BMW N54 ir N55 variklių skirtumai: išsami analizė

Įvadas

Suprasti skirtumus tarp BMW N54 ir N55 variklių yra labai svarbu, jei turite arba svarstote įsigyti BMW 335i, 135i ar 535i modelį. N54 variklis (gamyba 2007-2016 m.) buvo pirmasis BMW masinės gamybos dviejų turbinų variklis, žymintis revoliucinį posūkį prekės ženklui. N55 variklis (gamyba 2009-2016 m.) pakeitė N54 kaip BMW atsaką į patikimumo problemas. Abu varikliai yra legendiniai tarp entuziastų dėl savo galios ir inžinerijos, tačiau turi esminių skirtumų, kurie veikia patikimumą, derinimo potencialą ir bendrą vairavimo patirtį.

BMW N54 variklis: pionierius su dviguba turbina

2006 m. BMW išleido N54 variklį, kuris pakeitė atmosferinį eilinį šešių cilindrų N52 variklį ir atitiko visus lūkesčius. N54B30O0 tapo pirmuoju masinės gamybos turbininiu benzininiu varikliu BMW gamoje per daugiau nei 30 metų. Šis 3.0 litrų variklis pasirodė 2007 m. BMW 335i modelyje, išvystydamas 306 arklio galias ir 400 Nm sukimo momentą. Variklio blokas buvo pagamintas iš aliuminio, o, remiantis „Bentley“ vadovu, jame buvo naudojamas kaltinis alkūninis velenas, švaistikliai ir stūmokliai. N54 taip pat pasižymėjo aukšto slėgio tiesioginiu degalų įpurškimu, kuris prisidėjo prie jo galios ir efektyvumo, bei BMW kintamo vožtuvų fazių reguliavimo sistema VANOS ir elektroniniu išmetamųjų dujų vožtuvo (wastegate) valdymu. N54 variklis greitai tapo populiarus tarp tiuningo bendruomenės dėl savo didelio pritaikomumo.

BMW N54 variklio techninė schema su dvigubomis turbinomis

N54 variklio pritaikymas

  • BMW 135i (E82/E88)
  • BMW 335i (E90/E92/E93)
  • BMW Z4 sDrive35is (E89)
  • BMW X6 xDrive35i (E71)

BMW 1M Coupe modelyje buvo naudojama modifikuota N54B30T0 variklio versija, kuri išvystė apie 340 arklio galių ir 450 Nm sukimo momentą su papildoma +50 Nm „overboost“ funkcija.

BMW N55 variklis: patikimumo evoliucija

2009 m. BMW pristatė N55 variklį, pakeitusį N54. N55B30M0 variklis, išlaikydamas panašius galios ir sukimo momento rodiklius (apie 300 arklio galių ir 400 Nm sukimo momentą), pasiūlė patobulinimų efektyvumo ir patikimumo srityse. N55, kaip ir N54, buvo pagamintas iš aliuminio ir turėjo dvigubus viršutinius velenus bei 24 vožtuvus. N55 naudojo naują DME, pažymėtą MEVD17.2, o jo pirmtakas N54 naudojo MSD80 ir MSD81, įskaitant „FlexRay“ integravimą.

BMW N55 variklio techninė schema su vienu dvigubos spiralės turbokompresoriumi

N55 variklio pritaikymas

  • BMW 535i (F10)
  • BMW M235i (F22)
  • BMW X3 xDrive35i (F25)
  • BMW X5 xDrive35i (F15)

BMW M2 (F87) taip pat gavo patobulintą N55 variklio versiją, pažymėtą N55B30T0. Jei buvo pasirinktas „Competition“ paketas, buvo montuojamas S55B30T0 variklis, pasiekiantis daugiau nei 400 arklio galių.

Pagrindiniai N54 ir N55 variklių techniniai skirtumai

Nors N54B30O0 ir N55B30M0 varikliai turi praktiškai identiškus techninius duomenis, tokius kaip apytiksliai 300 AG, 400 Nm sukimo momentas, 1-5-3-6-2-4 degimo tvarka, tiesioginis įkrovos oro aušintuvas, 3-stūmoklio aukšto slėgio degalų siurblys, galintis pasiekti iki 200 bar/2 900 psi slėgį, „Double-VANOS“ sistema, elektrinis aušinimo skysčio siurblys, aliuminio karteris, 10.2:1 suspaudimo laipsnis, 89.6 mm stūmoklio eiga / 84 mm cilindrų skersmuo, 24 vožtuvų eilinis šešių cilindrų variklis, 2-pakopų vakuuminis siurblys, 82.5 mm pilno sijono stūmokliai ir atviro bloko konstrukcija, jie skiriasi keliais svarbiais aspektais:

