4. Двигатель и трансмиссия. 4.1. Двигатель S63B44T0
Двигатель S63B44T0 описан в отдельной информации о продукте.
4.2. Коробка передач 4.2.1. Введение
С коробкой передач GS7D36BG Drivelogic c двойным сцеплением M владелец BMW M5 F10 получает следующие преимущества: еще более высокая эффективность переключения передач и значительно более низкий расход топлива по сравнению с предшествующей моделью. В отличие от GS7S47BG (SMG 3) у E60 M5 отсутствует разрыв потока мощности во время переключения передачи. Поступательное движение поддерживается на постоянном уровне.
Впервые коробка передач Drivelogic с двойным сцеплением M использовалась на автомобилях E9x M3 с двигателем S65B40 с концепцией высоких оборотов под обозначением GS7D36SG. Она подробно описана в учебных материалах по E9x M3 (включая анимационный ролик).
В данной информации о продукте описываются только различия между GS7D36BG и GS7D36SG.
Коробка передач претерпела следующие изменения:
1 Адаптация к крутящему моменту и мощности за счет специальной технологии обработки поверхностей зубчатых колес.
2 Из-за более узкого диапазона частоты вращения двигателя S63B44T0 по сравнению с S65, установленном на E9x M3, при увеличении крутящего момента и мощности для достижения заданных значений расхода топлива в качестве прямой передачи используется не седьмая, а пятая передача. Чтобы подчеркнуть это различие, было изменено также обозначение коробки передач (на 7-й позиции): с GS7D36«S»G (спортивная) на GS7D36«B»G (бензиновая).
3 Все пары зубчатых колес, а также схема управления муфтами включения, в особенности, муфтой включения 5/7, были соответствующим образом адаптированы, а диапазон передаточных чисел стал 7.2 вместо прежнего 4.8.
4 Аварийный режим с гидроусилителем не предусмотрен. В случае отключения тока муфты сцепления расцепляются.
5 После выключения двигателя при положении «N» переключателя передач и включенном зажигании блокировка трансмиссии на стоянке автоматически включается прим. через 15 минут. Владелец должен помнить об этом, например, при посещении автомойки. Сравнение:
На E9x M3 с M DKG Drivelogic в положении «N» переключателя передач блокировка трансмиссии на стоянке даже при выключенном зажигании включается только через 30 минут, при этом на M3 пульт ДУ следует ставить в гнездо. Иначе при выключении двигателя блокировка трансмиссии на стоянке включится незамедлительно (об этом необходимо помнить при использовании функции комфортного доступа).
6 Система охлаждения коробки передач отличается от системы охлаждения M3 с M DKG Drivelogic. Жидкостно-масляный теплообменник и термостат на 95° C отсутствуют. Охлаждение осуществляется целиком за счет воздушно-масляного контура теплообменника. Заправочный объем масла составляет прим. 9,5 л, включая масло в полости радиатора.
4.2.2. Конструкция и передача крутящего момента
Конструкция
Пары зубчатых колес были адаптированы к существующему передаточному числу, а схема управления муфтами включения пятой и седьмой передач преобразована в соответствии с изменением прямой передачи.
Картер коробки передачи и подшипниковые опоры валов были заимствованы у GS7D36SG без изменений. Только схема соединения с двигателем была адаптирована к S63.
Изменения в передаче крутящего момента на V и VII передачах
Принципиальная схема передачи крутящего момента на всех передачах:
Следующая, пятая передача имела большее передаточное число на E9x M3, а теперь стала прямой передачей.
Следующая, шестая передача имела большее передаточное число на E9x M3, а теперь получила меньшее передаточное число.
Следующая, седьмая передача была прямой передачей на E9x M3, а теперь получила меньшее передаточное число.
4.2.3. Технические характеристики M DKG
Сравнение GS7D36BG на F10 M5 с GS7D36SG на E9x M3
* Диапазон передаточных чисел определяется путем деления передаточного числа первой передачи на передаточное число самой высокой передачи переднего хода.
4.2.4. Информация о системе Электрическая схема
Внутренние чувствительные элементы Чувствительные элементы были заимствованы у GS7D36SG без изменений.
4.2.5. Переключатель передач M
Схема функционирования и управления переключателем передач M идентична схеме, используемой на E9x M3 с M DKG Drivelogic.
