和传统的废气涡轮增压技术一样，宝马N54发动机废气涡轮增压技术也是通过发动机废气驱动的。
在宝马N54发动机上，涡轮和泵轮的最高转速可达200000r/min，废气入口温度最高可达1050℃。由于温度很高，因此N54发动机的废气涡轮增压器不仅与发动机润滑系统相连，而且还集成在发动机的冷却循环回路内。N54发动机还装有电动水泵，可以在关闭发动机后排出废气涡轮增压器内的余热，从而防止轴承壳体内的机油过热，避免轴颈处机油焦化。这是一项重要的部件保护功能。
在N54发动机上用两个相互并联的小型涡轮增压器解决了涡轮增压高油耗和响应特性迟缓的缺点。
宝马N54发动机废气涡轮增压装置
A—泵轮 B—冷却/润滑装置 C—涡轮
气缸1、2和3（气缸列1）驱动废气涡轮增压器5，气缸4、5和6（气缸列2）驱动另一个废气涡轮增压器2。小型废气涡轮增压器的优点在于，在废气涡轮增压器加速过程中由于涡轮转动惯量较小，加速质量较小，因而泵轮可以更快地达到较高的增压压力。即使驾驶人通过加速踏板施加微小的作用力，也会立即产生压力，从而轻松实现瞬间提速。
宝马N54发动机双涡轮增压结构
1—气缸列2废气旁通执行机构
2—气缸列2废气涡轮增压器
3—气缸列2排气歧管
4—气缸列1排气歧管
5—气缸列1废气涡轮增压器
6—冷却液回流管路
7—冷却液供给管路
9—气缸列2平板式宽带氧传感器
10—废气旁通操控杆
11—气缸列1三元催化转化器
12—气缸列2三元催化转化器
2.宝马N54发动机双涡轮增压系统的组成
（1）进气系统
结构
宝马N54发动机的进气系统利用排出废气的能量事先压缩吸入的新鲜空气，从而使更多的空气进入燃烧室内。只有在系统无泄漏的情况下该系统才能正常工作。
注意：安装进气导管时，必须确保部件的安装位置准确无误且管路连接接口密封严密。在某些情况下，系统泄漏会导致增压压力不正确。发动机管理系统会识别出这种情况，发动机将转换到应急运行模式（停用增压压力调节装置）。在这种情况下会感觉到发动机功率下降。
宝马N54发动机的进气系统结构
1—增压运行模式下泄漏气体的PTC加热装置
2—气缸列2循环空气管路
3—节气门连接法兰
4—空气滤清器
5—气缸列1循环空气管路
6—进气管
7—增压空气压力管路
8—气缸列1增压空气进气管路
9—增压空气冷却器
10—增压空气集气管路
11—气缸列1废气涡轮增压器
12—气缸列2废气涡轮增压器
13—气缸列2增压空气进气管路
原理
新鲜空气经过空气滤清器10和增压空气进气管路6和18由废气涡轮增压器23和24的泵轮吸入并压缩。由于废气涡轮增压器的运行温度很高，因此将其与冷却循环回路和发动机机油循环回路连接在一起。增压空气在废气涡轮增压器内压缩时产生很高的温度，因此需要通过增压空气冷却器16对其再次冷却。经过压缩和冷却的增压空气从增压空气冷却器处通过节气门12进入进气管。为了确保新鲜空气进气量始终与相应的发动机运行条件相符，该系统装有一些传感器和执行机构。
宝马N54发动机的进气系统原理
1—发动机控制单元MSD80
2—至真空泵的管路
3—电子气动压力转换器（EPDW）
4—泄漏气体PTC加热装置
5—增压运行模式的泄漏气体管路
6—气缸列2增压空气进气管路
7—气缸列2循环空气管路
8—进气管压力传感器
9—气缸列2循环空气减压阀
10—空气滤清器
11—增压压力和增压空气温度传感器
12—节气门
13—气缸列1循环空气减压阀
14—气缸列1循环空气管路
15—增压空气压力管路
16—增压空气冷却器