Turbokompresorių sistema

  • N54: Naudojo dviejų turbokompresorių sistemą (dviguba turbina). Ši konstrukcija padeda spręsti išmetamųjų dujų priešpriešos problemą, tačiau reiškia, kad yra dvigubai daugiau dalių, kurios gali sugesti ar susidėvėti.
  • N55: Supaprastino konstrukciją, naudodamas vieną dvigubos spiralės („Twin-Scroll“) turbokompresorių, klaidingai žymimą kaip „TwinPower Turbo“. Šis lengvesnis ir efektyvesnis turbokompresorius pasiekė tokią pat galią kaip ir N54 su dviem turbinomis, ir tai padarė efektyviau, sumažindamas emisijas. Dvigubos spiralės turbina taip pat sprendžia išmetamųjų dujų priešpriešos problemą, tačiau turi tik vieną turbokompresorių abiem kanalams, todėl konstrukcija yra efektyvesnė.
Turbokompresorių tipų palyginimo infografika: dviguba turbina prieš dvigubą spiralę

Degalų įpurškimo sistema

  • N54: Naudojo „BMW HPI“ (High Precision Injection) sistemą su piezoelektriniais degalų purkštukais. Šie purkštukai yra tiksliai sukonstruoti, tačiau linkę sugesti. Ankstyvosios purkštukų versijos (indeksas 10 ir žemiau) turėjo skirtingą kalibravimą ir konstrukciją nei vėlesnės (indeksas 11 ir aukštesni).
  • N55: Perėjo prie naujesnės „BMW HDE“ (High-Pressure Fuel Injection) sistemos su Bosch solenoidiniais vožtuvų degalų purkštukais ir CVO palaikymu.

Valvetronic sistema

  • N54: Neturėjo BMW Valvetronic sistemos.
  • N55: Pirmą kartą turbininiame BMW variklyje buvo įdiegta „Valvetronic III“ sistema su mažu, bet labai galingu bešepetėliu nuolatinės srovės servovarikliu. „Valvetronic“ sistema, veikianti kartu su N55 „VANOS“ sistema, yra elektroninė kintamo vožtuvų kėlimo sistema, kuri optimizuoja variklio veikimą įvairiuose apsisukimų diapazonuose.
BMW Valvetronic sistemos veikimo principo vizualizacija

Vožtuvų traukos mechanizmo ir VANOS specifikacijos

  • N54: Įsiurbimo vožtuvų pakėlimas buvo 245 laipsniai. Įsiurbimo VANOS reguliavimo diapazonas - 54 laipsniai, išmetimo VANOS - 45 laipsniai.
  • N55: Įsiurbimo vožtuvų pakėlimas padidintas iki 255 laipsnių, o įsiurbimo vožtuvų skersmuo padidintas nuo 31.4 mm iki 32 mm. Įsiurbimo VANOS reguliavimo diapazonas padidintas iki 70 laipsnių, o išmetimo VANOS - iki 55 laipsnių. N55 taip pat turi ilgesnę velenėlio trukmę nei jo pirmtakas.

Alyvos sistema ir variklio vidinės dalys

  • N54: Turėjo žymiai sudėtingesnius alyvos kanalus, o alyvos siurblys buvo tepamas nefiltruota variklio alyva. N54 variklyje buvo naudojami tiek ketaus, tiek lengvos konstrukcijos velenėliai, arba jų derinys.
  • N55: Alyvos siurblys tepamas filtruota variklio alyva. Naudojama modifikuota N54 „charakteristikų žemėlapio“ tūrinio srauto reguliuojamo šarnyrinio plokštelinio alyvos siurblio versija, pirmą kartą įtraukiant duroplasto grįžtamąjį slankiklį. N55 buvo atsisakyta N54 karterio ventiliacijos ciklono separatorių, daugiausia dėl naujų VANOS solenoidinių vožtuvų naudojimo. N55 variklyje naudojami tik lengvi velenėliai. Alkūninio veleno svoris taip pat sumažintas apie 2.7 kg. Tiek N54, tiek N55 varikliuose naudojami ketaus alkūniniai velenai.

