camme. L'ingranaggio del generatore di impulsi è provvisto di segno di riferimento (tacca). Durante il montaggio questo segno di riferimento deve essere in asse con i cilindri e rivolto verso l'alto. Si osservino in merito le istruzioni di riparazione.
Ingranaggio del generatore di impulsi per albero a camme M62 |
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Guida di rinvio per catena primaria
L'ingranaggio di rinvio nella camera di combustione è stato sostituito nel motore M62 con una guida di rinvio in alluminio con pista di scorrimento aggraffata in materiale plastico. La tensione della catena è assicurata da un tendicatena idraulico provvisto di limitatore di pressione.
Motore M62 con guida di rinvio per trasmissione primaria |
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A causa dell'adozione della guida di rinvio (in luogo dell'ingranaggio di rinvio), durante il montaggio della trasmissione primaria si dovrà fare attenzione ai diversi valori di coppia richiesti per le operazioni di pretensionamento della catena (vedere le istruzioni di riparazione).
Trasmissione secondaria
Anche la trasmissione secondaria del moto è affidata ad una catena semplice a rulli, la quale trasmette il moto dall'albero a camme sul lato aspirazione a quello sul lato di scarico.
Sulla testa cilindri è integrato un tenditore idraulico.
Testa cilindri M62 con catena semplice a rulli |
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I coperchi del copricatena sono avvitati alle teste cilindri e all'albero a gomiti centrale come per il motore M60.
E' stata tuttavia modificata la guarnizione di tenuta:
Le guarnizioni dei due coperchi superiori del copricatena, rispettivamente per la tenuta verso la testa cilindri e verso il coperchio inferiore del copricatena, sono del tipo sagomato in gomma. Questo tipo di guarnizione consente una migliore compensazione delle tolleranze ed il disaccoppiamento acustico tra coperchio inferiore e superiore del copricatena.
Per ottenere la massima tenuta con questa nuova guarnizione è necessario osservare alcuni accorgimenti durante le operazioni di montaggio del coperchio superiore del copricatena. Vedere le avvertenze per il montaggio nelle istruzioni di riparazione.
La tenuta tra il coperchio inferiore del copricatena e l'albero a gomiti è assicurata da una guarnizione piatta.
Per la valvola a farfalla del motore M62 viene utilizzato un raccordo di nuova progettazione. Nella zona di sbocco della regolazione dell'aria del minimo (ZWD 2) è stata realizzata una camera di miscelazione.
Questa camera è costituita da un elemento in lamiera disposto tra l'impianto di aspirazione e la valvola a farfalla e provvisto di fori di passaggio posizionati con la massima precisione.
In questa camera fluiscono l'aria di regolazione del minimo, l'aria di lavaggio del filtro ai carboni attivi ed i gas di blow-by che, convogliati dalla valvola regolatrice di pressione dello sfiato del basamento al raccordo della valvola a farfalla, vengono introdotti nella camera di miscelazione attraverso il tubo di distribuzione. In questa camera i gas di blow-by e l'aria di lavaggio del filtro ai carboni attivi si uniscono all'aria esterna aspirata. In questo modo si assicura un trafilamento gassoso uniforme per tutti i cilindri ed una qualità omogenea di funzionamento al minimo.
L'impianto di aspirazione del motore M62 è realizzato in un solo pezzo in materiale plastico. Esso equivale all'impianto del modello M60B40.
La valvola regolatrice di pressione per lo sfiato del basamento è installata direttamente sull'impianto di aspirazione. Un tubo di distribuzione collega la valvola regolatrice di pressione alla camera di combustione della valvola a farfalla in modo da distribuire uniformemente i gas di blow-by su tutti i cilindri.
Il raccordo per il collegamento del Master-Vac dell'amplificatore della forza frenante si trova sul coperchio dell'impianto di aspirazione.
Come la maggior parte dei motori BMW, anche il motore M62 è provvisto di un distributore statico di accensione.
