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106 7 Vued'ensembledusystèmed'admissiond'airetdusystème d'échappement 75 - Système d'admission et système d'échappement du moteur N47 107 7 Index Explication Index Explication 1 Moteur N47 11 Silencieux arrière 2 Silencieux d'admission (filtre à air) 12 Electronique numérique Diesel 3 Débitmètre d'air massique à film chaud (HFM) 13 Clapet AGR et capteur de déplacement 4 Turbocompresseur avec VNT (Variable Nozzle Turbine) 14 Capteur de pression de suralimentation 5 Capteur de température des gaz d'échappement 15 Papillon 6 Sonde Lambda 16 Clapet AGR avec bypass (uniquement pour le niveau de puissance supérieur avec boîte de vitesses manuelle) 7 Capteur de contre-pression des gaz d'échappement 17 Refroidisseur AGR 8 Catalyseur d'oxydation (Oxi-Kat) 18 Refroidisseur d'air de suralimentation 9 Filtre à particules diesel (DPF) 16 Capteur de température de l'air de suralimentation 10 Silencieux intermédiaire 108 7 Système d'admission 76 - Système d'admission du moteur N47 Index Explication Index Explication A Air brut 6 Capteur de pression de suralimentation B Air purifié 7 Papillon C Air de suralimentation chauffé 8 Capteur de température de l'air de suralimentation D Air de suralimentation refroidi 9 Admission AGR 1 Silencieux d'admission (filtre à air) 10 Tuyau d'air de suralimentation 2 Raccord pour gaz de soufflage 11 Refroidisseur d'air de suralimentation 3 Turbocompresseur 12 Tuyau d'air de suralimentation 4 Actionneur des volets de tourbillonnement 13 Tuyau d'air brut 5 Collecteur d'admission 109 7 L'air brut aspiré (A) arrive dans le filtre à air (1) après avoir traversé la tubulure d'aspiration d'air (non illustrée) et le tuyau d'air brut (13). L'air brut est filtré par le filtre à air et dont il ressort sous la forme d'air purifié (B). L'air purifié se dirige vers le turbocompresseur (3) en passant par le débitmètre massique à film chaud et en traversant le tuyau d'air purifié. Par l'intermédiaire du raccord (2), des gaz de soufflage viennent se joindre à l'air purifié dans le tuyau. Le turbocompresseur comprime l'air purifié qui s'échauffe. L'air de suralimentation comprimé et chauffé (C) est acheminé dans le tuyau de suralimentation (12) jusqu'au refroidisseur (11). Du refroidisseur, l'air maintenant refroidi (D) se dirige vers le papillon (7). Selon la position du papillon, l'air de suralimentation refroidi (D) dans le collecteur d'admission (5). Les gaz d'échappement de recyclage débouchent aussi dans le collecteur d'admission (5). 3 Si le tuyau d'air pur situé en aval du raccord des gaz de soufflage est fortement souillé par de l'huile, on peut en conclure que les gaz de soufflage sont excessivement élevés. La raison de cette anomalie réside généralement dans un manque d'étanchéité au niveau du moteur (bague d'étanchéité du vilebrequin par exemple) ou par des prises d'air parasites au niveau des conduites de dépression. La conséquence de cette anomalie se manifeste sous la forme d'un turbocompresseur souillé par de l'huile, ce qui n'est pas le signe d'un défaut de turbocompresseur. 1 Circuit d'air brut Le circuit d'air brut se compose d'une tubulure d'aspiration et d'un tuyau d'air brut. Tous deux sont conformes à la norme "choc piéton" imposée par la législation européenne. Les matériaux utilisés sont particulièrement mous et les fixations sont rétractables. Dans le cas du moteur N47, la tubulure d'aspiration d'air brut est configurée plutôt comme une hotte d'aspiration. Elle a une grande surface mais sa forme est particulièrement aplatie. L'air est aspiré par le module de refroidissement. Silencieux d'admission Pour la première fois sur un moteur diesel BMW, le silencieux d'admission est fixé au véhicule. Le boîtier est construit de telle façon que dans le cas d'un choc de haut en bas (choc piéton), il peut se déformer. Cela signifie, qu'il peut être embouti de plusieurs centimètres. Débitmètre massique à film chaud (HFM) Le débitmètre massique à film chaud est situé juste derrière le silencieux d'admission. Il est fixé au boîtier du silencieux d'admission. Sur le moteur N47, nous utilisons le débitmètre numérique HFM6 déjà bien connu. 