Вместо пяти программ движения Drivelogic в режиме Drive и шести возможных программ движения Drivelogic в последовательном режиме на F10 M5 DKG Drivelogic используются всего три программы движения.
Схема расположения и символы выключателей управления динамикой движения, удобно расположенных на центральной консоли, были переработаны.
4.2.6. Drivelogic
Количество программ движения было уменьшено.
После каждого переключения между последовательным режимом и режимом Drive активизируется последняя выбранная программа движения.
После каждого запуска двигателя активизируется программа движения 1 в режиме Drive.
Режим Drive
В этом режиме предусмотрены три программы движения: 1: Эффективное движение 2: Спокойное движение 3: Спортивное движение
Последовательный режим
В этом режиме также предусмотрены три программы движения:
1: Комфортное переключение передач
2: Спортивное, быстрое переключение передач
3: Максимальная скорость переключения передач и условие для активизации функции Launch control.
Для использования самой высокой, то есть третьей программы движения система DSC должна быть активизирована.
4.2.7. Функция Launch control
Функция Launch control обеспечивает оптимальное ускорение автомобиля при трогании с места на дорогах с нормальным коэффициентом сцепления.
Следующая информация относится также к E9x M3 с коробкой передач с двойным сцеплением.
На первых 5000 км обкатки нельзя пользоваться функцией Launch control (см. также руководство по эксплуатации, глава «Полезно знать»).
После прохождения 2000 км должен быть проведен контроль после обкатки и сброшен/ подтвержден с помощью приложения ISTA (нельзя выполнять сброс через сервисную функцию комбинации приборов, т. к. в этом случае не будет получен доступ к функции Launch Control).
Высокая нагрузка на узлы автомобиля при использовании функции Launch control приводит к преждевременному износу узлов.
Подготовка к работе функции Launch Control Активизация функции Launch control
Теперь, при отпускании все еще отжатого вперед переключателя передач автомобиль трогается с места. При этом он разгоняется с максимально возможной скоростью.
Принцип действия
• Функция Launch control автоматически переключает передачи вплоть до 5-й, используя максимально короткое время переключения, а также оптимизированные по мощности точки переключения, до тех пор, пока водитель держит педаль акселератора выжатой до упора и пока не превышен лимит времени (22 секунды), установленный для фазы ускорения.
• Символ запуска в комбинации приборов горит все это время.
Автоматическая деактивизация
• Автоматическая деактивизация происходит, если в процессе ускорения водитель выводит (даже на короткое время) педаль акселератора из диапазона полной нагрузки, или при достижении установленного лимита времени 22 секунды.
При неправильном выполнении одного из этапов подготовки функции Launch control к работе ее активизация невозможна.
Кроме этого, при слишком высокой температуре масла в коробке передач (например при многократном запуске функции Launch control или слишком резком трогании с места) активизация также невозможна, пока не будет достигнут приемлемый температурный порог.
При каждой деактивации символ запуска гаснет и автоматическое переключение на повышенную передачу отменяется.
4.2.8. Система управления коробкой передач
Как и на GS7D36SG, блок управления DKG встроен в модуль Megatronic в коробке передач. Программное обеспечение адаптировано к F10 M5.
4.2.9. Аварийная разблокировка механизма блокировки трансмиссии на стоянке
В случае отсутствия электропитания механизм блокировки трансмиссии должен быть разблокирован в ручном режиме, в противном случае ведущие колеса будут заблокированы и автомобиль не сможет сдвинуться с места. Однако он может быть разблокирован только, если угол подъема/продольного крена не превышает 10°. После остановки автомобиля следует снова заблокировать механизм блокировки трансмиссии.
Разблокировка Блокировка механизма блокировки трансмиссии на стоянке
Переместить рычаг блокировки трансмиссии до упора вправо. Механизм блокировки трансмиссии снова заблокирован.
4.2.10. Указания по обслуживанию
Масляный контур коробки передач
В процессе выполнения работ на масляном контуре коробки передач с двойным сцеплением (неважно M DKG или AG DKG), например, в случае аварии или открывания масляного контура во время ремонта, необходимо соблюдать максимальную чистоту. Это предполагает выполнение следующих требований:
• тщательная очистка внешних зон масляного контура перед демонтажом компонентов ил1 открыванием масляного контура;
• незамедлительное закрывание отверстий и трубопроводов после демонтажа с использованием чистых оригинальных пробок; использование незакрытых деталей масляного контура только после проверки на чистоту и, по возможности, тщательной очистки.