Kiti techniniai skirtumai

  • Išmetamųjų dujų vožtuvo (Wastegate) valdymas: N54 naudojo vakuuminį išpūtimo vožtuvą ir „wastegate“. N55 naudojo elektrinį išpūtimo vožtuvą su vakuuminiu „wastegate“ iki 2013 m. birželio, kai jis buvo pakeistas elektroniniu būdu valdomu „wastegate“.
  • Aušinimo sistema: N55 cilindrų galvutės aušinimo kanalai taip pat naudojami netiesioginiam degalų purkštukų ir vožtuvų aušinimui.
  • Harmoninis balansyras: N55 optimizuotas taip, kad diržo skriemulys sėdi ant antrinio disko, sumažinant papildomą diržo apkrovą, nes diržo skriemulys su smagračio mase yra atskirtas nuo alkūninio veleno vulkanizacija.

Patikimumas ir dažni gedimai

Nors N55 yra patikimesnis apskritai, abu varikliai gali užtikrinti ilgus metus malonaus vairavimo su tinkama priežiūra. Tačiau abu varikliai turi savo specifinių silpnų vietų.

Dažnos N54 variklio problemos

  • Aukšto slėgio degalų siurblys (HPFP): Yra žinomas dėl staigių gedimų. Simptomai apima ilgą variklio užvedimo laiką, nestabilų tuščiąja eiga, galios praradimą ir net visišką neužsivedimą. Dėl šios problemos 2010 m. buvo atšaukta 130 000 automobilių, o garantija pratęsta. Tačiau dauguma automobilių dabar turi atnaujintus siurblius, o tai išsprendė didžiąją dalį problemų.
  • „Wastegate“ barškėjimas: Ankstyviesiems N54 turbokompresoriams buvo būdingas barškėjimas šaltomis sąlygomis dėl susidėvėjusių „wastegate“ pavaros svirčių, kas sukelia prastą slėgio valdymą ir galiausiai turbinos gedimą.
  • Pjezoelektriniai degalų purkštukai: Nors yra preciziškai sukonstruoti, jie yra linkę sugesti ir reikalauja keitimo.
  • Alyvos nuotėkiai: Dažnai pasitaiko iš vožtuvų dangtelio, alyvos filtro korpuso ir alyvos karterio tarpiklių.
  • Anglies nuosėdos: Tiesioginis degalų įpurškimas reiškia, kad degalai niekada nenuplauna įsiurbimo vožtuvų, todėl kaupiasi anglies nuosėdos, mažinančios galią, sukeliančios praleidimus ir didinančios degalų sąnaudas. Tai reiškia, kad įsiurbimo vožtuvų valymas (pvz., smėliavimas graikinių riešutų kevalais) yra būtinas kas 55 000-65 000 km.
Įsiurbimo vožtuvų su anglies nuosėdomis ir išvalytų vožtuvų palyginimas

Dažnos N55 variklio problemos

  • Elektrinis vandens siurblys: Yra silpnoji vieta, bendra daugeliui BMW variklių.
  • Vožtuvų dangtelio tarpiklis: Kaip ir N54, N55 vožtuvų dangtelio tarpiklis suyra dėl nuolatinių temperatūros pokyčių. Be to, pats vožtuvų dangtelis gali įtrūkti, pasiekus dideles ridas.
  • Kintamojo vožtuvų fazių reguliavimo (VANOS) solenoidai: Gali užsikimšti alyvos dumblu arba sugesti dėl susidėvėjimo.
  • OFHG (Alyvos filtro korpuso tarpiklis) nuotėkiai: Yra dažni ir, jei nepašalinami, gali užteršti aušinimo skystį.
  • Plastikiniai įkrovos vamzdžiai: Gamykliniai plastikiniai vamzdžiai tampa trapūs ir trūkinėja, ypač modifikuotuose automobiliuose.

IŠTAISYKITE 6 ĮPRASTAS BMW N55 PROBLEMAS

Tiuningo potencialas

Abiejų variklių tiuningo potencialas yra įspūdingas, tačiau skiriasi:

  • N54: Pasižymi žymiai geresniu tiuningo potencialu. Dėl stipresnių vidinių dalių (kaltinis alkūninis velenas, švaistikliai, stūmokliai) ir dviejų turbokompresorių, N54 yra mėgstamiausias tarp tiuningo entuziastų. Su visomis reikalingomis modifikacijomis („full bolt-ons“) šie varikliai yra įrodę, kad gali išvystyti gerokai virš 800 arklio galių. Logiškai, iš dviejų turbokompresorių galima išspausti daugiau galios nei iš vieno.
  • N55: Nors N55 yra pajėgus variklis ir su tinkamomis modifikacijomis galima išgauti daugiau nei 400 arklio galių, jo tiuningo potencialo riba yra šiek tiek žemesnė nei N54. Vienas turbokompresorius yra „butelio kakliukas“ siekiant ekstremalios galios. Be to, „Valvetronic“ sistema, nors ir naudinga kasdieniam vairavimui ir efektyvumui, gali tapti kliūtimi agresyviems tiuningo nustatymams, ypač esant daliniam droseliui. Tačiau esant pilnam droseliui, „Valvetronic“ palaiko vožtuvus visiškai atidarytus, todėl mažiau trukdo galiai.

