Тюнинг двигателя BMW N20

(Автомобили BMW 125i BMW 220i, BMW 228i, BMW 320i, BMW 328i, BMW 420i, BMW 428i, BMW 520i, BMW 528i, BMW X1 2.0, BMW X1 2.8, BMW X3 2.0, BMW X3 2.8, BMW X4 2.0, BMW X4 2.8, BMW z4 1.8, BMW z4 2.0 выпуска после 2011 года)

Двигатель N20 это четырех цилиндровый двигатель BMW с турбонаддувом и непосредственным впрыском бензина в цилиндр, который устанавливается на различные модели BMW с индексами 1.8i, 2.0i и 2.8i в конце названия после 2011 года.

Прежде чем мы перейдем к разговору о тюнинге двигателя BMW N20 предлагаю ознакомиться с его конструкцией и модификациями.

Впервые двигатель BMW N20 был представлен в 2011 году вместе с автомобилем BMW X1 2.8 xDrive. В дальнейшем этот двигатель появился на следующих моделях: BMW 125i; BMW 220i, BMW 228i; BMW 320i, BMW 328i; BMW 520i, BMW 528i; BMW X1 2.0 xDrive, BMW X1 2.8i xDrive; BMW X3 2.0 xDrive, BMW X3 2.8 xDrive; BMW X4 2.0 xDrive, BMW X4 2.8 xDrive; BMW Z4 1.8i, BMW Z4 2.0i и BMW Z4 2.8i.

За время выпуска различных моделей двигателей BMW N20, использовались следующие блоки управления двигателем (ЭБУ): MEVD 172.2, MEVD 1724, MEVD 1729, MEVD 172p.

Первоначально был представлен двигатель с мощностью 245 лс. при 5000 – 6500 об/мин, а крутящий момент которого достигал величины 350 нм. при 1250-4800 об/мин.

Модификации двигателя BMW N20.

модели BMW

мощность лс/кВт

при об/мин.

Кр. момент нм.

При  об/мин

степень сжатия

 высокая / низкая

BMW z4-1.8

156 / 115

5000–6250

240

1250–4400

10:1

BMW 220i, BMW 320i, BMW 520i, BMW X1-2.0, BMW X3-2.0, BMW X4-2.0, BMW z4-2.0

184 / 135

5000–6250

270

1250–4500

11:1 / 10:1

BMW 125i,

218 / 160

5000–6000

310

1250–4800

10:1

BMW 125i M Performance,

238 / 175

5000–6000

350

1250–4800

10:1

BMW 228i, BMW 328i, BMW 528i, BMW X1-2.8, BMW X3-2.8, BMW X4-2.8, BMW z4-2.8

245 / 180

5000–6500

350

1250–4800

10:1


Диаграммы мощности и крутящего момента различных двигателей BMW N20.


Рассмотрим особенности конструкции этого мотора.

Полностью алюминиевый блок цилиндров с износостойким покрытием стенок цилиндров. Это покрытие образуется в результате газодиномического напыления расплавленной стальной проволоки, в результате которого происходит электродуговая металлизация (ЭДМ) алюминия железом. Эта технология позволяет с одной стороны обеспечить преимущества полностью алюминиевых блоков цилиндров (алюсил), обеспечивающих минимальный зазор между поршнем и цилиндров, а с другой стороны обеспечивает высокую прочность стенки цилиндра.

Кованный коленчатый вал с диаметром шатунных и коренных шеек 50 мм, получился достаточно легким для мотора с такой мощностью (13 кг против 21 кг на моторе BMW N52). 

Новая система управления двигателем фирмы Bosch MEVD 172x, на основе процессоров Infineon TriCore, который обеспечивает большую скорость работы по сравнению с предшественниками. Область для храния программы теперь располагается в самом процессоре и нет потерь при передаче информации между различными элементами блока управления.

Система смазки с регулировкой производительности с электромагнитным регулятором, которая позволят обеспечивать необходимое давление масла в любых условиях.

Объединение в единую систему управления всех современных систем газораспределения и смесеобразования: система регулировки положения распределительных валов DOUBLE VANOS; система бесступенчатой регулировки хода впускных клапанов VALVETRONIC; система непосредственного впрыска бензина в цилиндр и турбонаддув с турбиной TwinScroll

Все эти системы объединены в общее название TVDI (Turbo-Valvetronic-Direct-Injection) и обеспечивают широчайшие возможности по регулировке фаз газораспределения  и формированию локальных зон горения смеси в цилиндре с необходимой степенью обогащения.

VALVETRONIC. Состоит из системы бесступенчатой регулировки хода клапанов и механизма регулировки фаз газораспределения VANOS. Благодаря чему возможно гибкое управление ходом и фазами впускных клапанов, а так же регулировка фаз выпускных клапанов. 

В основе механизма лежит эксцентриковый вал червячным электроприводом и сложная система толкающих рычагов. Это уже 3 поколение этой системы, которая несмотря на сложность конструкции в целом уже доказала свою надежность.

Так же регулировка хода впускных клапанов обеспечивает функцию дросселирования и позволяет управлять мощностью двигателя вместо дроссельной заслонки, что обеспечивает высокую скорость реакции на положение педали газа.

Так же как и на моторе BMW N55 электропривод VALVETRONIC  расположился внутри головки блока цилиндров и больше не выступает чужеродным приливом на клапанной крышке.

Турбонаддув – На моторе BMW N20 применяется турбонаддув с одной турбиной выполненной по технологии TwinScroll, которая позволяет изолировать выхлопные газы по группам цилиндров 1-4 и 2-3. 

Это существенно повышает эффективность турбины и позволяет одновременно использовать для привода турбины не только давление и температуру отработавших газов, он и энергию волны импульсного наддува. Таким образом за счет специальной конструкции выпускного коллектора и турбонагнетателя достигается минимальное время реакции двигателя на малых оборотах.

Регулировка производительности турбонагнетателя происходит за счет открытия байпасной заслонки и перенаправления части выхлопных газов в обход турбины. Эта заслонка управляется с помощью ваккумного привода и и пьезоэлектрического клапана.

Как и на предыдущих моторах турбонагнетатель и выпускной коллектор образует единую деталь, что обеспечивает минимальные расстояния между выпускным клапаном и турбиной, а так же общую компактность конструкции.

В целом благодаря всем этим новейшим технологиям и системам получился довольно интересный мотор, который при весе в 113 кг. (против 178 кг у BMW N52) обеспечивает значительно лучше характеристики по крутящему моменту и экономичности. 

Технические характеристики мотора BMW N20:

 

N20B20-O0

N20B20-M0

N20B20-U0

N20B20-U0

Тип двигателя

Рядный 4 цилиндровый бензиновый

Рабочий объем (см куб)

1997

Диаметр цилиндра / ход поршня

84 мм / 90,1 мм

Межцилиндровое расстояние

91 мм

Диаметр коренных вкладышей коленчатого вала

50 мм

Диаметр шатунных вкладышей коленчатого вала 

50 мм

Порядок работы цилиндров

1342

Мощность двигателя (лс / кВт при об/мин)

245 / 180 при 5000-6500

218 / 160 при 5000-6000

184 / 135 при 5000-6250

156 / 115 при 5000-6250

Максимальный крутящий момент (Нм при об/мин)

350 при  1250-4800

310 при  1250-4800

270 при  1250-4500

240 при  1250-4400

Максимально допустимая частота вращения (об/мин)

7000

Литровая мощность (кВт/л)

90,14

80,12

67,60

57.59

Компрессия

10:1

10:1

11:1 / 10:1

10:1

Количество клапанов на цилиндр

4

Диаметр впускного клапана (мм)

32

Диаметр выпускного клапана (мм)

28

Макс. Ход впускного / выпускного Клапана (мм)

9,9 / 9,3

Диапазон регулировки VANOS Стороны впуска

70° К/В

Диапазон регулировки VANOS стороны выпуска

55° К/В

Положение распредвала впускных клапанов

120-50° К/В

Положения распредвала выпускных клапанов

115-60° К/В

Фаза открытия распредвала впускных клапанов

258° К/В

Фаза открытия распредвала выпускных клапанов

252° К/В

Масса двигателя (кг)

113

Система управления двигателем

MEVD 1722, MEVD 1724, MEVD 1729, MEVD 172p.

Соответствие экологическим нормам EU / US

Euro - 6


Тюнинг мотора BMW N20.

Как несложно понять из предыдущего описания есть, по сути, всего два мотора BMW N20: один со степенью сжатия 10:1, а другой со степенью сжатия 11:1. В остальном, богатство модельного ряда обеспечиваются за счет различных настроек блока управления двигателем.

Конструктивно отличие этих моторов только в форме поршнях. Для моторов со степенью сжатия 11:1 используются поршня с меньшим объемом углубления в днище поршня. 

Таким образом, любой мотор со степенью сжатия 10:1 можно штатным образом форсировать до уровня  мощности 245 лс. Это касается моделей BMW z4-1.8i, BMW 125i, BMW-X1 20i и BMW-X3 20i, а так же некоторых моделей с индексом 20i, на которых стоит двигатель с низкой компрессией (поставляется в страны с плохим бензином, опция S858).

Для остальных моделей с мотором N20B20-U0 для достижения параметров идентичным заводским необходимо менять поршня. Однако практика показала, что и моторы со степенью сжатия 11 в целом прекрасно работают на штатной прошивке 245 лс.

Учитывая вышесказанное мы с уверенностью можем сделать вывод, что наиболее эффективным способом форсирования мотора BMW N20 является чип-тюнинг

Конечно, есть основания полагать, что в неблагоприятных условиях (жаркая погода, высока нагрузка и нарушения теплового режима двигателя) система контроля детонации уменьшит мощность двигателя на какую-то величину, однако все равно это будет больше, чем штатные 184 лс.

Давайте рассмотрим, что же такое степень сжатия и чем опасны ее высокие значения.

Степень сжатия - это геометрический показатель двигателя, который определяется отношением полного объема цилиндра к общему камеры сгорания. Чем выше степень сжатия, тем выше давление в цилиндре перед воспламенением топливной смеси, и соответственно, тем выше температура и давление рабочего тела в начале такта рабочий ход. А так же выше мощность двигателя и лучше его экономичность.

Однако повышать степень сжатия можно до определённого предела, преодолев который можно разрушить двигатель.

Чем же опасна более высокая степень сжатия. Ответ, в общем-то, очевиден – детонация. При превышении давления сжатия выше некоторой величины возникают локальные зоны горения топливной смеси со сверхзвуковой скоростью – взрывы внутри цилиндра, которые приводят к возникновению ударных волн, разрушающих двигатель.

Обычно для современного мотора, работающего на бензине 91-98, величина степени сжатия находится в диапазоне 10,2-11,3. Для турбированных моторов степень сжатия снижают до 8,5-9,5. Это связано с тем, что для возникновения детонации критично абсолютное давление в цилиндре перед воспламенением, а не номинальное значение степени сжатия. По понятным причинам у моторов с турбонаддувом давление в цилиндре больше, чем у атмосферных с такой же степенью сжатия.

Однако моторы BMW с непосредственным впрыском топлива в цилиндр и Valvetronic стали исключением из этого правила. Например, мотор BMW S55, имея достаточно высокую степень наддува (литровая мощность 143 лс), имеет степень сжатия 10,2:1.

Это связано в первую очередь с особенностями рабочего процесса моторов TVDI: за счет формирование внутри цилиндра локальных зон с нормальной или слегка обогащенной смесью и испарение впрыснутого топлива, создаются идеальные условия сгорания топливной смеси. Таким образом и стала возможна надежная работа таких моторов с турбонаддувом со степенью сжатия 10-11 без детонации.

Конструкция мотора BMW N20, в целом, идентична мотору S55 от BMW M3 F80 и учетом литровой мощности в 122 лс. и технологии TVDI, сжатия в 11:1 не выгляди уж такой уж сверх высокой.

При этом надо понимать, что после увеличения мощности до 245 лс. появятся некоторые ограничения при эксплуатации такого мотора:

  1. Необходимо использовать только бензин АИ 98. Применение для этого мотора 91 бензина категорически противопоказано, а 95 нежелательно.
  2. Возрастают требования к системе охлаждения – необходим придирчивый контроль за ее исправностью: регулярная промывка радиатора и проверка теплового режима работы двигателя.
  3. Возрастают требования к системе смазки: однозначно применять короткий интервал смены масла и контроль за состоянием деталей двигателя на предмет образования отложений на них, которые могут ухудшить отвод тепла от деталей ГБЦ.

В остальном же ваш BMW с индексом 2.0i конце названия модели может легко получить под капотом 245 лс.

Если же вам захочется получить мощность более 245 лс, то поршня все-таки лучше заменить.

При тюнинге мотора BMW N20 с низкой степенью сжатия без особого риска для надежности получить мощность в 290 лс и крутящий момент в 420 нм.

Тюнинг и гарантия

Пожалуй самый волнующий вопрос: можно ли увеличить мощность и сохранить гарантию? 

Видимо однозначный ответ на этот вопрос могут дать только специалисты из самого BMW-AG. Мы лишь можем предусмотреть ряд мероприятий, что бы было невозможно обнаружить следы чип-тюнинга средствами штатной диагностики (сохранение оригинальных идентификационных номеров прошивки и записи о программировании)

Как происходит чип-тюнинг.

К сожалению на данный момент нет возможности работать через разъем OBD2. Блок управления двигателем необходимо демонтировать, затем, активировав режим boot, можно скачать или залить программу.

Залить можно либо стандартную программу, либо измененную.

В случае когда необходимо отлаживать программу или по тем или иным причинам необходимо ее регулярно менять, то возможно установить внутрь ЭБУ специальную плату, которая сможет включать boot режим без демонтажа ЭБУ с впускного коллектора. что существенно упростит работу по чиптюнингу. 

Программа тюнинга автомобилей с двигателем  BMW N20.

Автомобиль BMW 125i - F20/F21

Мотор BMW N20b20-M0. Этап 1 – тюнинг двигателя до 245 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 M0

Устанавливался на автомобили

BMW 125i - F20/F21

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

30 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

218 лс.  / 160 квт

245 лс / 180 кВт

При об/мин

5000-6000 об/мин

5000-6500 об/мин

Крутящий момент

310 нм.

350 нм.

При об/мин

при 1250-4800 об/мин

1250-4800 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 91-98 ROZ

Мотор BMW N20b20-M0. Этап 2 – тюнинг двигателя до 290 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 M0

Устанавливался на автомобили

BMW 125i - F20/F21

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

35 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

218 лс.  / 160 квт

290 лс / 213 кВт

При об/мин

5000-6000 об/мин

5800 об/мин

Крутящий момент

310 нм.

290 нм.

При об/мин

при 1250-4800 об/мин

2500-3000 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 95-102 ROZ


Автомобили BMW 228i-F20/F21, BMW 328i-F30/F31/F34, BMW 428i-F32/F33/F36, BMW 528i-F10/F11, BMW X1 28i-E84, BMW X3 28i-F25, BMW X4 28i-F26 и BMW z4 28i-E89. 

Мотор BMW N20B20-O0 Этап 1 – тюнинг двигателя до 290 лс.

Модель мотора

BMW N20B20-O0

Устанавливался на автомобили

BMW 228i-F20/F21, BMW 328i-F30/F31/F34,  BMW 428i-F32/F33/F36,  BMW 528i-F10/F11, BMW X1 28i-E84, BMW X3 28i-F25, BMW X4 28i-F26 и BMW z4 28i-E89.

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

30 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

245 лс / 180 кВт

290 лс / 213 кВт

При об/мин

5000-6500 об/мин

5800 об/мин

Крутящий момент

350 нм.

420 нм.

При об/мин

1250-4800 об/мин

2500-3000 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 95-102 ROZ


Автомобили BMW 220i-F20/F21, BMW 320i-F30/F31/F34, BMW 420i-F32/F33/F36, BMW 520i-F10/F11 и BMW X4 20i-F26.

Мотор BMW N20b20-U0 c высокой степенью сжатия. Этап 1 – тюнинг двигателя до 258 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 U0

Устанавливался на автомобили

BMW 220i-F20/F21,  BMW 320i-F30/F31/F34,  BMW 420i-F32/F33/F36,  BMW 520i-F10/F11 и BMW X4 20i-F26

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

30 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

184 лс.  / 135 квт

258 лс / 190 кВт

При об/мин

5000–6250 об/мин

5200-6400 об/мин

Крутящий момент

270 нм.

360 нм.

При об/мин

при 1250-4500 об/мин

1350-4700 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 95-102 ROZ


Автомобили BMW X1 20i-E84, BMW X3 20i-F25 BMW z4 20i-E89 и модели с опцией S858.

Мотор BMW N20b20-U0 c низкой степенью сжатия. Этап 1 – тюнинг двигателя до 245 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 U0

Устанавливался на автомобили

BMW X1 20i-E84, BMW X3 20i-F25, BMW z4 20i-E89 и модели с опцией S858

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

30 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

184 лс.  / 135 квт

245 лс / 180 кВт

При об/мин

5000–6250 об/мин

5000-6500 об/мин

Крутящий момент

270 нм.

350 нм.

При об/мин

при 1250-4500 об/мин

1250-4800 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 91-98 ROZ

Мотор BMW N20b20-U0 c низкой степенью сжатия. Этап 2 – тюнинг двигателя до 290 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 U0

Устанавливался на автомобили

BMW X1 20i-E84, BMW X3 20i-F25 и BMW z4 20i-E89, а так же модели с опцией S858

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

35 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

184 лс.  / 135 квт

290 лс / 213 кВт

При об/мин

5000–6250 об/мин

5800 об/мин

Крутящий момент

270 нм.

420 нм.

При об/мин

при 1250-4500 об/мин

2500-3000 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 95-102 ROZ


Автомобиль BMW z4 1.8i-E89 

Мотор BMW N20b20-U0. Этап 1 – тюнинг двигателя до 245 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 X0

Устанавливался на автомобили

BMW z4 1.8i-E89

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

30 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

156 лс.  / 115 квт

245 лс / 180 кВт

При об/мин

5000–6250 об/мин

5000-6500 об/мин

Крутящий момент

240 нм.

350 нм.

При об/мин

при 1250-4400 об/мин

1250-4800 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 91-98 ROZ

Мотор BMW N20b20-U0 Этап 2 – тюнинг двигателя до 290 лс.

Модель мотора

BMW N20B20 X0

Устанавливался на автомобили

BMW z4 1.8i-E89

Программа тюнинга включает

Чип-тюнинг

Стоимость программы

35 000 р

Характеристики двигателя

Стандартный двигатель

Двигатель после тюнинга

Мощность

156 лс.  / 115 квт

290 лс / 213 кВт

При об/мин

5000–6250 об/мин

5800 об/мин

Крутящий момент

240 нм.

420 нм.

При об/мин

при 1250-4400 об/мин

2500-3000 об/мин

Используемое топливо

Бензин 91-98 ROZ

Бензин 95-102 ROZ


Теперь ответы на традиционные вопросы.

Ресурс. При тюнинге до серийных 245 лс ресурс остаётся стандартный для такого мотора. Если же вы решились на более серьезный тюнинг, то ресурс, естественно, уменьшиться. Но как показала практика эксплуатации близкого по конструкции мотора BMW N54, даже в условиях гоночного трека и уровне литровой мощности 140 лс. двигатели уверенно работали несколько сезонов.

Мотор BMW N20 по своей конструкции более совершенен и есть все основания полагать, что при уровне мощности 290-300 лс. будет обладать достаточным ресурсом для езды по городу в течении нескольких лет. (150-200 тысяч км до капитального ремонта).

Расход топлива. Конечно чудес не бывает и расход более мощного мотора при использовании всей мощности мотора будет больше. Однако нужно учитывать, что после тюнинга существенно возрастает гибкость мотора,  и расход топлива при спокойном движении в обычном городском режиме и на трассе снизиться.

Для записи на тюнинг автомобилей с мотором BMW N20, а так же получения консультаций по данному вопросу необходимо позвонить нам по телефонам: +7 (495) 452-45-00, +7 (495) 452-5903 и +7 (495) 452-5223.