毕 业 论 文
课题名称 BMW5系轿车的结构特点与维修方法
姓 名 学 号 所在系 汽车工程系
专业年级 P06汽车检测与维修1班
指导教师 职 称二OO九年五月十六日
BMW5系轿车的结构特点与维修方法
【摘要】全新BMW5系采用E60新底盘系统，配备新型直列六缸N52发动机，增减合并一些控制单元，使宝马的品质和内涵得到了一个质的飞跃。本文分别从电气系统、车身、底盘、动力系统介绍了其结构特点，并阐述了BMW5系轿车的维修、保养的方法。
【关键词】BMW 5系轿车 电气系统 动力系统 维修保养
引言
不断改进的宝马运动轿车经验，使宝马 5系列无论从车身设计、结构和性能都是几近完美。自2003年9月起，全新BMW5系投放市场以来，它逐渐成为了运动型豪华轿车效仿的标准。全新BMW5系采用E60新底盘系统、配备新型直列六缸N52发动机、增减合并一些控制单元，使宝马的品质和内涵得到了一个质的飞跃。
新BMW 5系Li车型最显著的外部特色是轴距增加了140毫米，车身总长达3028毫米，为同级车之最。而且，专为新BMW 530Li和BMW 525Li开发的全新后控制台及其组合娱乐系统、前排座椅背后部各集成的一个8英寸的显示屏、右侧后座椅带有的真皮覆面折叠桌、可电动调节前排乘客座椅，以及后排座椅中间带有独立压缩机的冰箱，都使新BMW 5系Li出色的舒适性达到了前所未有的水平。后轮驱动、近乎完美的50:50前后车桥负载分配、先进的铝制悬架以及经过重量优化的车辆结构，赋予了新BMW 5系Li灵敏的控制性能。新车型还装备了宝马著名的直列6缸发动机和创新的I Drive控制系统，并采用了宝马集团领先全球的高承载式车身结构。新BMW 530Li标准配备了随动控制大灯、采用超大16英寸摆动式卡钳制动系统及通风制动盘的17英寸铝车轮、最新一代动态稳定控制系统(DSC)和专业中文语音导航系统。此外，针对中国市场对豪华装备的高要求，BMW还提供了众多高级配置，例如电动天窗、高级真皮座椅、双氙气大灯、自动空调、电动带记忆前座椅、无极可调高级后阅读灯、后化妆镜、后遮阳帘等。 分析
1 电气系统
1.1 电源管理系统
BMW 5系列的供电使用的是一个软硬件复合结构负责动力管理。动力管理系统监控行驶和停车期间的电源供应及消耗，改动力管理系统具有电源管理功能并在其中包含了动力管理功能。
BMW车载网络自2005年9月起已更改，取消了Byte flight数据总线（BMW安全总线系统），通过转换取消了一些控制单元，这包括新的车身网关模块（KGM）代替了以前安装的安全和网关模块（SGM）、车门模块和微型供电模块。
电源管理系统的组建与功能，能够利用智能型蓄电池传感器（IBS）持续测量车辆在各个运行模式下蓄电池的数值、与数字式发动机伺控系统和智能型蓄电池中动力管理软件的交互。IBS是一个机械式、智能型蓄电池传感器，且带有自己专用的微型控制电子模块，它能不间断地测量蓄电池的端电压、充电电流、放电电流以及蓄电池的电解液温度，安装在蓄电池的负极上的，IBS的供电是通过一根单独的导线供给。为了进行数据传输，IBS通过串行数据接口（BSD）与数字式发动机伺控系统（DME）相连接。
微型供电模块（MPM）通过后部的配电器获得供电，后部配电器安装在右侧行李箱中，后部配电器与蓄电池正极、前部配电器和外部启动接线柱连接。
1.2 总线系统
BMW存在2种不同的CAN总线数据传输率，100Kbit/s以及500Kbit/s。
PT-CAN和F-CAN双线总线分为K-CAN高或PT-CAN高及K-CAN低或PT-CAN低，数据在两条导线上传输更可靠、更抗干扰，且支持电磁相容性使传输更稳定。K-CAN使一条减低速率的PT-CAN，数据传输比PT-CAN低，如果K－CAN中的一条失效，数据仍能通过
第二条数据导线进行单线总线工作，因此K-CAN有很高的故障安全性。为防止信息反射，总线需要使用终端电阻，终端电阻损坏的后果使总线上的数据传输有故障。
1.3 组合仪表
在组合仪表中进一步优化了所有与行驶有关的提示，在显示技术方面的创新是在两个主仪表盘上首次使用圆盘式指示器，检查文本不显示在组合仪表内是显示在中央信息显示屏（CID）的状态栏中。组合仪表的测试功能用于售后服务时的检查设码，此外测试功能是在没有诊断测试仪的情况下进行故障查询的辅助工具。中央信息显示屏CID的所有操作是有控制器操控，控制器装在中央控制台上，在使用者可以接触到的范围内。
新的I Drive系统由一个8.8寸的彩色液晶屏幕辅以1个旋钮与7个相应功能热键的操作组合。这套系统新的使用逻辑与操作风格似乎在原有旋钮模式的基础上，加入了奥迪中控台的理念，使用起来更加便捷有效。除此之外，这套I Drive还可以增加80G的车载硬盘，用来存储导航系统的地图和音频文件
1.4 随动控制大灯（AHL）
随动控制大灯能在车辆转弯时转到双疝气大灯和远光灯摆动弯道到内侧范围，弯道照明更好视野得到改善。
便捷进入启动系统、灯开关、行驶方向远光灯开关等部件和控制单元为随动控制大灯提供信号，转向柱开关控制单元（SZL）将行驶方向远光灯开关的信号转发至随动控制大灯控制单元，高度传感器会在加载时、制动时、在动态行驶状况下，加速时不同车辆倾斜率下的大灯高度调整以满足光线的水平位置。
灯光模块（LM）控制和监控车辆照明系统，信息通过K-CAN数据总线接收和传输，也控制随动控制大灯（AHL）的指示灯。当自动行车灯控制或随动控制大灯接通时，指示灯持续亮着，当系统出现故障时，指示灯闪烁或在组合仪表中的中央信息显示屏中的检查文本中显示。
1.5 车身网关
