BMW E46 330d M57 D1 + ZF 6HP28 – integracja nowoczesnej skrzyni automatycznej

BMW E46 330d z pierwszą generacją silnika M57 D1 184 KM / 390 Nm fabrycznie nie występowało ze skrzynią ZF 6HP28. W tym projekcie połączyliśmy silnik i elektronikę E46 z dużo nowszą 6-biegową przekładnią automatyczną ZF 6HP28 pochodzącą z BMW z silnikiem N57.

Projekt wymagał zarówno adaptacji mechanicznej, jak i odpowiedniej integracji elektroniki. Celem nie było samo uruchomienie skrzyni, ale uzyskanie kompletnego, funkcjonalnego układu napędowego z prawidłową komunikacją pomiędzy ECU silnika a sterownikiem skrzyni.

 

Dlaczego ZF 6HP28?

M57 D1 generuje wysoki moment obrotowy już przy niskich obrotach, dlatego charakterystyka 6HP28 bardzo dobrze odpowiada temu silnikowi.

W skrzyni manualnej każda zmiana biegu oznacza chwilowe przerwanie przenoszenia momentu i spadek obciążenia silnika. Turbosprężarka wyhamowuje, a po załączeniu kolejnego przełożenia konieczne jest ponowne odbudowanie doładowania.

W przypadku starszego M57 D1 z pojedynczą turbosprężarką jest to wyraźnie odczuwalne.

6HP28 pozwala utrzymać znacznie bardziej ciągłe przyspieszenie i lepiej wykorzystać moment obrotowy silnika pomiędzy kolejnymi przełożeniami.

Dodatkową korzyścią jest komfort jazdy oraz możliwość zastosowania dłuższego całkowitego przełożenia podczas jazdy ze stałą prędkością.

Integracja ZF 6HP28 z elektroniką BMW E46

Mechaniczne zamontowanie przekładni jest tylko częścią konwersji.

ZF 6HP28 potrzebuje odpowiednich informacji z ECU i pozostałych systemów samochodu. Sterownik skrzyni wykorzystuje je do określenia aktualnego stanu układu napędowego oraz wyboru odpowiedniego przełożenia.

W ramach projektu wykonaliśmy integrację umożliwiającą prawidłową wymianę wymaganych informacji pomiędzy oryginalnym sterownikiem M57 D1 a sterownikiem 6HP28.

Skrzynia otrzymuje dane niezbędne do prawidłowej pracy, między innymi dotyczące:

• prędkości obrotowej silnika,
• aktualnego obciążenia,
• żądania kierowcy,
• momentu obrotowego,
• prędkości pojazdu,
• warunków wymagających redukcji lub zmiany przełożenia.

Nie zastosowaliśmy rozwiązania, w którym skrzynia działa niezależnie od sterownika silnika. ECU i TCU pracują jako jeden układ sterowania napędem.

Drive, Sport i tryb manualny

Po konwersji zachowane zostały podstawowe funkcje 6HP28.

Drive

Podczas spokojnej jazdy skrzynia możliwie szybko przechodzi na wyższe przełożenia, wykorzystując wysoki moment M57 przy niskiej prędkości obrotowej.

Sport

Po przełączeniu w tryb Sport skrzynia redukuje przełożenie i utrzymuje silnik w wyższym zakresie obrotów, zapewniając szybszą reakcję na pedał przyspieszenia.

Manual

Możliwe jest również ręczne wybieranie kolejnych przełożeń oraz wykonywanie redukcji.

Tempomat działa również na 6. biegu

Jednym z istotnych elementów prawidłowej integracji było zachowanie fabrycznego tempomatu BMW E46.

Tempomat działa poprawnie po wykonaniu konwersji i może utrzymywać zadaną prędkość również na najwyższym, 6. biegu skrzyni ZF 6HP28.

Ma to szczególne znaczenie podczas jazdy autostradowej, ponieważ pozwala wykorzystać najdłuższe przełożenie skrzyni i niskie obroty M57 bez utraty funkcjonalności fabrycznego wyposażenia samochodu.

6HP28 i dyferencjał z wersji manualnej

W samochodzie pozostawiliśmy oryginalny dyferencjał z wersji manualnej.

Takie zestawienie daje długie całkowite przełożenie na 6. biegu.

Przy skrzyni manualnej przy około 160 km/h silnik pracował w okolicach 3000 obr./min. Po zastosowaniu 6HP28 przy tej samej prędkości obroty wynoszą orientacyjnie około 2200–2400 obr./min.

Podczas spokojnej jazdy z prędkością około 90 km/h skrzynia może utrzymywać silnik w zakresie około 1200–1500 obr./min, a gdy wzrasta zapotrzebowanie na moment obrotowy, automatycznie wykonuje redukcję.

Dzięki temu silnik nie musi niepotrzebnie pracować na wysokich obrotach, a jednocześnie kierowca nie musi samodzielnie dobierać przełożenia do aktualnego obciążenia.

Dlaczego automat zamiast wzmacniania manuala?

Drugim powodem wykonania konwersji był układ przeniesienia napędu.

Przy zwiększaniu momentu M57 ograniczeniem stają się elementy fabrycznego zestawu sprzęgła i koła dwumasowego. W E46 może pojawiać się również zjawisko przypominające ślizganie sprzęgła, związane z konstrukcją samego koła dwumasowego.

Zamiast inwestować w kolejne elementy wzmacniające układ manualny zdecydowaliśmy się wykorzystać 6HP28, która znacznie lepiej odpowiada charakterystyce wysoko momentowego diesla.

Konfiguracja M57 D1

Bazą projektu pozostaje M57 D1 184 KM / 390 Nm.

Silnik zachował:

• fabryczne wtryskiwacze,
• fabryczną pompę wysokiego ciśnienia CP1,
• seryjny układ wydechowy.

Zmodyfikowane zostały natomiast elementy odpowiedzialne za doprowadzenie powietrza, doładowanie oraz sterowanie silnikiem.

Zastosowane modyfikacje

• turbosprężarka GT2556V bazująca na wersji stosowanej w BMW E39 530d 193 KM,
• koło kompresji wykonane w technologii CNC,
• większy intercooler,
• orurowanie układu doładowania o zwiększonej średnicy,
• aluminiowa rura dolotowa,
• filtr stożkowy,
• Oil Catch Tank,
• czujnik ciśnienia paliwa 1800 bar zamiast seryjnego 1500 bar,
• indywidualnie zmodyfikowane oprogramowanie ECU.

Maksymalne ciśnienie doładowania dochodzi do około 2,0 bar, jednak wartość ta nie jest utrzymywana do końca zakresu obrotowego.

M57 D1 bez przepływomierza – sterowanie dawką na podstawie MAP

Silnik pracuje bez przepływomierza MAF.

Samo przełączenie fabrycznej strategii ECU z MAF na MAP nie zapewnia odpowiedniej rozdzielczości do precyzyjnego sterowania maksymalną dawką paliwa. Dostępna w tym miejscu struktura jest bardzo ograniczona i nie pozwala przygotować charakterystyki porównywalnej z fabrycznym Smoke Limiterem.

Dlatego oprogramowanie zostało zmodyfikowane w większym zakresie.

Smoke Limiter 16×16

Wprowadziliśmy mapę 16×16, w której maksymalna dawka paliwa może być określana na podstawie:

prędkości obrotowej silnika × aktualnego ciśnienia doładowania.

Dzięki temu można niezależnie określić dopuszczalną dawkę przy różnych obrotach i różnych wartościach doładowania.

Jeżeli przy danej prędkości obrotowej dostępna ilość powietrza jest niewystarczająca, dawka zostaje ograniczona. Wraz ze wzrostem doładowania możliwe jest odpowiednie zwiększenie ilości paliwa.

Pozwala to uzyskać:

• kontrolę zadymienia w całym zakresie pracy,
• odpowiednią dawkę przy niskim doładowaniu,
• pełne wykorzystanie dostępnego powietrza pod obciążeniem,
• prawidłową reakcję silnika przy niskich obrotach,
• możliwość pracy bez sygnału z przepływomierza MAF.

Jest to szczególnie istotne w zmodyfikowanym M57, gdzie sama wysoka dawka paliwa nie oznacza większej użytecznej mocy, jeżeli w danym punkcie pracy turbosprężarka nie dostarcza odpowiedniej ilości powietrza.

Efekt konwersji BMW E46 M57 + ZF 6HP28

Po wykonaniu projektu samochód zachowuje funkcjonalność potrzebną zarówno podczas dynamicznej, jak i codziennej jazdy.

Aktualna konfiguracja zapewnia:

• automatyczną 6-biegową skrzynię ZF 6HP28,
• komunikację TCU z oryginalnym ECU EDC15C4 M57 D1,
• działający tryb Drive,
• działający tryb Sport,
• ręczną zmianę przełożeń,
• automatyczne redukcje zależne od obciążenia,
• działający fabryczny tempomat również na 6. biegu,
• niższe obroty podczas jazdy autostradowej,
• zachowanie dyferencjału z wersji manualnej,
• możliwość indywidualnej kalibracji ECU i charakterystyki pracy skrzyni.

Samochód przejechał już około 4000 km z zamontowaną skrzynią ZF 6HP28, dzięki czemu konfiguracja została sprawdzona nie tylko podczas strojenia, ale również w normalnej eksploatacji.

BMW E46 z techniką nowszej generacji

W tym projekcie najważniejsza nie była sama wymiana skrzyni, lecz połączenie mechaniki, elektroniki i oprogramowania dwóch różnych generacji BMW.

M57 D1 pochodzi z okresu, w którym E46 nie oferowano jeszcze z przekładnią 6HP28. Odpowiednia integracja pozwoliła wykorzystać znacznie nowszą skrzynię bez utraty kluczowych funkcji samochodu.

W efekcie powstało BMW E46 330d, które zachowuje charakter starszego M57, ale wykorzystuje możliwości znacznie nowocześniejszego układu przeniesienia napędu.

Boost Factory
ECU / TCU Calibration | Chiptuning | Diagnostyka | Hamownia