• Рабочее место, используемое для открывания масляного контура коробки передач, должно быть абсолютно чисто и защищено от попадания грязи, в том числе в перерывах между отдельными операциями. Например, можно накрыть его чистым чехлом из ткани без ворса.
Заливка масла на весь срок службы
Так же как и на E9x M3, оснащенных коробкой передач Drivelogic с двойным сцеплением M, замена масла в коробке передач после прохождения 2000 км (контроль после обкатки) или при каждой третьей замене моторного масла не требуется.
Ремонт/замена деталей
В зависимости от вида ремонта перед началом ремонтных работ необходимо считать уровень данных DKG, а после замены компонентов снова записать его (например при замене мехатроника).
Также в зависимости от вида ремонта (например при замене двойного сцепления) перед выключением двигателя необходимо переключить коробку передач на «Нейтральное положение».
4.3. Редуктор заднего моста 4.3.1. Система блокировки M с электрическим приводом
Эта новая система блокировки редуктора заднего моста с электронной/электромеханической регулировкой была разработана специально для F10 M5.
При этом используется новый редуктор заднего моста M типоразмера HAG 220 (ведомая шестерня с 0 220 мм) с новой системой блокировки редуктора заднего моста M. В качестве системного обозначения используется «Регулируемая система блокировки редуктора заднего моста», а в качестве обозначения блока управления соответственно GHAS (Geregelte Hinter Achsgetriebe Sperre - регулируемая система блокировки редуктора заднего моста).
Она пришла на смену устанавливаемой на E60 M5 переменной блокировке дифференциала M в редукторе заднего моста M HAG 215 (ведомая шестерня 0 215 мм).
Передаточное число HAG 220 составляет 3,154:1 (HAG 215: 3,615:1).
Новый редуктор заднего моста M можно узнать по установленному под ним алюминиевому масляному поддону и электродвигателю.
Масса HAG 220 составляет 49,7 кг, то есть прим. на 2,8 кг больше массы HAG 215, устанавливаемой на E60/E61 M5 и E63/E64 M6.
Блокировка с регулировкой по состоянию
Эта система блокировки представляет собой систему блокировки редуктора заднего моста с регулировкой по состоянию, которая активизируется в следующих ситуациях:
• Трогание с места
• Различная частота вращения на задней оси при движении по прямой под нагрузкой из-за различных коэффициентов трения на левом/правом колесе
• Динамичное прохождение поворотов
• Управляемый занос
• Стабилизация при движении накатом.
Тяга, управляемость и устойчивость при движении оптимизируются путем установления различной частоты вращения или различного момента на задней оси.
Функции регулируемой системы блокировки редуктора заднего моста M реализуются за счет электродвигателя с понижающим редуктором, который сжимает пакет дисков сцепления с помощью шаровой блокировки, аналогичной подобному механизму в раздаточной коробке xDrive. Блок управления GHAS установлен в нише для запасного колеса перед аккумуляторной батареей.
4.3.2. Конструкция/функции
Момент блокировки формируется дисковой муфтой. Необходимое осевое давление создается электродвигателем постоянного тока с регулировкой положения с помощью передаточного механизма и механизма шаровой рампы и воздействует на дисковую муфту. Пакет дисков сцепления действует между корпусом дифференциала (внешний фрикционный диск из стали) и правой стороной отбора мощности (внутренние фрикционные диски из стали с молибденовым покрытием).
Компоненты системы:
• жгут проводов;
• блок управления GHAS регулируемой системы блокировки редуктора заднего моста;
• электродвигатель и передаточный механизм;
• механизм блокировки.
Электродвигатель (1) привернут к коробке, а нажимной диск со вторым профилированным кольцом (5) закреплен внутри коробки. Подвижные детали механизма с профилированными кольцами (2, 3 и 4) формируют необходимое осевое смещение нажимного диска (5). Эти детали не участвуют во вращении, реализуемом внутри дифференциальной передачи, и отделены от вращающихся деталей с помощью упорного игольчатого подшипника (6).
Детали с номерами 6-18 относятся к дифференциальной передаче и вращаются пропорционально частоте вращения задних колес.
Механизм блокировки действует между внутренней ведомой ступицей (12) и коробкой дифференциала (18) и нивелирует разницу в частоте вращения ведомых конических шестерен (16 и 17). Тарельчатая пружина (11) открывает механизм блокировки, когда на электродвигатель не подается электропитание.
4.3.3. Информация о системе
Блок управления GHAS анализирует параметры динамики движения, передаваемые другими блоками управления по шине FlexRay, и на их основе формирует необходимый момент блокировки. Кроме этого, блок управления DSC может запрашивать блокирующее воздействие для стабилизации автомобиля как при активизированной, так и при деактивизированной системе DSC.
Управление электродвигателем постоянного тока с регулировкой положения осуществляется непосредственно силовым электронным блоком блока управления GHAS с помощью сигналов с широтно-импульсной модуляцией, соответствующих напряжению в бортовой сети. Частота составляет 12,8 кГц, а макс. сила тока - 30 А.
Электродвигатель оснащен двумя датчиками Холла для определения положения и направления вращения.
Электрическая схема Интерфейсы
ЭБУ GHAS работает с перечисленными ниже блоками управления и получает следующую информацию:
Определение положения электродвигателя
Для определения положения электродвигателя используются два встроенных в электродвигатель датчика Холла.
Для определения графической характеристики момента блокировки по положению электродвигателя регулярно выполняется повторная калибровка в целях компенсации износа в сцеплении.
Чтобы задать соответствующий момент блокировки сцепления для того или иного положения электродвигателя с учетом влияния износа, каждые 1000 км или же после регистрации системой блокировки потребления электроэнергии в объеме 100 кДж (столько же энергии тратится при прохождении 1 круга гоночной трассы Нюрбургринг) после выключения двигателя выполняется пробное включение. В рамках этого пробного включения на двигатель подается ток определенной силы. За определенным в результате этого положением закрепляется момент блокировки 1500 Н#м.
Контроль температуры
В общей сложности используются три датчика температуры, которые контролируют температуру
блока управления (выходной каскад драйвера), температуру электродвигателя и температуру
масла в коробке передач. Температурный порог составляет для:
блока управления - 105 °C
электродвигателя - 160 °C
температуры масла в коробке передач - 190 °C
В соответствии с текущей спецификацией в коробке передач используется масло типа «Синтетическое масло для редукторов заднего моста BMW MSP/A» (например Castrol SAF-XJ), т. е. такое же, как и в предшествующих моделях M с переменной блокировкой дифференциала M.
Заправочный объем масла составляет 1,2 л. В любом случае, необходимо принимать во внимание текущие спецификации, содержащиеся в Сервисной информации «Рабочие жидкости», а также технические характеристики в ISTA.
В случае отключения или отсутствия функции блокировки GHAS из-за неисправности заблокированный дифференциал автоматически открывается, т. к. блокировка может сниматься сама. При этом водитель получает соответствующее предупреждение/указание и может ожидать следующего:
1. Ухудшение тяги при динамичной манере езды и низких коэффициентах трения, в особенности, при различных коэффициентах трения на левом/правом колесе.
2. Возможное ухудшение стабильности в динамических ситуациях движения.
4.3.4. Указания по обслуживанию
• При замене блока управления GHAS необходимо выполнить кодирование (активизация графической характеристики для конкретного автомобиля), а затем первоначальную калибровку, после чего стереть коды неисправностей.
• При замене всего редуктора заднего моста M необходимо выполнить калибровку, после чего стереть коды неисправностей.
• При замене только электродвигателя, электродвигателя и промежуточной передачи либо при замене датчика температуры масла достаточно стереть коды неисправностей.
Масло в редукторе заднего моста заменяется после прохождения 2000 км (контроль после обкатки) и при каждой третьей замене моторного масла.
См. текущую информацию и технические требования, содержащиеся в ISTA.
4.3.5. Полуоси
Особенностью полуосей является двустороннее зубчатое зацепление. Они больше не прифланцованы к редуктору заднего моста и вставлены в ступицу колеса, а вставлены в редуктор заднего моста и ступицу колеса. В результате этого изменилась последовательность действий при демонтаже и монтаже.