新的车身网关（KGM）集成了下列系统的功能，外后视镜、前部照明灯、前部车窗升降机（后部车窗升降机由车身标准模块KGM控制）、微型供电模块、伺服转向助力系统、前部中控锁等的。
自动防炫目内后视镜具有两个传感器，它们分别测量前后入射光线的信道，其数据传输是：自动防炫目车内后视镜—直接导线—KGM—Lin总线—自动防炫目外部后视镜。
1.6 车门传感器（霍尔传感器）
KGM接受来自驾驶员侧门的车门信号触点的信号和来自前乘客侧门的触点信号，KGM把这些信号提供给车载网络中的其它总线用户，防盗报警系统需要这些信号来监控车门。
1.7 便捷进入及启动系统（CAS）
便捷进入及启动系统规定车辆的操作方式，CAS控制单元是电子防驶离装置、电动连锁装置、车窗升降机、中控锁的遥控器、中控锁的中央控制、便捷启动、通过K-CAN为远程信息处理服务、唤醒MOST、车辆任务数据冗余数据存储的中央数据源等的主控单元。
CAS和点火开关是两个独立部件，自2005年9月起取消，采用创新的遥控器插口槽和启动/停止按钮。CAS控制单元直接连接在K-CAN上，CAS控制单元安装在仪表板后面左侧A柱的区域内。点火开关中安装了４个霍尔传感器，这些霍尔传感器能够
通过矩形阵列无接触地读取总线状态，点火开关的信号被传送到CAS控制单元。点火开关中心安装一根环形天线，对点火钥匙进行查询，点火开关利用一个14芯插头与CAS控制单元连接。
遥控器中安装有2个霍尔传感器，监视是否插在插口槽中，环形天线对遥控器中的信息进行查询，启动/停止按钮通过10芯扁平导线与插口槽相连，14芯与CAS控制单元连接。遥控器在插口槽中卡住，总线端KL.15 接通，松开遥控器，KL.15断开。一个拔出锁止机构，防止在发动机运行、车速信号大于0Km/H或装备自动变速箱选档杆不在“P”档位时拔出遥控器。还有利用电动转向连锁装置代替了传统机械式方向盘锁止装置，电动转向装置直接装在转向柱上，CAS卡住单元控制电动机械式解锁和联锁装置。
2005年9月起装备无钥匙便捷上车及启动系统（CA）。需要一个车辆识别钥匙代替常规遥控器，车辆识别钥匙也执行遥控器的一般功能。为了与车辆识别钥匙进行通信，需要使用天线：车内天线和外部天线。天线发送频率为125KHz的加密信号，防止非法存取。通过无钥匙便捷上车及启动系统就可以通过驾驶员侧门或前乘客侧门无钥匙便捷上车、通过后行李箱钥匙便捷上车、无钥匙便捷启动、无钥匙便捷下车、锁死一把位于车内的车辆识别钥匙、锁死一个相反的命令、重复断电机构等
1.8 电子防盗系统 (EWS)
电子防盗系统 (EWS) 的功能集成在 CAS 控制单元中。电子防盗系统确保只有当使用属于该车辆的遥控器或备用钥匙时，发动机才起动。通过代码交换的方法可以排除通过对遥控器的电子复制进行的各类操控。钥匙识别10 个遥控器 / 备用钥匙的数据存储在 CAS 控制单元中。如果使用了遥控器或备用钥匙，通过代码交换的方法，遥控器或备用钥匙中的身份识别代码改变。订购新的遥控器或备用钥匙必须说明底盘号码。
1.9 Car Communication Computer (CCC)
Car Communication Computer与特种装备“Professional导航系统”“语音输入处理系统”或“电视功能”配合安装。若干控制单元和CD/MD/DVD光盘驱动器集成在同一个壳体内，CCC用于控制所有信息和通讯系统，与CCC一起安装的有中央信息显示屏。CCC采用模块化结构，通讯系统的作重要的系统都以模块化的形式集成在CCC中，可以根据要求尽心设置和扩展，其中包括CCC天线转换器（CCC－ANT）用于双调谐收音机。
CCC系统包括应用程序、操作界面、网关、音频系统控制器以及用于将来扩展的应用。
1.10 Car Information Computer（CIC）
CIC将下列程序集成在硬盘上，音乐收藏夹娱乐服务器、音乐曲目数据库音乐搜索、导航软件（应用程序）、语言处理系统、联系人（包括地址信息的数据库），CIC是上述应用程序的中央控制单元，CIC与CID相连，用于传输图像信号，此外车辆信息处理机还与控制器相连接。控制器是操作界面的选择和输入装置。CIC采用模块化结构，通讯网络最重要的系统以模块化形式就集成在CIC内。
1.11 平视显示系统
平视显示系统的优点是无需将视线从道路上收回即可对重要的驾驶信息做出反应，驾驶更轻松，双眼由远及近的次数更少。在传统的挡风玻璃上投射图像映射在内层玻璃以及外层玻璃上叠加会导致重影，必须使用平视显示系统的作用玻璃，在右下角有“HUD”表明。
此外还包括室内灯光控制、中控锁系统、刮水器清洗装置系统、防盗报警系统、轮胎压力监控系统RDC等。
2 车身与底盘
新E60比E39长度、宽度及高度都有不同程度的加大，载重量及行李箱的容积更大，车身重量反而减轻。
车头部位采用了全新的轻质铝合金结构（GRAV），在灯光，前桥、后桥、车轮悬吊、驻车刹车上的自动调节器（ASZE）以及最重要的动能稳定控制系统（DSC）上都有不同程度的优化调整。
2.1 动能稳定控制系统DSC
BMW５中的DSC８是由E65中的DSC5.7发展而来。此DSC单元（由DSC控制单元和液压控制单元组成）功能更强大。
DSC的新发展，非常紧凑的DSC单元比前代小25％。轻约30％，取消了电动预增压，DSC单元除了与地盘CAN（F-CAN）连接外还与传动系CAN（PT-CAN）连接，DSC控制单元使用一根38芯插头连接到车载网络上，通过起动机干预和制动干预。DCS可以在各种驾驶状况下提供出色的行车稳定性和优秀的牵引输出。
DSC通过电子制动力分配（EBV）、弯道制动控制系统（CBC）、自动稳定控制系统（ASC）、动态牵引力控制系统（DTC）、发动机牵引力力矩控制系统（MSR）、
电子调节减速（ECD，仅适用于ACC）、防抱死系统（ABS）、挂车稳定控制系统等子功能综合控制。
DSC控制需要下列参数：DSC传感器即偏航角速率（垂直轴线上车辆旋转参数）和横向加速度、车轮转速（行驶速度参数由被固定在四车轮上的轮速传感器测得）、转向角传感器（转向角传感器探测方向盘上的旋转，是转向柱看过中心SZL的组成部件）、制动力回路等。
制动回路液压控制单元由阀体和调节马达组成，包括前桥制动回路和后桥制动回路。
主动车速控制自适应巡航控制系统（ACC）的请求通过PT-CAN告知DSC，通过四个车轮进行制动干预降低行驶速度。在EDC（电子调节减速,由ACC触发）功能下，当自动减速时，制动信号通过K-CAN向灯光模块（LM）发送一个信号，制动信号灯按照法律规定亮起。DSC的干预是将ABS和ASC的功能进行叠加，ABS尽量保持车辆行驶方向上的稳定性和可控性，要求较短的制动距离。当无法进行DSC控制时ABS时一种保留的安全功能。当ABS失灵时EBV功能将尽可能的保留，EBV至少需要2个车轮的转速传感器信号。弯道控制系统（CBC）时ABS的扩充，弯道制动时CBC提高行车稳定性。动态牵引力控制（DTC）提供更高的牵引力，但会降低行车稳定性，只推荐在某些特殊（例如深雪中）。DSC控制位于中央控制台。开关（SZM）上，DSC由三种工作状态：DSC处于运行准备状态、DTC处于运行准备状态、DSC完全关闭状态。
2.2 主动转向系统（AFS）
方向盘系统中装置了一套根据车速调整转向传动的变速箱。这个系统包含了一个拳头般大小的行星齿轮，以及两根输入轴。其中一根输入轴连接到方向盘，另一根则通过螺旋齿轮，由电动马达进行控制。
主动转向控制系统可以根据行驶速度进行直接式间接的转向控制，具有更强的灵敏性，更好的舒适性和更大的安全性。宝马主动式转向系统大大加强了行车安全性。新5系的驾驶者在连续过弯时仍能保持理想坐姿，且几乎不需要移动双手，只要透过方向盘上触手可及的多功能开关及SMG换档手柄即可完成操控。
3 动力系统
新BMW 5系列采用了新型的N52发动机。该发动机采用整体式水冷机油冷却器、铝镁合金曲轴箱、三段式可变进气歧管、可变机油流量控制式机油泵、基础引擎摩擦力降
低、单条皮带式驱动、电子冷却水泵、轻量化VANOS总成等部件。发动机整体重量比M54轻10公斤，较轻的重量意味着更低的油耗。
N52发动机采用镁铝合金摇臂室，曲轴轴承座总成使用铝镁合金材料，曲轴轴承座增加高强度使用钢制材料。由于电化学腐蚀，不得使用钢制螺丝，铝制螺丝每次拆卸后必须更换，铝制螺丝由螺丝头上的蓝色涂漆识别。
N52使用第二代可变气门扬程机构，中央杠杆上偏心轮轴承改成滚珠降低机构摩擦力。气门机构质量降低13％，气门扬程范围增加0.18mm～9.9mm。
3.1 二次空气喷射
二次空气喷射用于在发动机暖机过程中的废气再处理。为此将新鲜空气直接吹入排气歧管，使废气触媒转换器迅速升温。发动机起动后不久，通过二次空气泵继电器接通二次空气泵。接通时间持续长短取决于下列边缘条件：发动机温度，负荷信号，发动机转速。由于二次空气泵产生压力，使二次空气阀朝排气歧管方向开启。关闭状态下的二次空气阀可防止有害废气在二次空气泵中沉积。
3.2 轻量化VANOS的总成
轻量化VANOS的总成因为需要大量的机油作为液压油，所以采用传统的机油泵必须为现在的三倍体积左右，由于固定流量所导致不必要的动力损失及能力不同所需求提供不同压力的前提下，N52的机油泵也有创新的研发，它利用液压元件作用时的油压变化进而改变机械方式控制机油泵的容积容量而改变机油油压，这种的作用方式就可依据不同需求提供不同的油量。
3.3 电子水泵
电动水泵提供引擎在各种状态下的适当冷却量。引擎温度较低时，水泵控制较小冷却水流量，提高暖车效果。引擎熄火时，适当的供应冷却水循环，降低引擎在停车后的升温现象。这样的设计可使引擎的热效应更能完整的受到控制，也同时减少引擎负荷。电动水泵在更换防冻液后有一个换气过程。连接上充电器，打开点火开关将暖气温度调制最高温度，风扇风量调至最小风速，踩下油门踏板至最底位置10秒钟，切记，不要发动发动机。需要排放空气12分钟，此时电子水泵已激活。
3.4 进气歧管
发动机的功率和动态性能与汽缸进气质量有很大的关系，吸入的空气质量由于活塞运动而处于振荡状态，该振荡又与压力峰值叠加，为了确保最佳的进气导向，发动机N52有一个三级可变式的进气系统（DISA）。
3.5 发动机汽油泵
发动机汽油泵控制是由DME/DDE、EKP控制单元、电子式燃油泵、CAS控制单元综合控制。EKP控制单元中存储了燃油需求特性线，燃油需求量特性线是根据发动机和车型来编码的。
3.6 N52数字式发动机电子伺控系统
N52发动机控制系统是DME MSV70 ，数字式发动机电子伺控系统MSV70调节下列功能，点火控制、喷油装置控制、电子气门控制系统调节、发动机温度调节、电动冷却液泵调节、爆震控制、空燃比控制、燃油箱排气控制、双级可变进气系统（DISA）控制、电动空气门控制、电动燃油泵控制、定速控制、发电机调节、发动机排气控制、发动机机油质量和油位探测、动力管理系统、备用程序和紧急运行信号分析和计算、以及自诊断功能等。
3.7 6HP自动变速箱
变速箱采用BMW和ZF公司共同研发的6HP自动变速箱。自动变速箱是由机械电子控制系统模块调节，机械电子控制系统模块是一个液压单元和电子模块的组合。档位选择开关设计成专用控制单元，通过档位选择开关不再以机械方式，而是以电子方式控制变速箱。所有的行驶档位和行驶程序通过一个来自变速箱控制系统的信号在组合仪表中显示。自适应变速箱控制系统（电子变速箱控制系统组成部分）可以根据驾驶员的希望和行车状况调整舒适模式程序和运动模式程序的换挡风格。
变速箱控制 (EGS)，EGS 控制单元控制和监测自动变速箱的功能。它连接在数据总线 PT-CAN 上。只有当变速箱位于驻车位置 (选档杆位置 P) 或空档位置 (选档杆位置 N) 时发动机才能起动。变速箱控制单元通过数据总线传送选档杆位置信息。出于安全原因在变速箱控制单元和 CAS 控制单元间还有一根导线 (导线名称：P)。当选档杆位于 P 或 N 时，导线连接正极 (蓄电池电压)。
6HP自动变速箱具有下列功能：自适应变速箱控制系统、交汇控制、启动马达锁止器、暖机运行程序、发动机干预、防换低档的换挡锁止、倒车挡锁定机构、选档杆锁定机构（换挡自锁功能）、离合器停车分离、拔出锁止（互锁）、紧急程序等。
4 维修保养
一辆车在使用头两年是生命的巅峰期，只要进行常规保养基本上不会有什么问题，但是两年以上的车子就要开始更换一些最易损耗的部件。汽车的部件也会因为长期使用而“寿终正寝”。所以，爱车保养尤其应注意这个关键。保养周期显示 (SIA) 向驾驶员和修理厂显示是否到了里程保养(换油保养或保养检查)或定期保养的时间。车辆的保养周期并不一定要绝对地按照行驶里程数，而应该根据耗油量来计算。
4.1 常规保养
4.1.1 最常见的就是定期给车子更换机油、机滤，润滑油在使用过程中油质都会发生变化。到一定里程之后会给发动机带来各种问题。为了避免故障的发生，每隔一万八千公里就需要更换机油，BMW 推荐使用嘉实多或者是美孚品牌的机油，并使油量适中(一般以机油标尺上限为好)。花点小钱，可以省下大钱，在驾驶时也更有保障。
4.1.2 进入夏季空调的使用时间比较多的，空调滤芯至少需要每年在进入夏季之前更换一次。在进行车辆保养时可以把空调滤芯拿出吹一下，以保持干净。
4.1.3 火花塞定期更换，以保持汽车顺利启动、怠速的稳定运行以及车辆加速效果。
4.1.4 刹车片的更换，一般是每两万公里更换一次刹车片，更换刹车片时一并更换刹车报警线，其位置是在左前右后。
上述保养在车辆的保养项目单中都有单独的提示，保养后都需要进行车辆维修项目的复位，当不能进行车辆的复位时需要使用TIS软件中的车辆维修保养一项进行复位。
4.2 维修
4.2.1 6HP变速箱构造比较复杂，也比较精密，在驾驶自动变速的车子时，要想在寿命期内行驶自如，保持良好状态，车主就必须多用心，让不同排档交替使用，该做的保养一定不能省。这样可以延长自动变速箱的使用期。变速箱润滑油BMW公司提倡是每十万公里更换一次。变速箱中的EGS控制单元是比较容易损坏的部件，更换之后也是需要使用SSS编程设码的。设码时需要使用光缆进行连接。车辆打开钥匙，把车门的门锁锁死。从后部电瓶上在接上另外一部车辆进行充电，防止车辆在进行编码是车辆断电，造成被编写控制单元的损坏。
4.2.2 制动液在使用一定时间后，会出现沸点降低、污染及不同程度的氧化变质，所以应根据气候、环境条件、季节变化及工况等及时检查其质量性能，做到及时更换。普通工况下，制动液在使用两年或5万公里后就应更换。
4.2.3 在方向盘中的SZl控制单元是最容易损坏的了。原因是在车辆的运行中方向盘是在不断的旋转，容易造成滑环的损坏，从而击穿控制单元。损坏之后只能是更换新的控制单元，新的控制单元需要使用SSS软件对SZL及其相关的各个控制单元进行编程设码。
4.2.4 过油路供往燃烧室燃烧的过程中，不可避免地会形成胶质和积碳，在油道、节气门、喷油嘴和燃烧室中沉积下来，干扰燃油流动，破坏正常空燃比，使燃油雾化不良，造成发动机喘抖、爆振、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用燃油系统强力高效清洗剂清洗燃油系统或是定期拆卸清洗节气门和喷油嘴，能够始终使发动机保持最佳状态。
4.2.5 空调的维修，主要是在检查漏氟现象，维修方法首先是检查比较方便的外部位置，就是冷凝器，把冷凝器拆卸下来，放在水中进行充气打压检查，确保是否是有漏氟现象。排除了冷凝器后。下一步就是蒸发箱的检漏，这一步骤就需要把汽车的仪表台拆卸下来，从而抬出蒸发箱，拿出蒸发箱再进行一次充气打压充气检查。如果哪一步检查中存在问题就要分别进行更换维修。检查完毕进行装配时，要在管接头部位用冷冻油浸润，以确保不再漏氟。安装完毕再进行一次检漏实验，确认无误后再进行充R134a。
【结论】“宝马”代表着一种奢华，也代表着一种品味，其中的宝马5系车型将3系的驾驶乐趣与7系的奢华装备相勾兑，调配出一个很特别的口味，属于中年人的味道„„
在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师曾老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，都倾注了老师大量的心血和汗水，老师悉心细致的教诲和无私的帮助，渊博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的完成，师长、同学、朋友给了我无言的帮助，感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。
【参考文献】
[1]唐黎标.汽车维修技师.2009.4
[2]曹德芳.汽车维修[M].北京.人民交通出版社,1999.70-78.