Eksploatacija, priežiūra ir dalių pasirinkimas

Abiem varikliams reikalinga aktyvi ir tinkama priežiūra. Nors „Valvetronic“ sistema N55 variklyje gali pagerinti degalų sąnaudas, praktikoje skirtumas tarp N54 ir N55 degalų sąnaudų paprastai yra tik 1-2 mpg, o tai nėra labai pastebima kasdieniam vairuotojui.

Originalios ir alternatyvios dalys

Prestižinių BMW automobilių savininkai anksčiau ar vėliau susiduria su dilema: keisti sugedusias variklio dalis originaliomis ar ieškoti pigesnių alternatyvų. BMW varikliai išsiskiria precizišku vokišku inžineriniu tikslumu. Galiausiai sprendimas priklauso nuo automobilio amžiaus, eksploatacijos sąlygų ir savininko prioritetų.

  • Originalios dalys, kurios reikalauja absoliutaus gamintojo tikslumo:
    • Stūmokliai ir švaistikliai: Tikslumas matuojamas mikronais. Originalūs BMW stūmokliai gaminami pagal griežčiausias specifikacijas, užtikrinančias optimalų svorio ir tvirtumo santykį.
    • Cilindrų galvutės ir vožtuvų sistema: Taip pat reikalauja ypatingos kokybės. BMW N54 ir N55 variklių serijose naudojami dvigubi VANOS ir Valvetronic mechanizmai.
    • Tepalo siurbliai: Užtikrina gyvybiškai svarbią variklio tepimo funkciją. BMW M serijos variklių tepalo siurbliai suprojektuoti atlaikyti ypatingas apkrovas trasoje, todėl čia saugiausia rinktis originalias dalis.
    • Turbokompresoriai: BMW N54 ar N55 turbinos yra preciziškai suderintos su variklio valdymo sistema. Visiškos turbinos rekonstrukcijos paslauga, atliekama specializuotose dirbtuvėse, dažnai tampa kompromisiniu sprendimu tarp naujos originalios turbinos kainos ir nepatikimos alternatyvos rizikos.
  • Alternatyvios dalys, kurios gali būti kokybiškos:
    • Paskirstymo diržai ir grandinės: Jei gaminami tokių pripažintų gamintojų kaip „Continental“, „Gates“ ar „Dayco“, dažnai prilygsta originalioms dalims.
    • Vandens siurbliai ir termostatas: Taip pat gali būti keičiami alternatyvomis. Gamintojai kaip „Hepu“, „Graf“ ar „Saleri“ gamina aukštos kokybės vandens siurblius, kurie dažnai naudojami ir gamykliniuose BMW.
    • Uždegimo žvakės ir ritės: Čia rinka siūlo įvairių alternatyvų.

Santrauka ir apibendrinimas

BMW N54 ir N55 varikliai yra du išskirtiniai BMW inžinerijos pavyzdžiai, kurių kiekvienas turi savo privalumų. N54, būdamas BMW pionierius turbokompresorių srityje, išsiskiria dvigubos turbinos konstrukcija ir neprilygstamu tiuningo potencialu, ypač patraukliu tiems, kurie siekia maksimalios galios ir nėra linkę kompromisams dėl priežiūros. Kita vertus, N55, įdiegtas siekiant pagerinti patikimumą ir efektyvumą, pasižymi vieno dvigubos spiralės turbokompresoriaus sistema ir „Valvetronic“ technologija, siūlydamas subalansuotą kasdienio vairavimo ir sportinio našumo derinį. Nors N55 yra patikimesnis ir efektyvesnis, abu varikliai gali užtikrinti ilgus metus malonaus vairavimo su tinkama priežiūra. Galutinis pasirinkimas priklauso nuo individualių vairuotojo prioritetų: maksimalios galios siekiantiems - N54, ieškantiems patikimesnio ir efektyvesnio variklio su puikiu našumu - N55.

tags: #bmw #n54 #variklis #pries #n55

Populiarūs įrašai: