Тюнинг двигателя BMW N54
(Автомобили BMW 135i, BMW 335i, BMW Z4 3.5i/is, BMW X6 3.5i и BMW 740i)
Прежде чем рассказать о тюнинге двигателя BMW N54 хотелось бы кратко ознакомить с его конструкцией и модификациями.
Двигатель N54 это первый двигатель BMW с турбонаддувом и непосредственным впрыском бензина высокого давления, который отличается от предшественников выдающимся сочетанием мощности и топливной экономичности.
Впервые двигатель BMW N54 был представлен в 2006 году вместе с новым купе BMW 335i, в дальнейшем этот двигатель появился на следующих моделях BMW X6 3.5, BMW 535i, BMW 135i, BMW Z4 3.5 и BMW 740i. Кроме того на базе BMW 335i компания ALPINA выпустила автомобилях ALPINA B3 Bi-turbo и ALPINA B3S Bi-turbo.
За свои выдающиеся технические характеристики и совершенство конструкции в 2007 и 2008 годах этот двигатель мыл награжден номинацией «Двигатель года» ( )
Первоначально мощность двигателя составляла 306 лс при 5800 об/мин, а крутящий момент достигал величины 400 нм при 1300-5000 об/мин
За время выпуска появились следующие модификации, мощность которых подтверждена официальными источниками и надеюсь измерениями на моторном стенде.
1) BMW Perfomance power kit (он же серийный мотор на F01-F02) мощность 326 лс. крутящий момент 450 нм
2) Серийный мотор на BMW 1 серии M купе. Он же стоит на Z4 3.5is, мощность 340 лс. крутящий момент 450 нм
Так же существуют две серийные модификации от Alpina.
1) Alpina B3 Biturbo мощность 360 лс. крутящий момент 500 нм
2) Alpina B3S Biturbo мощность 400 лс. крутящий момент 540 нм
Рассмотрим особенности конструкции.
Полностью алюминиевый блок цилиндров с сухими тонкостенными чугунными гильзами.
Турбонаддув – Две параллельные турбины интегрированные в выпускной коллектор.
Охлаждение надуваемого воздуха в интеркулере.
Прямой впрыск бензина высокого давления второго поколения с пьезоэлектрическими форсунками, давление топлива до 200 бар.
Блок управления двигателем нового поколения Siemens MSD 80 / MSD 81.
Устройство изменения фаз газораспределения на впускном и выпускном распределительном валу (Double Vanos)
Внешний масляный радиатор двигателя.
Новый электрический насос системы охлаждения высокой мощности. (400 вт.)
Алюминиевая головка блока цилиндров с пластикой клапанной крышкой.
Стальной коленчатый вал.
Технические характеристики двигателя BMW N54
|
Тип двигателя |
Рядный 6 цилиндровый. |
|
Рабочий объем (см куб) |
2979 |
|
Диаметр цилиндра / ход поршня (мм) |
84 / 89.6 |
|
Межцилиндровое расстояние (мм) |
91 |
|
Диаметр коренных вкладышей коленчатого вала (мм) |
65 |
|
Диаметр шатунных вкладышей коленчатого вала (мм) |
50 |
|
Порядок работы цилиндров |
1-5-3-6-2-4 |
|
Мощность двигателя (лс / кВт при об/мин) |
306 / 225 при 5800 |
|
Максимальный крутящий момент (Нм при об/мин) |
400 при 1300-5000 |
|
Максимально допустимая частота вращения (об/мин) |
7000 |
|
Литровая мощность (кВт/л) |
75.5 |
|
Компрессия |
10,2 |
|
Количество клапанов на цилиндр |
4 |
|
Диаметр впускного клапана (мм) |
31,44 |
|
Диаметр выпускного клапана (мм) |
28 |
|
Масса двигателя (кг) |
187 |
|
Система управления двигателем |
Siemens MSD 80/ MSD 81 |
|
Соответствие экологическим нормам EU / US |
EURO 4 / ULEV 2 |
Прежде чем перейти к нашей программе тюнинга этого двигателя, рассмотрим заводские программы форсировки двигателя.
Наиболее интересно посмотреть чем же отличается изменения внесенные в конструкцию BMW 1 Серии M купе: Сам двигатель идентичной конструкции, а из принципиальных изменений только более мощный вентилятор охлаждения двигателя. Все остальное - это новая программа управлением двигателем.
С «BMW Perfomance Power kit» ситуация аналогичная, более мощный вентилятор охлаждения, дополнительный радиатор охлаждения и новая программа управления двигателем.
Не менее увлекательно изучение моторов Alpina - Для того что бы можно было увеличить давление наддува, была понижена степень сжатии до 9,4 и так же усиленно охлаждение двигателя, только здесь это реализовано за счет более мощного масляного радиатора двигателя. В остальном же основная прибавка мощности происходит за счет изменения программы управления двигателем.
Как мы видим из предыдущего изучения потенциал двигателя N54 в районе 400 лс, причем даже с соблюдением всех экологических норм Европы, а без соблюдения ЕВРО 4 можно беседовать о 420-450 лс. Так же в сети есть информация, что кто то сделал мотор мощностью 450 лс., заменив турбины на Garrett.
Однако хочу напомнить, что кроме двигателя в автомобиле существуют еще некоторые агрегаты, например АКПП, которые передают поток мощности от двигателя на колеса и которые тоже имеют некоторый передел возможностей.
И поэтому, учитывая все вышесказанное, в рамках серийной конструкции с АКПП можно рассматривать максимальную мощность в 400-420 лс.
Из всего предыдущего обсуждения мы с уверенностью можем сделать вывод, что наиболее эффективным способом форсирования мотора BMW N54 является чип-тюнинг с доработкой неких элементов автомобиля, которые участвуют в обеспечении работы двигателя.
Что же такое чип-тюнинг и как он делается.
Чип-тюнинг это настройка программы управления двигателем, которая позволяет реализовать возможности «железа» по достижению максимальной мощности. То есть иными словами, если в двигателе есть некие резервы по мощности, то с помощью этой настройки можно добиться более высокой мощности, нежели в стандартном варианте. Опять же резервы бывают заложенные на заводе, а бывает, что эти резервы железа возникают в результате доработок двигателя, которые в том числе можно получить в результате ремонта двигателя БМВ.
Существуют два вида чип-тюнинга:
Традиционный вариант - изменение штатной программы двигателя, когда меняются карты данных отвечающие за определенные параметрам двигателя. При этом алгоритм работы ЭБУ полностью сохраняется. Это одновременно достоинство и недостаток этого варианта – с одной стороны нельзя увеличить параметры более чем разрешено встроенным алгоритмом безопасности, с другой стороны это гарантирует долговечности и безопасности системы в целом.
Внешний чип - в проводку двигателя встраивается некое устройство, которое изменяет входные и выходные сигналы блока управления двигателем. При внешнем же чипе все точностью наоборот: поскольку он может неограниченно модифицировать сигналы ЭБУ, то появляется возможность эмитировать штанную работу системы управления двигателя при совершенно не штатной фактической работе.
На мой взгляд внешний чип хуже, так как:
• во первых позволяет выйти за границы допустимых параметров,
• во вторых, учитывая не линейность сигналов ЭБУ, врят ли возможно получить сбалансированные решения во всем диапазоне режимов работы двигателя,
• в третьих это некие дополнительные устройства, которые могут быть неисправными и диагностировать которые довольно проблематично.
Однако у этого метода есть и неоспоримые преимущества: достигнутый результат не изменяется при перепрограммировании двигателя, с помощью этого метода можно довольно легко обходить мероприятия антитюнинг которые в последнее время стали применять производители автомобилей, а так же при появлении новых моделей блоков управления, как правило, производители внешних чипов реагируют значительно быстрее.
На этом некую вводную часть, посвященную тюнингу двигателя BMW N54, можно завершить и мы можем перейти к нашей программе тюнинга двигателя BMW N54.
Тюнинг двигателя BMW N54
Если вы будете любопытны и настойчивы, то в сети интернет вы найдете множество предложений чиптюнинга мотора BMW N54. Однако, как правило, если речь идет о более менее авторитетном тюнинг ателье, то мощность будет ограничена 360-370 лс.
Однако, как уже указывалось выше, есть некая модификация мотора N54 от компании Alpina, которая в штатном варианте выдает 400 лс. Вот на базе этой прошивки мы создали свои версии мотора N54
Итак, начинаем с самой мощной версии.
Тюнинг мотора BMW N54 до 420 лс.
Данная программа возможна только с блоком управления двигателем MSD 81 (для машин до 03/08 требуется переоснащение на этот блок, стоимость MSD 81 - 1155 евро)
Как уже указывалось выше, этот вариант разработан на основе решения BMW Alpina B3S Bi-turbo, что гарантирует надежность и сбалансированность во всех режимах и включает в себя следующее:
• Понижение степени сжатия до 9,4 – кованные поршня с увеличенной камерой сгорания
• Усиление охлаждения (на автомобилях, где это необходимо) – более мощный вентилятор двигателя, дополнительный радиатор.
• Программа управления двигателем с увеличенным давлением наддува и обогащенной смесью в режиме максимальной мощности.
• Замена катализаторов на приемные трубы из нержавеющей стали «Pipes Kit» и согласованную с ней полную систему выхлопа. (Возросшая температура выхлопных газов может разрушить стандартные катализаторы и по этой причине лучше их удалить заранее, что бы не было потом проблем с двигателем).
Дополнительная мощность получается за счет отказа от стандарта ЕВРО 4 и удаление катализатора, что позволяет обогатить топливную смесь и повысить давление наддува.
Графики крутящего момента и мощности мотора после тюнинга
Стоимость программы:
Для BMW 135i / BMW 1 серии M купе - 10700 евро.
Для BMW 335i - 10700 евро. – 10800 евро
Для BMW 535i (USA) - 7600 евро.
Для BMW Z4 3.5i / 3.5is - 8000 евро.
Для BMW X6 3.5i - 8400 евро.
Для BMW 740i – в данный момент не разработана.
Тюнинг мотора BMW N54 до 400 лс.
Данная программа так же возможна только с блоком управления двигателем MSD 81 (для машин до 03/08 требуется переоснащение на этот блок, стоимость MSD 81 - 1155 евро)
Это фактически заводской вариант BMW Alpina B3S Bi-turbo, который имеет гарантированную надежность и прошел всесторонние испытания в условиях BMW-AG.
Включает в себя следующее:
• Понижение степени сжатия до 9,4 – кованные поршня с увеличенной камерой сгорания
• Усиление охлаждения (на автомобилях где это необходимо) – более мощный вентилятор двигателя, дополнительный радиатор.
• Программа управления двигателем с увеличенным давлением наддува и обогащенной смесью в режиме максимальной мощности.
Хочу заметить, что выхлопная система остается штатной и автомобиль полостью соответствует экологическим стандартам EURO 5.
Графики крутящего момента и мощности мотора после тюнинга
Стоимость программы для всех моделей 5800 евро.
Тюнинг мотора BMW N54 до 400 лс.
без уменьшения степени сжатия.
Данная программа опять же возможна только с блоком управления двигателем MSD 81 (для машин до 03/08 требуется переоснащение на этот блок, стоимость MSD 81 - 1155 евро). В основе все то же заводской вариант BMW Alpina B3S Bi-turbo, но в этом варианте борьба с детонацией ведется за счет обогащения топливной смеси, что позволяет оставить заводскую степень сжатия 10,2. Правда при этом придется отказаться от катализаторов. И хотя это решение не прошло официальных всесторонних испытаний, накопленный опыт работы тюнеров по всему миру показывает, что данное решение работоспособно.
Итак недорогой вариант тюнинга мотора BMW N54 до 400 лс.
• Программа управления двигателем на основе Alpina B3S
• Усиление охлаждения (где это необходимо) – более мощный вентилятор двигателя.
• Удаление катализаторов из штатной выхлопной системы
Опять же катализаторы можно удалить двумя способами:
установкой системы от Supersprint
или просто вваривая трубы вместо штатных катализаторов. Естественно решение от Supersprint предпочтительнее, но учитывая его стоимость можно сэкономить и сделать немного колхозно. Тем не менее турбины прекрасно выполняют роль предварительного глушителя и звук штатной системы выхлопа после столь вандального удаления катализаторов особо не станет хуже. К тому же не на все автомобили есть решение от Supersprint и в этом случае выбора не остается.
Графики крутящего момента и мощности мотора после тюнинга
Стоимость программы: с выхлопной системой Supersprint / без.
Для BMW 135i / BMW 1 серии M купе – 7200 / 2600 евро.
Для BMW 335i - 10700 евро. – 6500 / 2600 евро
Для BMW 535i (USA) – 4000 / 2600 евро.
Для BMW Z4 3.5i / 3.5is – 4500 / 2600 евро.
Для BMW X6 3.5i – 4800 / 2600 евро.
Для BMW 740i – в данный момент не разработана.
Основная особенность данных вариантов это использования программы управления двигателем на основе прошивки Alpina B3S, что особенно важно для владельцев заднеприводных автомобилей 1 и 3 серии. Заводская прошивка не только обеспечивает необходимую мощность, но и оставляет автомобиль достаточно сбалансированным без резких скачков крутящего момента на задних колесах. В условиях же «гаражного тюнинга» довольно сложно добиться такой сбалансированности автомобиля.
Опять же хочу заметить, что замена интеркулера на более эффективный не дает какого либо значимого положительного эффекта, так как штатного более чем достаточно. Хотя по желанию, конечно, мы можем вам предложить различные варианты.
Тюнинг мотора BMW N54 до 380 лс
Данная программа предназначена для автомобилей блоком управления двигателем MSD 80 (выпушенных до 03/08).
К сожалению, для данных автомобилей в рамках штатной работы этого блока управления двигателем нет возможности увеличить мощность свыше 380 лс. Это связано встроенным контролем за работой АКПП, который выдает ошибку по величине крутящего момента. То есть иными словами в алгоритм работы программы управления двигателем заложен некий механизм безопасности, что бы не сломать АКПП, который в настоящий момент мы не умеем отключать (и судя по сайтам конкурентов не только мы не смогли справиться с этой проблемой)
Хотя удачные случаи с внешним чипом показывают, что АКПП выдерживает поток мощности в 400-420 лс.
Но поскольку по идейным соображениям мы не ставим внешний чип, то в данном варианте мощность ограничена 380 лс. Если вам этого мало, то можно переоснастить на MSD 81 и см вариант 400-420 лс.
Опять же возможно реализовать несколько способов, которые не смотря на одинаковую мощность отличаются стоимостью и эксплуатационными характеристиками:
1) Вариант - правильно и дорого. – Разработано на основе решения BMW Alpina B3 Bi-turbo. Этот вариант обеспечит гарантированную надежность и сбалансированность автомобиля. Включает в себя следующее:
• Понижение степени сжатия до 9,4 – кованные поршня с увеличенной камерой сгорания
• Усиление охлаждения (где это необходимо) – более мощный вентилятор двигателя, дополнительный радиатор.
• Программа управления двигателем с увеличенным давлением наддува.
• Замена катализаторов на приемные трубы из нержавеющей стали «Pipes Kit» и согласованную с ней полную систему выхлопа. (Возросшая температура выхлопных газов может разрушить стандартные катализаторы и по этой причине лучше их удалить заранее, что бы не было потом проблем с двигателем).
Графики крутящего момента и мощности мотора после тюнинга
Стоимость программы:
Для BMW 135i / BMW 1 серии M купе - 10700 евро.
Для BMW 335i - 10700 евро. – 10800 евро
Для BMW 535i (USA) - 7600 евро.
Для BMW Z4 3.5i / 3.5is - 8000 евро.
Для BMW X6 3.5i - 8400 евро.
Для BMW 740i – в данный момент не разработана.
2) Вариант – это некая упрощенная программа 1 варианта. Учитывая тот факт что мы и так удаляем катализаторы, то за счет чуть более богатой топливной смеси возможно обойтись без понижения степени сжатия. И хотя это решение не прошло официальных всесторонних испытаний, накопленный опыт работы тюнеров по всему миру показывает, что данное решение работоспособно.
Итак недорогой вариант тюнинга мотора BMW N54 до 380 лс.
• Программа управления двигателем на основе BMW Alpina B3 Bi-turbo
• Усиление охлаждения (где это необходимо) – более мощный вентилятор двигателя, дополнительный радиатор.
• Удаление катализаторов из штатной выхлопной системы
Стоимость программы: с выхлопной системой Supersprint / без.
Для BMW 135i / BMW 1 серии M купе – 7200 / 2600 евро.
Для BMW 335i - 10700 евро. – 6500 / 2600 евро
Для BMW 535i (USA) – 4000 / 2600 евро.
Для BMW Z4 3.5i / 3.5is – 4500 / 2600 евро.
Для BMW X6 3.5i – 4800 / 2600 евро.
Для BMW 740i – в данный момент не разработана.
Тюнинг мотора BMW N54 до 360 лс
Программа 360 лс. - данная программа предназначена для автомобилей, выпушенных как до 03/08 с блоком управления двигателем MSD 80, так и после 03/08 с блоком управления MSD 81.
Это классический чиптюнинг, в основе все та же программа BMW Alpina B3.
В принципе было бы не плохо удалить катализаторы и усилить охлаждение, но опять же опыт тюнеров по всему миру показывает, что данная программа с успехом работает и в стандартных автомобилях.
Графики крутящего момента и мощности мотора после тюнинга
Стоимость программы для всех моделей с блоком управления MSD 80 - 500 евро.
Стоимость программы для всех моделей с блоком управления MSD 81 - 800 евро.
Тюнинг мотора BMW N54 до 340 лс / 326 лс
Программа 340 лс. / 326 лс - данная программа предназначена для автомобилей, выпушенных как до 03/08 с блоком управления двигателем MSD 80, так и после 03/08 с блоком управления MSD 81.
Это классический чиптюнинг, в основе уже лежит программа BMW 1 серии M Купе для мощности 340 лс и программа«BMW Perfomance Power kit» для мощности 326 лс.
Эти программы включены в нашу тюнинг программу исключительно для людей не доверяющих гаражным кулибиным и гарантирует заводское качество и балансировку автомобиля. Для полной аутентичности заводским настройкам необходимо усилить систему охлаждения, но можно этого и не делать, см. программу 360 лс.
Графики крутящего момента и мощности мотора после тюнинга
Стоимость программы для всех моделей с блоком управления MSD 80 - 400 евро.
Стоимость программы для всех моделей с блоком управления MSD 81 - 800 евро.
Теперь можно обсудить стоимость всех этих программ.
Не сложно понять, что стоимость складывается из отдельных элементов и работ входящих в программу. В основе любой из программ лежит чиптюнинг, в зависимости от мощности и сложности задач стоимость его меняется от 1000 евро за самые мощные версии программ до 400 евро за программу 326 лс. Еще раз повторю, что все наши программы написаны не неким кулибиным в гараже, а написаны теми же людьми, что пишут программы для BMW, но только по заказу Alpina или это вообще программы BMW которые используются на других моделях.
Дальше на стоимость влияет необходимость замены блока управления двигателем на MSD 81, к сожалению, самая мощная программа написана для этого блока и залить ее в MSD 80 не получиться. Стоимость блока управления порядка 1155 евро.
Понижение степени сжатия до 9,4 возможно только с заменой поршней, так как из за непосредственного впрыска бензина имеются достаточно жесткие требования к форме камеры сгорания, и использовать укороченные шатуны или более толстые прокладки ГБЦ на этом моторе нельзя. Таким образом единственный путь снижения степени сжатия это установка поршней с увеличенной камерой сгорания в поршне, опять же из за непосредственного впрыска эта камера сгорания должна быть определенной формы. Идеальный случай родные поршня от Alpina, но, к сожалению, их не всегда удается купить. К счастью к нам в руки попали родные поршня от Alpina и, естественно, нам удалось снять чертежи и изготовить полноценную копию этих поршней.
И сейчас мы можем собрать полноценный аналог мотора Alpina, как на родных поршнях так и на кованных поршнях изготовленных по нашему заказу (кстати не известно еще какие в итоге лучше :-)) Однако стоимость данной работы достаточно высока и достигает 3500 евро.
Не маловажным по стоимость является и выпускная система. Многочисленные эксперименты с различными системами привели нас к выводу, что наиболее приемлемой для целей удаления катализаторов и настройки после этого правильно звука является выхлопная система Supersprint, а так же, как не удивительно, это вандальное удаление катализаторов из штатной системы. В среднем стоимость полной системы Supersprint обойдется вам в 5000 евро с установкой. Хотя как уже указывалось выше, не ко всем моделям Supersprint делает полный выхлоп и иногда вандальный метод это единственный вариант.
Дополнительное охлаждение – в общем все просто: штатный вентилятор 400 Вт, а тот, что предлагается в качестве дополнительного охлаждения 850 Вт. Думаю дальнейшие пояснения не нужны, замечу лишь, что на некоторых машинах потребуется переделать проводку под столько мощный вентилятор. Стоимость вентилятора порядка 600-700 евро.
Замечу так же, что в «Perfomance Power kit BMW» на некоторых моделях входит еще и дополнительный радиатор, хотя на мой взгляд достаточно установки только одного вентилятора.
Таким образом и складывается стоимость программы тюнинга двигателя BMW N54.
Ресурс
Пожалуй второй по популярности вопрос, после вопроса какая будет мощность, насколько снижается ресурс. В целом уже радует понимание, что ничего в этой жизни не бывает бесплатно, и что за возросшую мощность придется платить ресурсом. Однако для полноты понимая надо отметить, что в условиях России довольно проблематично полноценно реализовать весь потенциал двигателя мощностью 360-400 лс. и поэтому большую часть времени мощность развиваемая мотором врят ли будет достигать существенно больших величин, чем до тюнинга. Ну а повышенный износ в те короткие моменты времени, когда будет использоваться весь потенциал мотора, не окажут существенного влияния на ресурс.
Однако надо помнить, что форсированный мотор работает уже близко к пределу возможностей всех систем двигателя и любая неисправность может вызвать переход аварийному режиму работы. Поэтому при движении в режиме максимальной мощности довольно длительное время важно внимательно следить за показаниями температуры двигателя и, по хорошему, за состоянием системы смазки (температура и давление масла)
Кроме того важно использовать самые лучшие из доступных ГСМ: 98 бензин, масла для высокофорсированных моторов (например Castrol TWS), антифризы с повышенной Т закипания итд.
Все это и будет являться гарантией высокой надежности мотора и его достаточного ресурса.
И один из последних аспектов – расход топлива. Не смотря на то, что обычно для моторов мощностью за 300 лс. говорить об экономии топлива глупо, в случае моторов BMW N54 расход топлива может приятно удивить, в хорошем смысле этого слова.
Непосредственный впрыск бензина и Double Vanos, а так же совершенная форма камеры сгорания двигателя обеспечивают поразительно малый расход топлива у этого двигателя (естественно в сравнении с двигателями аналогичной мощности). И при правильном тюнинге этого двигателя в режиме разумного движении в городском потоке или на трассе, как это не удивительно, приятно малый расход топлива сохраниться.
Однако чудес не бывает и режиме максимальной мощности расход топлива существенно возрастет.
Так что отвечая на вопрос о расходе топлива – все в ваших руках, хотите экономить топливо не нажимайте на педаль газа в пол.
Надеюсь, что этот краткий ликбез ответил на большинство ваших вопросов и поможет вам правильно выбрать для себя программу тюнинга вашего двигателя N54.