[3]石磊.车载信息技术及其发展[J].汽车维修.2002. (9)
[4]刘仲国.现代汽车故障与解码技术[J] .汽车维修技师.2000. (6)
[5]张沈生.汽车维修技术的发展[J] .汽车维修.2002. (6)
毕 业 论 文
课题名称 BMW5系轿车的结构特点与维修方法
姓 名 学 号 所在系 汽车工程系
专业年级 P06汽车检测与维修1班
指导教师 职 称二OO九年五月十六日
BMW5系轿车的结构特点与维修方法
【摘要】全新BMW5系采用E60新底盘系统，配备新型直列六缸N52发动机，增减合并一些控制单元，使宝马的品质和内涵得到了一个质的飞跃。本文分别从电气系统、车身、底盘、动力系统介绍了其结构特点，并阐述了BMW5系轿车的维修、保养的方法。
【关键词】BMW 5系轿车 电气系统 动力系统 维修保养
引言
不断改进的宝马运动轿车经验，使宝马 5系列无论从车身设计、结构和性能都是几近完美。自2003年9月起，全新BMW5系投放市场以来，它逐渐成为了运动型豪华轿车效仿的标准。全新BMW5系采用E60新底盘系统、配备新型直列六缸N52发动机、增减合并一些控制单元，使宝马的品质和内涵得到了一个质的飞跃。
新BMW 5系Li车型最显著的外部特色是轴距增加了140毫米，车身总长达3028毫米，为同级车之最。而且，专为新BMW 530Li和BMW 525Li开发的全新后控制台及其组合娱乐系统、前排座椅背后部各集成的一个8英寸的显示屏、右侧后座椅带有的真皮覆面折叠桌、可电动调节前排乘客座椅，以及后排座椅中间带有独立压缩机的冰箱，都使新BMW 5系Li出色的舒适性达到了前所未有的水平。后轮驱动、近乎完美的50:50前后车桥负载分配、先进的铝制悬架以及经过重量优化的车辆结构，赋予了新BMW 5系Li灵敏的控制性能。新车型还装备了宝马著名的直列6缸发动机和创新的I Drive控制系统，并采用了宝马集团领先全球的高承载式车身结构。新BMW 530Li标准配备了随动控制大灯、采用超大16英寸摆动式卡钳制动系统及通风制动盘的17英寸铝车轮、最新一代动态稳定控制系统(DSC)和专业中文语音导航系统。此外，针对中国市场对豪华装备的高要求，BMW还提供了众多高级配置，例如电动天窗、高级真皮座椅、双氙气大灯、自动空调、电动带记忆前座椅、无极可调高级后阅读灯、后化妆镜、后遮阳帘等。 分析
1 电气系统
1.1 电源管理系统
BMW 5系列的供电使用的是一个软硬件复合结构负责动力管理。动力管理系统监控行驶和停车期间的电源供应及消耗，改动力管理系统具有电源管理功能并在其中包含了动力管理功能。
BMW车载网络自2005年9月起已更改，取消了Byte flight数据总线（BMW安全总线系统），通过转换取消了一些控制单元，这包括新的车身网关模块（KGM）代替了以前安装的安全和网关模块（SGM）、车门模块和微型供电模块。
电源管理系统的组建与功能，能够利用智能型蓄电池传感器（IBS）持续测量车辆在各个运行模式下蓄电池的数值、与数字式发动机伺控系统和智能型蓄电池中动力管理软件的交互。IBS是一个机械式、智能型蓄电池传感器，且带有自己专用的微型控制电子模块，它能不间断地测量蓄电池的端电压、充电电流、放电电流以及蓄电池的电解液温度，安装在蓄电池的负极上的，IBS的供电是通过一根单独的导线供给。为了进行数据传输，IBS通过串行数据接口（BSD）与数字式发动机伺控系统（DME）相连接。
微型供电模块（MPM）通过后部的配电器获得供电，后部配电器安装在右侧行李箱中，后部配电器与蓄电池正极、前部配电器和外部启动接线柱连接。
1.2 总线系统
BMW存在2种不同的CAN总线数据传输率，100Kbit/s以及500Kbit/s。
PT-CAN和F-CAN双线总线分为K-CAN高或PT-CAN高及K-CAN低或PT-CAN低，数据在两条导线上传输更可靠、更抗干扰，且支持电磁相容性使传输更稳定。K-CAN使一条减低速率的PT-CAN，数据传输比PT-CAN低，如果K－CAN中的一条失效，数据仍能通过
第二条数据导线进行单线总线工作，因此K-CAN有很高的故障安全性。为防止信息反射，总线需要使用终端电阻，终端电阻损坏的后果使总线上的数据传输有故障。
1.3 组合仪表
在组合仪表中进一步优化了所有与行驶有关的提示，在显示技术方面的创新是在两个主仪表盘上首次使用圆盘式指示器，检查文本不显示在组合仪表内是显示在中央信息显示屏（CID）的状态栏中。组合仪表的测试功能用于售后服务时的检查设码，此外测试功能是在没有诊断测试仪的情况下进行故障查询的辅助工具。中央信息显示屏CID的所有操作是有控制器操控，控制器装在中央控制台上，在使用者可以接触到的范围内。
新的I Drive系统由一个8.8寸的彩色液晶屏幕辅以1个旋钮与7个相应功能热键的操作组合。这套系统新的使用逻辑与操作风格似乎在原有旋钮模式的基础上，加入了奥迪中控台的理念，使用起来更加便捷有效。除此之外，这套I Drive还可以增加80G的车载硬盘，用来存储导航系统的地图和音频文件
1.4 随动控制大灯（AHL）
随动控制大灯能在车辆转弯时转到双疝气大灯和远光灯摆动弯道到内侧范围，弯道照明更好视野得到改善。
便捷进入启动系统、灯开关、行驶方向远光灯开关等部件和控制单元为随动控制大灯提供信号，转向柱开关控制单元（SZL）将行驶方向远光灯开关的信号转发至随动控制大灯控制单元，高度传感器会在加载时、制动时、在动态行驶状况下，加速时不同车辆倾斜率下的大灯高度调整以满足光线的水平位置。
灯光模块（LM）控制和监控车辆照明系统，信息通过K-CAN数据总线接收和传输，也控制随动控制大灯（AHL）的指示灯。当自动行车灯控制或随动控制大灯接通时，指示灯持续亮着，当系统出现故障时，指示灯闪烁或在组合仪表中的中央信息显示屏中的检查文本中显示。
1.5 车身网关
新的车身网关（KGM）集成了下列系统的功能，外后视镜、前部照明灯、前部车窗升降机（后部车窗升降机由车身标准模块KGM控制）、微型供电模块、伺服转向助力系统、前部中控锁等的。
自动防炫目内后视镜具有两个传感器，它们分别测量前后入射光线的信道，其数据传输是：自动防炫目车内后视镜—直接导线—KGM—Lin总线—自动防炫目外部后视镜。
1.6 车门传感器（霍尔传感器）
KGM接受来自驾驶员侧门的车门信号触点的信号和来自前乘客侧门的触点信号，KGM把这些信号提供给车载网络中的其它总线用户，防盗报警系统需要这些信号来监控车门。
1.7 便捷进入及启动系统（CAS）
便捷进入及启动系统规定车辆的操作方式，CAS控制单元是电子防驶离装置、电动连锁装置、车窗升降机、中控锁的遥控器、中控锁的中央控制、便捷启动、通过K-CAN为远程信息处理服务、唤醒MOST、车辆任务数据冗余数据存储的中央数据源等的主控单元。
CAS和点火开关是两个独立部件，自2005年9月起取消，采用创新的遥控器插口槽和启动/停止按钮。CAS控制单元直接连接在K-CAN上，CAS控制单元安装在仪表板后面左侧A柱的区域内。点火开关中安装了４个霍尔传感器，这些霍尔传感器能够
通过矩形阵列无接触地读取总线状态，点火开关的信号被传送到CAS控制单元。点火开关中心安装一根环形天线，对点火钥匙进行查询，点火开关利用一个14芯插头与CAS控制单元连接。
遥控器中安装有2个霍尔传感器，监视是否插在插口槽中，环形天线对遥控器中的信息进行查询，启动/停止按钮通过10芯扁平导线与插口槽相连，14芯与CAS控制单元连接。遥控器在插口槽中卡住，总线端KL.15 接通，松开遥控器，KL.15断开。一个拔出锁止机构，防止在发动机运行、车速信号大于0Km/H或装备自动变速箱选档杆不在“P”档位时拔出遥控器。还有利用电动转向连锁装置代替了传统机械式方向盘锁止装置，电动转向装置直接装在转向柱上，CAS卡住单元控制电动机械式解锁和联锁装置。
2005年9月起装备无钥匙便捷上车及启动系统（CA）。需要一个车辆识别钥匙代替常规遥控器，车辆识别钥匙也执行遥控器的一般功能。为了与车辆识别钥匙进行通信，需要使用天线：车内天线和外部天线。天线发送频率为125KHz的加密信号，防止非法存取。通过无钥匙便捷上车及启动系统就可以通过驾驶员侧门或前乘客侧门无钥匙便捷上车、通过后行李箱钥匙便捷上车、无钥匙便捷启动、无钥匙便捷下车、锁死一把位于车内的车辆识别钥匙、锁死一个相反的命令、重复断电机构等
1.8 电子防盗系统 (EWS)
电子防盗系统 (EWS) 的功能集成在 CAS 控制单元中。电子防盗系统确保只有当使用属于该车辆的遥控器或备用钥匙时，发动机才起动。通过代码交换的方法可以排除通过对遥控器的电子复制进行的各类操控。钥匙识别10 个遥控器 / 备用钥匙的数据存储在 CAS 控制单元中。如果使用了遥控器或备用钥匙，通过代码交换的方法，遥控器或备用钥匙中的身份识别代码改变。订购新的遥控器或备用钥匙必须说明底盘号码。
1.9 Car Communication Computer (CCC)
Car Communication Computer与特种装备“Professional导航系统”“语音输入处理系统”或“电视功能”配合安装。若干控制单元和CD/MD/DVD光盘驱动器集成在同一个壳体内，CCC用于控制所有信息和通讯系统，与CCC一起安装的有中央信息显示屏。CCC采用模块化结构，通讯系统的作重要的系统都以模块化的形式集成在CCC中，可以根据要求尽心设置和扩展，其中包括CCC天线转换器（CCC－ANT）用于双调谐收音机。
CCC系统包括应用程序、操作界面、网关、音频系统控制器以及用于将来扩展的应用。
1.10 Car Information Computer（CIC）
CIC将下列程序集成在硬盘上，音乐收藏夹娱乐服务器、音乐曲目数据库音乐搜索、导航软件（应用程序）、语言处理系统、联系人（包括地址信息的数据库），CIC是上述应用程序的中央控制单元，CIC与CID相连，用于传输图像信号，此外车辆信息处理机还与控制器相连接。控制器是操作界面的选择和输入装置。CIC采用模块化结构，通讯网络最重要的系统以模块化形式就集成在CIC内。
1.11 平视显示系统
平视显示系统的优点是无需将视线从道路上收回即可对重要的驾驶信息做出反应，驾驶更轻松，双眼由远及近的次数更少。在传统的挡风玻璃上投射图像映射在内层玻璃以及外层玻璃上叠加会导致重影，必须使用平视显示系统的作用玻璃，在右下角有“HUD”表明。
此外还包括室内灯光控制、中控锁系统、刮水器清洗装置系统、防盗报警系统、轮胎压力监控系统RDC等。
2 车身与底盘
新E60比E39长度、宽度及高度都有不同程度的加大，载重量及行李箱的容积更大，车身重量反而减轻。
车头部位采用了全新的轻质铝合金结构（GRAV），在灯光，前桥、后桥、车轮悬吊、驻车刹车上的自动调节器（ASZE）以及最重要的动能稳定控制系统（DSC）上都有不同程度的优化调整。
2.1 动能稳定控制系统DSC
BMW５中的DSC８是由E65中的DSC5.7发展而来。此DSC单元（由DSC控制单元和液压控制单元组成）功能更强大。
DSC的新发展，非常紧凑的DSC单元比前代小25％。轻约30％，取消了电动预增压，DSC单元除了与地盘CAN（F-CAN）连接外还与传动系CAN（PT-CAN）连接，DSC控制单元使用一根38芯插头连接到车载网络上，通过起动机干预和制动干预。DCS可以在各种驾驶状况下提供出色的行车稳定性和优秀的牵引输出。
DSC通过电子制动力分配（EBV）、弯道制动控制系统（CBC）、自动稳定控制系统（ASC）、动态牵引力控制系统（DTC）、发动机牵引力力矩控制系统（MSR）、
电子调节减速（ECD，仅适用于ACC）、防抱死系统（ABS）、挂车稳定控制系统等子功能综合控制。
DSC控制需要下列参数：DSC传感器即偏航角速率（垂直轴线上车辆旋转参数）和横向加速度、车轮转速（行驶速度参数由被固定在四车轮上的轮速传感器测得）、转向角传感器（转向角传感器探测方向盘上的旋转，是转向柱看过中心SZL的组成部件）、制动力回路等。
制动回路液压控制单元由阀体和调节马达组成，包括前桥制动回路和后桥制动回路。
主动车速控制自适应巡航控制系统（ACC）的请求通过PT-CAN告知DSC，通过四个车轮进行制动干预降低行驶速度。在EDC（电子调节减速,由ACC触发）功能下，当自动减速时，制动信号通过K-CAN向灯光模块（LM）发送一个信号，制动信号灯按照法律规定亮起。DSC的干预是将ABS和ASC的功能进行叠加，ABS尽量保持车辆行驶方向上的稳定性和可控性，要求较短的制动距离。当无法进行DSC控制时ABS时一种保留的安全功能。当ABS失灵时EBV功能将尽可能的保留，EBV至少需要2个车轮的转速传感器信号。弯道控制系统（CBC）时ABS的扩充，弯道制动时CBC提高行车稳定性。动态牵引力控制（DTC）提供更高的牵引力，但会降低行车稳定性，只推荐在某些特殊（例如深雪中）。DSC控制位于中央控制台。开关（SZM）上，DSC由三种工作状态：DSC处于运行准备状态、DTC处于运行准备状态、DSC完全关闭状态。
2.2 主动转向系统（AFS）
方向盘系统中装置了一套根据车速调整转向传动的变速箱。这个系统包含了一个拳头般大小的行星齿轮，以及两根输入轴。其中一根输入轴连接到方向盘，另一根则通过螺旋齿轮，由电动马达进行控制。
主动转向控制系统可以根据行驶速度进行直接式间接的转向控制，具有更强的灵敏性，更好的舒适性和更大的安全性。宝马主动式转向系统大大加强了行车安全性。新5系的驾驶者在连续过弯时仍能保持理想坐姿，且几乎不需要移动双手，只要透过方向盘上触手可及的多功能开关及SMG换档手柄即可完成操控。
3 动力系统
新BMW 5系列采用了新型的N52发动机。该发动机采用整体式水冷机油冷却器、铝镁合金曲轴箱、三段式可变进气歧管、可变机油流量控制式机油泵、基础引擎摩擦力降
低、单条皮带式驱动、电子冷却水泵、轻量化VANOS总成等部件。发动机整体重量比M54轻10公斤，较轻的重量意味着更低的油耗。
N52发动机采用镁铝合金摇臂室，曲轴轴承座总成使用铝镁合金材料，曲轴轴承座增加高强度使用钢制材料。由于电化学腐蚀，不得使用钢制螺丝，铝制螺丝每次拆卸后必须更换，铝制螺丝由螺丝头上的蓝色涂漆识别。
N52使用第二代可变气门扬程机构，中央杠杆上偏心轮轴承改成滚珠降低机构摩擦力。气门机构质量降低13％，气门扬程范围增加0.18mm～9.9mm。
3.1 二次空气喷射
二次空气喷射用于在发动机暖机过程中的废气再处理。为此将新鲜空气直接吹入排气歧管，使废气触媒转换器迅速升温。发动机起动后不久，通过二次空气泵继电器接通二次空气泵。接通时间持续长短取决于下列边缘条件：发动机温度，负荷信号，发动机转速。由于二次空气泵产生压力，使二次空气阀朝排气歧管方向开启。关闭状态下的二次空气阀可防止有害废气在二次空气泵中沉积。
3.2 轻量化VANOS的总成
轻量化VANOS的总成因为需要大量的机油作为液压油，所以采用传统的机油泵必须为现在的三倍体积左右，由于固定流量所导致不必要的动力损失及能力不同所需求提供不同压力的前提下，N52的机油泵也有创新的研发，它利用液压元件作用时的油压变化进而改变机械方式控制机油泵的容积容量而改变机油油压，这种的作用方式就可依据不同需求提供不同的油量。
3.3 电子水泵
电动水泵提供引擎在各种状态下的适当冷却量。引擎温度较低时，水泵控制较小冷却水流量，提高暖车效果。引擎熄火时，适当的供应冷却水循环，降低引擎在停车后的升温现象。这样的设计可使引擎的热效应更能完整的受到控制，也同时减少引擎负荷。电动水泵在更换防冻液后有一个换气过程。连接上充电器，打开点火开关将暖气温度调制最高温度，风扇风量调至最小风速，踩下油门踏板至最底位置10秒钟，切记，不要发动发动机。需要排放空气12分钟，此时电子水泵已激活。
3.4 进气歧管
发动机的功率和动态性能与汽缸进气质量有很大的关系，吸入的空气质量由于活塞运动而处于振荡状态，该振荡又与压力峰值叠加，为了确保最佳的进气导向，发动机N52有一个三级可变式的进气系统（DISA）。
3.5 发动机汽油泵
发动机汽油泵控制是由DME/DDE、EKP控制单元、电子式燃油泵、CAS控制单元综合控制。EKP控制单元中存储了燃油需求特性线，燃油需求量特性线是根据发动机和车型来编码的。
3.6 N52数字式发动机电子伺控系统
N52发动机控制系统是DME MSV70 ，数字式发动机电子伺控系统MSV70调节下列功能，点火控制、喷油装置控制、电子气门控制系统调节、发动机温度调节、电动冷却液泵调节、爆震控制、空燃比控制、燃油箱排气控制、双级可变进气系统（DISA）控制、电动空气门控制、电动燃油泵控制、定速控制、发电机调节、发动机排气控制、发动机机油质量和油位探测、动力管理系统、备用程序和紧急运行信号分析和计算、以及自诊断功能等。
3.7 6HP自动变速箱