110 7 Turbocompresseur Le turbocompresseur comprime l'air aspiré. Cela permet d'acheminer une quantité nettement supérieure d'oxygène dans la chambre de combustion. Le fonctionnement du turbocompresseur est décrit dans le chapitre consacré au système d'échappement. Refroidisseur d'air de suralimentation L'air chauffe lorsqu'il est comprimé dans le turbocompresseur. Il se dilate. Ce phénomène va à l'encontre de l'effet recherché par le turbocompresseur, car il y a moins d'oxygène parvenant à la chambre de combustion. L'air comprimé est refroidi dans le refroidisseur, sa densité augmente et par conséquent, la quantité d'oxygène acheminé dans la chambre de combustion est plus élevée. Le refroidisseur d'air de suralimentation se situe à l'extrémité inférieure du module de refroidissement. Capteur de température de l'air de suralimentation Le capteur de température de l'air de suralimentation mesure la température de l'air comprimé après son refroidissement. Il se trouve dans le tuyau de suralimentation juste avant le papillon. La température de l'air de suralimentation est prise en compte pour le calcul par défaut de la masse d'air. Il s'agit d'un calcul de plausibilité sur la valeur HFM. En cas de panne du HFM, c'est la valeur par défaut qui est utilisée pour calculer la quantité de carburant et le taux AGR. Le fonctionnement électrique du capteur est décrit dans le chapitre dédié au système électronique. Papillon Un papillon est nécessaire sur tous les moteurs diesel qui sont équipés d'un système de filtrage des particules. En régulant l'air aspiré, le papillon permet d'obtenir une élévation de la température des gaz d'échappement nécessaire à la régénération du filtre à particules. Le papillon se ferme lorsque le moteur est mis à l'arrêt. Cela a pour effet de diminuer les secousses que le moteur peut connaître dans cette phase. Le papillon se rouvre dès que la phase de mise à l'arrêt du moteur est achevée. Le papillon se situe juste devant le système d'admission. 111 7 Collecteur d'admission Le collecteur d'admission est en matière plastique. C'est dans ce collecteur que se fait la distribution de l'air en direction des différents cylindres. Au niveau de chaque cylindre, il est fait la distinction entre le canal à effet tourbillonnaire et le canal à effet tangentiel. Sur le moteur N47, les deux canaux sont amenés à la culasse par le côté. Le canal à effet tourbillonnaire assure comme son nom l'indique est chargé d'assurer fiablement le tourbillonnement dans la chambre de combustion, alors que le canal à effet tangentiel est chargé du remplissage optimal du cylindre, raison pour laquelle ce canal est aussi fréquemment appelé canal de remplissage. Les volets de tourbillonnement sont situés dans les canaux à effet tangentiel. Le canal à effet tourbillonnaire est reconnaissable à sa section quasi carrée, alors que la section du canal à effet tangentiel est ronde. Volets de tourbillonnement Les volets de tourbillonnement obturent les canaux à effet tangentiel pour provoquer un tourbillonnement accru de l'air dans la chambre de combustion lorsque le moteur tourne à un faible régime. Lorsque le régime du moteur augmente, ils se rouvrent pour permettre le remplissage des cylindres à travers les canaux à effet tangentiel. Les volets de tourbillonnement sont actionnés par une timonerie entraînée par un moteur à courant continu. La commande du moteur à courant continu et les paramètres de commande sont décrits dans le chapitre consacré au système électronique de gestion du moteur. 112 7 Système d'échappement Le recyclage des gaz d'échappement est semblable à celui du moteur M47TU2 avec filtre à particules diesel. Il existe cependant une modification au niveau du recyclage des gaz d'échappement (AGR). Pour le niveau de puissance supérieure, un clapet bypass permet de contourner le refroidisseur AGR. Le moteur N47 est équipé lui-aussi d'un turbocompresseur avec des aubages directeurs de la turbine à géométrie variable (VNT, Variable Nozzle Turbine) et un actionneur E. Le catalyseur d'oxydation et le filtre à particules diesel se trouvent à proximité directe dans un carter. 77 - Système d'échappement du moteur N47 (dans E81/87) Index Explication Index Explication 1 Silencieux arrière 7 Actionneur du bypass AGR 2 Silencieux intermédiaire 8 Turbocompresseur 3 Capteur de contre-pression des gaz d'échappement 9 Actionneur VNT 4 Collecteur d'échappement 10 Catalyseur d'oxydation (Oxi-Kat) et filtre à particules diesel (DPF) 5 Clapet AGR 11 Sonde Lambda 6 Refroidisseur AGR 12 Capteur de température des gaz d'échappement 113 7 Collecteur d'échappement Le moteur N47 est doté d'un collecteur d'échappement coulé quatre en un. La sortie pour le recyclage des gaz d'échappement se trouve à l'extrémité antérieure. Turbocompresseur Le turbocompresseur est entraîné par les gaz d'échappement du moteur. Les gaz d'échappement très chauds sous pression traversent la turbine du turbocompresseur et fournissent de cette manière la force nécessaire pour entraîner le compresseur. L'air aspiré est alors précomprimé de manière à ce qu'une masse d'air plus importante parvienne dans la chambre de combustion sollicitée du moteur. Il est ainsi possible d'injecter et de brûler une quantité supérieure de carburant, ce qui entraîne une augmentation de la puissance et du couple du moteur. La vitesse de rotation de la turbine se situe entre 100 000 tr/min et 200 000 tr/min. La température d'entrée des gaz d'échappement peut monter à 850 °C environ. La puissance d'un turbomoteur peut atteindre celle d'un moteur à aspiration qui aurait une uploads/s3/ systeme-d-x27-echappement-n47.pdf