Bobine di accensione
Le bobine di accensione utilizzate per il motore M62 sono nuove. Uguali per quanto riguarda il principio costruttivo a quelle del motore M52, presentano rispetto a quelle sinora utilizzate una struttura meccanica di dimensioni e peso minori.
Confronto tra le bobine di accensione M60 e M62 |
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Su tutti i veicoli dotati di motore M62 viene installato un generatore compatto (140A) con sistema di aspirazione dell'aria esterna.
Sui veicoli della serie E31 (due batterie nella bagagliera), caratterizzati da un maggiore assorbimento elettrico e di conseguenza da una maggiore corrente di riposo (a causa di servizi ausiliari come il telefono o l'impianto di riscaldamento ausiliario) viene inoltre installato un generatore da 220A raffreddato ad acqua.
Sui veicoli della serie E39 dotati di impianto climatizzatore optional viene installato anche un ventilatore elettrico ausiliario a 3 velocità.
Per i modelli E31 e E38 il ventilatore ausiliario rientra nella dotazione di serie, essendo anche il climatizzatore parte dell'allestimento standard.
Per ridurre al massimo la rumorosità si è aggiunta una 3ª velocità alle due già esistenti. I criteri di inserzione delle singole velocità sono stati ridefiniti.
Criteri di inserzione
Inserzione |
Velocità I |
- Compressore attivo e temperatura esterna > 10 o C. - Temperatura dell'acqua > 91 o C. |
Inserzione |
Velocità II |
- Pressostato pressione media chiuso > 21 bar |
Inserzione |
Velocità III |
- Temperatura dell'acqua > 104 o C (attivazione mediante doppio interruttore termico). |
Disinserzione |
Velocità IV |
- Compressore non attivo - temperatura esterna < 8 o C. - Temperatura dell'acqua < 91 o C |
Come per il motore M60, per tutte le versioni viene utilizzato uno starter a 12 V di marca Bosch con potenza di 1,7 kW.
Per le serie E38 ed E39 i cavi condotti al punto di ricarica della batteria sono nuovi. Diversa è anche la loro disposizione. Il cavo positivo della batteria che va al generatore ed al punto di ricarica della batteria passa sotto il motore.
Il punto di ricarica della batteria si trova sul coperchio del copricatena della linea di cilindri 5 - 8.
Sui veicoli della serie E31 il punto di ricarica della batteria si trova come prima sul lato destro della gamba ammortizzatrice.
L'impianto gas di scarico è realizzato completamente in acciaio legato inossidabile dal collettore sino al tubo terminale, e dalla flangia del collettore in poi è costituito da un unico pezzo.
Collettori di scarico
Come per il motore M60, anche per il modello M62 vengono utilizzati collettori di scarico in lamiera con intraferro isolato.
Marmitta catalitica
Anche i condotti a monte sono a parete doppia con isolamento del traferro.
La marmitta catalitica è del tipo a doppio flusso con 2 monoliti ceramici con rivestimento trimetallico (platino, palladio, rodio) per ciascuna sezione di scarico. Per ridurre al massimo la contropressione dei gas di scarico si è adottata per i monoliti la stessa sezione del motore M73.
Il circuito di raffreddamento dell'acqua è in generale uguale a quello del motore M60.
Pompa dell'acqua
La pompa dell'acqua è identica a quella utilizzata per il motore M60. La carcassa è in pressogetto di alluminio ed è avvitata al coperchio del copricatena. A differenza del motore M60, all'interno della carcassa della pompa dell'acqua è installata una doppia sonda termica per il liquido refrigerante. Questa sonda è situata in corrispondenza del punto dal quale il refrigerante fuoriesce dal motore.
Vista dettagliata della pompa dell'acqua con doppia sonda termica |
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Radiatore motore
Il radiatore del motore M62 è identico a quello del motore M60.
Per le versioni destinate al mercato estero è prevista l'installazione supplementare di un radiatore dell'olio motore.
Il termostato è integrato nella carcassa della pompa dell'acqua.
Sui veicoli della serie E31 con motore M62 viene installato, come già per il motore M60, un termostato di tipo convenzionale con valvola di sfiato integrata. La valvola si apre a 85 o C.
Per i veicoli delle serie E38 ed E39 con motore M62 è invece utilizzato un termostato comandato da un diagramma caratteristico.
Funzionamento di un termostato convenzionale
Quando la regolazione del raffreddamento del motore è affidata ad un termostato di tipo convenzionale, l'unico fattore che influisce su di essa è la temperatura del refrigerante. Per questo tipo di regolazione è possibile individuare tre campi di esercizio:
All'interno di tale campo di esercizio (campo di regolazione del termostato) è quindi possibile agire sulla temperatura del refrigerante con il termostato comandato dal diagramma caratteristico.
In questo modo, quando il motore funziona a regime a carico parziale, è possibile regolare la temperatura del refrigerante su un valore più alto Una maggiore temperatura di esercizio in regime di funzionamento a carico parziale consente una migliore combustione con un più basso consumo di carburante ed una minore emissione di sostanze nocive.
In regime a pieno carico temperature elevate di esercizio porterebbero ad inconvenienti indesiderati (detonazione). Per tale motivo, in regime a pieno carico la temperatura del refrigerante viene regolata su valori più bassi con l'ausilio del termostato comandato dal diagramma caratteristico.
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Caratteristica di regolazione del sistema di raffreddamento a diagramma caratteristico |
|---|---|
1 |
Caratteristica di un termostato da 110o C. |
2 |
Caratteristica di un termostato a diagramma caratteristico |
3 |
Caratteristica di un termostato da 85 o C. |
4 |
Regime a carico parziale |
5 |
Regime a pieno carico |
6 |
Regime a carico parziale |
BMW è la prima casa automobilistica al mondo ad avere installato su un motore di serie un termostato comandato dal diagramma caratteristico per la regolazione della temperatura del refrigerante. Questo termostato consente di aumentare opportunamente la temperatura del refrigerante in regime a carico parziale. L'aumento della temperatura del refrigerante in questi regimi di funzionamento del motore consente di ridurre il consumo di carburante. La regolazione del termostato è affidata alla centralina DME M5.2. La temperatura viene regolata in funzione di un diagramma caratteristico.
Tale diagramma viene definito sulla base dei seguenti fattori:
Struttura del termostato a diagramma caratteristico
Il termostato a diagramma caratteristico è un termostato di tipo integrale, il termostato vero e proprio ed il suo coperchio formano cioè un'unità.
Le caratteristiche meccaniche del termostato a diagramma caratteristico sono in generale le stesse di un termostato convenzionale. Nell'elemento in materiale espansibile (cera) è stato tuttavia integrato un elemento riscaldante.
Rappresentazione in sezione del termostato a diagramma caratteristico |
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Il coperchio del termostato è in pressogetto di alluminio. Esso contiene anche il terminale elettrico per la connessione dell'elemento riscaldante incorporato nell'elemento in materiale espansibile.
Termostato a diagramma caratteristico con terminale per la connessione elettrica dell'elemento riscaldante |
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Funzionamento del termostato a diagramma caratteristico
Il termostato a diagramma caratteristico è tarato per aprirsi ad una temperatura del refrigerante di 103o C (entrata motore) senza intervento dell'elemento riscaldante integrato. Sull'uscita del motore (ubicazione della sonda termica del refrigerante per la centralina DME e la visualizzazione sulla strumentazione) il refrigerante riscaldato dal motore presenta una temperatura di circa 110 o C. Tale valore corrisponde alla temperatura di esercizio del motore alla quale il termostato a diagramma caratteristico inizia ad aprirsi senza intervento del sistema di regolazione.
Con l'intervento della centralina DME viene alimentato (12 V) l'elemento riscaldante integrato nel termostato. L'aumento di temperatura dell'elemento in materiale espansibile determina l'apertura del termostato a temperature del refrigerante inferiori a quelle normalmente previste (campo di regolazione del termostato: circa 80 o C - 103 o C).
1 |
Corsa di apertura del termostato |
2 |
Temperatura del refrigerante |
3 |
Alimentazione a 12 V dell'elemento riscaldante |
4 |
Alimentazione a 0 V dell'elemento riscaldante |
Se la temperatura del refrigerante in uscita dal motore supera i 113 o C, la centralina DME attiva il riscaldamento del termostato a diagramma caratteristico indipendentemente dagli altri parametri.
Diagnostica
Il cavo di collegamento ed il funzionamento del termostato a diagramma caratteristico vengono tenuti sotto controllo dalla diagnostica della centralina DME. Le eventuali anomalie vengono memorizzate nella memoria errori della centralina DME.
Visualizzazione della temperatura del liquido refrigerante
Le modalità di visualizzazione della temperatura del refrigerante sulla strumentazione sono state modificate in linea con le maggiori temperature di esercizio del motore dovute all'installazione del termostato a diagramma caratteristico.
Con temperature del refrigerante comprese tra
75 o C e 113 o C
l'indicatore di temperatura del refrigerante della strumentazione si trova in posizione centrale.
La centralina motore elettronica digitale DME M5.2 Bosch, già utilizzata per il motore M73, viene ora installata anche per il motore M62. Essa sostituisce la centralina DME M3.3 del motore M60.
Questa nuova versione è stata realizzata per i motivi già accennati ed in particolare per rispondere alle nuove disposizioni della normativa di legge degli Stati Uniti (es. OBD II). Tra queste, soprattutto le norme californiane sono molto severe per quanto riguarda i valori di emissione dei gas di scarico.
La centralina DME M5.2 assolve le funzioni CARB (Californian Air Ressource Board) prescritte dalla normativa.
I veicoli destinati al mercato americano sono equipaggiati di un'interfaccia per la diagnostica di bordo (OBD) unificata per tutte le case automobilistiche. Questa interfaccia consente agli organi statali preposti al controllo del traffico stradale di esportare le informazioni utili dalla memoria errori di DME tramite il cavo di diagnostica. L'accesso a questa sezione limitata della memoria errori viene abilitato per mezzo di un codice interno della centralina DME.
Le principali caratteristiche della centralina DME M5.2 sono:
Per garantire il rispetto dei valori limite di emissione, la normativa di legge californiana e degli Stati Uniti prescrive un sistema di controllo di tutti i componenti determinanti ai fini dell'emissione dei gas di scarico durante la marcia del veicolo. Per soddisfare tali prescrizioni si è reso necessario un sistema interno di diagnostica in grado di fornire maggiori prestazioni, tra cui il riconoscimento di eventuali mancate accensioni. Quando si verifica un'anomalia che può influire sulle emissioni, la centralina DME determina l'accensione della spia "Check Engine" sulla strumentazione dei veicoli USA. La spia segnala al conducente la presenza di un'anomalia nella gestione del motore che si ripercuote sull'emissione dei gas di scarico e che pertanto deve essere rimossa in officina.
Le principali funzioni della diagnostica OBD II sono:
La diagnostica OBD II dispone inoltre di un'interfaccia, unificata per tutte le case automobilistiche, che consente agli organi statunitensi preposti al controllo del traffico stradale di esportare per mezzo di uno "scan tools" le anomalie relative ai gas di scarico memorizzate nella centralina. Le autorità statunitensi possono accedere esclusivamente ai dati della memoria errori relativi alle emissioni.
Fatta eccezione per le funzioni
tutte le principali funzioni di controllo della diagnostica OBD II sono realizzate anche dalle centraline DME 5.2. L'interfaccia unificata OBD II, che consente alle autorità l'accesso alla memoria errori, è anch'essa installata unicamente sui veicoli destinati al mercato USA.
Il generatore induttivo di impulsi rileva sull'ingranaggio incrementale la velocità di rotazione (numero di giri) del motore. Oltre a ciò, per il motore M62 (come per il modello M73) è previsto il riconoscimento delle mancate accensioni.
Per consentire l'individuazione di mancate accensioni, l'ingranaggio incrementale è ripartito in quattro segmenti corrispondenti alla distanza interelettrodica (per i motori a otto cilindri, 4 accensioni ad ogni rotazione dell'albero a gomiti).
La centralina misura il periodo (T) di ogni singolo segmento dell'ingranaggio incrementale. Se il ciclo di combustione si svolge regolarmente in tutti i cilindri, il periodo è lo stesso per tutti i segmenti dell'ingranaggio incrementale (T1 = T2 = T3 = T4).
Se si verifica un'anomalia in un cilindro (mancata accensione), il periodo di questo cilindro aumenta nell'ordine di alcune frazioni di millesimo di secondo (vedere la figura: T3> T1, T2, T4). La centralina effettua la valutazione statistica dei tempi dei segmenti.
|
Rappresentazione di massima del sistema di riconoscimento delle mancate accensioni |
|---|---|
1 |
Funzionamento regolare del motore |
2 |
Mancata accensione nella sezione T3 |
Per ciascun punto del diagramma sono memorizzati nella centralina i valori massimi ammessi per il funzionamento irregolare, vale a dire la tolleranza sul periodo di un segmento. Essi dipendono dal numero di giri, dal carico e dalla temperatura del motore.
In caso di superamento di tali valori ammissibili, il cilindro per il quale si è individuato il funzionamento anomalo viene registrato nella memoria errori. In questi casi, sui veicoli USA viene attivata la spia "Check Engine".
Inoltre, l'iniettore del cilindro viene disabilitato per proteggere la marmitta catalitica da fenomeni di surriscaldamento.
Adattamento
Le tolleranze di costruzione dell'ingranaggio incrementale potrebbero causare il funzionamento irregolare del sistema di riconoscimento delle mancate accensioni. Per tale motivo, la centralina DME è provvista di una funzione di autoregolazione.
Le tolleranze di costruzione dell'ingranaggio incrementale vengono adattate in fasi di spinta del motore senza accensione ed iniezione. In queste fasi, infatti, non si verificano irregolarità di rotazione del motore dovute ai cicli di combustione.
Avvertenze per la manutenzione:
In seguito alla sostituzione del volano, del generatore incrementale o della centralina DME è opportuno eseguire una prova su strada mantenendo il motore in spinta per un periodo di una certa lunghezza (circa 10 s), al fine di consentire alla centralina DME l'autoregolazione del volano.
La linea digitale di collegamento CAN bus viene utilizzata per il trasferimento di dati tra le seguenti centraline:
Per entrambe le cilindrate vengono utilizzati iniettori conici (come per il motore M60) di marca Bosch e Lucas.
Per il motore M62 viene utilizzato, come per l'M60, un misuratore a filo caldo.
La regolazione del minimo dei motori M62 è affidata, come per il motore M60, ad un dispositivo di regolazione a doppio avvolgimento (ZWD 5). L'aria aspirata al regime minimo passa attraverso il dispositivo ZWD 5 e fluisce nella camera di miscelazione della valvola a farfalla.
A monte di ciascuna delle due marmitte catalitiche è installata una sonda lambda. Per i modelli M62 destinati al mercato USA, i quali devono soddisfare le prescrizioni OBD II, è prevista una seconda sonda lambda (sonda monitor) posta a valle di ciascuna delle due marmitte catalitiche. Le sonde lambda presentano le stesse caratteristiche costruttive di quelle utilizzate per il motore M73 (denominazione: Bosch LSH 25).
Anche il motore M62 dispone di un sistema di regolazione antidetonante che impedisce eventuali battiti in testa del motore. Quando si presenta il pericolo di detonazione, il sistema ritarda di quanto necessario il punto di accensione del o dei cilindri interessati.
I 4 sensori antidetonanti sono fissati alla camicia d'acqua del monoblocco tra le due linee di cilindri e sono disposti in modo che ciascun sensore controlli i due cilindri vicini. Le caratteristiche ed il funzionamento dei sensori antidetonanti sono le stesse previste per il motore M60.
Per il motore M62 viene utilizzata una doppia sonda termica (come per il modello M52). Essa rileva la temperatura del refrigerante sia per il sistema di comando del motore sia per il teletermometro della strumentazione. La sonda alloggia due termistori separati tra loro galvanicamente ed aventi diversa resistenza.
La doppia sonda termica è montata sulla parte frontale del motore all'interno della carcassa della pompa dell'acqua.
La funzione di avviamento automatico ha lo scopo di rendere più confortevole per il conducente l'operazione di avviamento. Per avviare il motore occorre portare e mantenere per breve tempo la chiave di accensione nella posizione di "avvio" (morsetto 50). Dopo che la centralina DME ha ricevuto il segnale dal morsetto 50 viene attivato lo starter sino all'avviamento del motore. Tutti i veicoli della serie E38 dotati di motore M73 sono già equipaggiati di questa funzione.
Essa è stata estesa ora anche a tutti i veicoli delle serie E38 ed E39 dotati di motore M62 e di cambio automatico.
Funzione
Con la funzione di avviamento automatico il relè del motorino di avviamento non viene più attivato direttamente dal morsetto 50. Il morsetto 50 serve soltanto più ad inviare il segnale alla centralina DME 5.2.
Ricevuto il segnale di avviamento (morsetto 50) e riconosciuto contemporaneamente il corretto codice di commutazione della centralina EWS, la centralina DME 5.2 attiva, tramite l'uscita "avviamento automatico", il relè del motorino di avviamento. Perché ciò avvenga, è necessario che la leva del cambio si trovi in posizione "P" o "N".
Il relè mantiene attivato il motorino di avviamento sino a quando non viene ricevuto dal generatore di impulsi dell'albero a gomiti il segnale "motore avviato".
Lo stato di "motore avviato" viene riconosciuto come tale quando, durante l'operazione di avviamento, il motore supera per breve tempo la velocità
quando viene superata per breve tempo l'operazione di avvio.
Quando riconosce il segnale di "motore avviato", la centralina DME disattiva il relè del motorino di avviamento. In caso di mancato avviamento del motore, la centralina DME interrompe dopo 20 s l'operazione di avviamento automatico con un segnale di massa.
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Schema funzionale della funzione di "avviamento automatico" |
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1 |
Generatore di impulsi dell'albero a gomiti |
2 |
Relè del motorino di avviamento |
3 |
Interruttore del cambio automatico (L2) |
Le funzioni ASC+T sono incluse nella dotazione di serie di tutti i veicoli equipaggiati di motore M62. Per consentire la realizzazione delle funzioni ASC, il motore M62 è inoltre dotato (come il modello M60) di una valvola a farfalla in entrata, azionata in caso di necessità dal servomotore ADS II per mezzo di un tirante Bowden.
Il servomotore ADS II è comandato dalla centralina ABS/ASC. Tutte le altre funzioni ASC, come la regolazione dell'angolo di innesco e l'inibizione dell'accensione e dell'iniezione, vengono eseguite dalla centralina DME.
Per la regolazione del momento di tiro del motore (MSR) viene utilizzato anche per il motore M62 il regolatore del minimo (ZWD 5). L'apertura del regolatore del minimo ha luogo quando viene attivata la regolazione del momento di tiro del motore (MSR). A tale scopo, esso riceve dalla centralina DME un segnale ad impulsi ad ampiezza modulata.
Le informazioni necessarie per la gestione delle funzioni ASC vengono trasmesse alla centralina DME attraverso il CAN bus.