变速箱采用BMW和ZF公司共同研发的6HP自动变速箱。自动变速箱是由机械电子控制系统模块调节，机械电子控制系统模块是一个液压单元和电子模块的组合。档位选择开关设计成专用控制单元，通过档位选择开关不再以机械方式，而是以电子方式控制变速箱。所有的行驶档位和行驶程序通过一个来自变速箱控制系统的信号在组合仪表中显示。自适应变速箱控制系统（电子变速箱控制系统组成部分）可以根据驾驶员的希望和行车状况调整舒适模式程序和运动模式程序的换挡风格。
变速箱控制 (EGS)，EGS 控制单元控制和监测自动变速箱的功能。它连接在数据总线 PT-CAN 上。只有当变速箱位于驻车位置 (选档杆位置 P) 或空档位置 (选档杆位置 N) 时发动机才能起动。变速箱控制单元通过数据总线传送选档杆位置信息。出于安全原因在变速箱控制单元和 CAS 控制单元间还有一根导线 (导线名称：P)。当选档杆位于 P 或 N 时，导线连接正极 (蓄电池电压)。
6HP自动变速箱具有下列功能：自适应变速箱控制系统、交汇控制、启动马达锁止器、暖机运行程序、发动机干预、防换低档的换挡锁止、倒车挡锁定机构、选档杆锁定机构（换挡自锁功能）、离合器停车分离、拔出锁止（互锁）、紧急程序等。
4 维修保养
一辆车在使用头两年是生命的巅峰期，只要进行常规保养基本上不会有什么问题，但是两年以上的车子就要开始更换一些最易损耗的部件。汽车的部件也会因为长期使用而“寿终正寝”。所以，爱车保养尤其应注意这个关键。保养周期显示 (SIA) 向驾驶员和修理厂显示是否到了里程保养(换油保养或保养检查)或定期保养的时间。车辆的保养周期并不一定要绝对地按照行驶里程数，而应该根据耗油量来计算。
4.1 常规保养
4.1.1 最常见的就是定期给车子更换机油、机滤，润滑油在使用过程中油质都会发生变化。到一定里程之后会给发动机带来各种问题。为了避免故障的发生，每隔一万八千公里就需要更换机油，BMW 推荐使用嘉实多或者是美孚品牌的机油，并使油量适中(一般以机油标尺上限为好)。花点小钱，可以省下大钱，在驾驶时也更有保障。
4.1.2 进入夏季空调的使用时间比较多的，空调滤芯至少需要每年在进入夏季之前更换一次。在进行车辆保养时可以把空调滤芯拿出吹一下，以保持干净。
4.1.3 火花塞定期更换，以保持汽车顺利启动、怠速的稳定运行以及车辆加速效果。
4.1.4 刹车片的更换，一般是每两万公里更换一次刹车片，更换刹车片时一并更换刹车报警线，其位置是在左前右后。
上述保养在车辆的保养项目单中都有单独的提示，保养后都需要进行车辆维修项目的复位，当不能进行车辆的复位时需要使用TIS软件中的车辆维修保养一项进行复位。
4.2 维修
4.2.1 6HP变速箱构造比较复杂，也比较精密，在驾驶自动变速的车子时，要想在寿命期内行驶自如，保持良好状态，车主就必须多用心，让不同排档交替使用，该做的保养一定不能省。这样可以延长自动变速箱的使用期。变速箱润滑油BMW公司提倡是每十万公里更换一次。变速箱中的EGS控制单元是比较容易损坏的部件，更换之后也是需要使用SSS编程设码的。设码时需要使用光缆进行连接。车辆打开钥匙，把车门的门锁锁死。从后部电瓶上在接上另外一部车辆进行充电，防止车辆在进行编码是车辆断电，造成被编写控制单元的损坏。
4.2.2 制动液在使用一定时间后，会出现沸点降低、污染及不同程度的氧化变质，所以应根据气候、环境条件、季节变化及工况等及时检查其质量性能，做到及时更换。普通工况下，制动液在使用两年或5万公里后就应更换。
4.2.3 在方向盘中的SZl控制单元是最容易损坏的了。原因是在车辆的运行中方向盘是在不断的旋转，容易造成滑环的损坏，从而击穿控制单元。损坏之后只能是更换新的控制单元，新的控制单元需要使用SSS软件对SZL及其相关的各个控制单元进行编程设码。
4.2.4 过油路供往燃烧室燃烧的过程中，不可避免地会形成胶质和积碳，在油道、节气门、喷油嘴和燃烧室中沉积下来，干扰燃油流动，破坏正常空燃比，使燃油雾化不良，造成发动机喘抖、爆振、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用燃油系统强力高效清洗剂清洗燃油系统或是定期拆卸清洗节气门和喷油嘴，能够始终使发动机保持最佳状态。
4.2.5 空调的维修，主要是在检查漏氟现象，维修方法首先是检查比较方便的外部位置，就是冷凝器，把冷凝器拆卸下来，放在水中进行充气打压检查，确保是否是有漏氟现象。排除了冷凝器后。下一步就是蒸发箱的检漏，这一步骤就需要把汽车的仪表台拆卸下来，从而抬出蒸发箱，拿出蒸发箱再进行一次充气打压充气检查。如果哪一步检查中存在问题就要分别进行更换维修。检查完毕进行装配时，要在管接头部位用冷冻油浸润，以确保不再漏氟。安装完毕再进行一次检漏实验，确认无误后再进行充R134a。
【结论】“宝马”代表着一种奢华，也代表着一种品味，其中的宝马5系车型将3系的驾驶乐趣与7系的奢华装备相勾兑，调配出一个很特别的口味，属于中年人的味道„„
在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师曾老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，都倾注了老师大量的心血和汗水，老师悉心细致的教诲和无私的帮助，渊博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的完成，师长、同学、朋友给了我无言的帮助，感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。
【参考文献】
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