17—增压空气集气管路
18—气缸列1增压空气进气管路
19—气缸列1废气旁通阀
20—气缸列1废气旁通执行机构
21—气缸列2废气旁通阀
22—气缸列2废气旁通执行机构
23—气缸列1废气涡轮增压器
24—气缸列2废气涡轮增压器
25—至气缸列2的三元催化转化器
26—至气缸列1的三元催化转化器
（2）冷却系统
N54发动机的冷却系统由一个水冷系统和一个单独的机油冷却系统组成。将两种冷却系统分开，可防止通过发动机机油将热量传递到发动机冷却液内。
宝马N54发动机的冷却系统原理
1—散热器（冷却液/空气热交换器）
2—变速器冷却器（冷却液/空气热交换器）
3—散热器出口冷却液温度传感器
4—发动机机油冷却器（发动机机油/空气热交换器）
5—变速器油冷却器节温器（受变速器油温度控制）
6—特性曲线式节温器
7—电动水泵
8—废气涡轮增压器
9—暖风热交换器
10—气缸盖出口温度传感器
11—发动机机油冷却器节温器
12—补液罐
13—排气管路
14—变速器油冷却器（冷却液/变速器油热交换器）
15—风扇
3.宝马N54发动机双涡轮增压系统的结构与原理
（1）增压压力调节装置
废气涡轮增压器的增压压力与到达废气涡轮增压器涡轮处的废气气流有直接关系。无论是废气气流的速度还是质量都直接取决于发动机转速和发动机负荷。发动机管理系统通过废气旁通阀调节增压压力，废气旁通阀由真空执行机构操纵，这些执行机构由发动机管理系统通过电子气动压力转换器（EPDW）来控制。
增压压力调节装置
1—气缸列1机油回流管路 2—供油装置 3—冷却液供给管路 4—气缸列2机油回油管路 5—气缸列1冷却液回流管路 6—废气旁通阀 7—气缸列1冷却液回流管路
（2）循环空气减压控制装置
N54发动机的循环空气减压阀用于降低节气门快速关闭时不希望出现的增压压力峰值。因此该阀门对降低发动机噪声起到了重要作用，并且有助于保护废气涡轮增压器部件。
如果在发动机转速较高时关闭节气门，进气管内就会产生真空压力。由于至进气管的通道已阻断，因此会在泵轮后形成无法消除的较大背压，这会造成废气涡轮增压器“泵气”。这意味着会出现明显感觉到的干扰性泵噪声，同时高频压力波向废气涡轮增压器轴承施加轴向方向的负荷，可能造成部件损坏。
循环空气减压阀是机械操纵式弹簧膜片阀，按如下方式进行控制：
如果节气门前后存在压力差，进气管压力就会使循环空气减压阀打开，并将增压压力转至泵轮的进气侧。压力差一旦超过30kPa，循环空气减压阀就会开启。这个过程可防止出现造成部件损坏的干扰性泵动作用。
即使发动机以接近怠速转速运行（P增压/P进气压力差=30kPa），循环空气减压阀也会根据系统要求开启，但不会对增压系统进一步产生影响。
废气涡轮增压器在这些低转速范围内承受全部废气气流的压力，并在接近怠速转速运行时对进气预先施加一定压力。如果此时节气门开启，就会迅速为发动机提供所需要的全部增压压力。
循环空气减压控制装置
1—循环空气减压阀 2—空气滤清器（环境压力） 3—进气集气管（进气管压力） 4—节气门 5—循环空气减压阀控制管路 6—增压空气压力管路（增压压力）
（3）增压空气冷却装置
增压空气冷却装置用于提高功率和降低耗油量。废气涡轮增压器内因增压器温度和压缩作用而受热的增压空气，在增压空气冷却器内温度最多可降低80℃。这样可提高增压空气的密度，从而达到更好的燃烧室充气效果。由此可降低所需要的增压压力，此外还能降低爆燃危险并提高发动机效率。
增压空气冷却装置
（4）负荷控制
N54发动机的负荷控制通过节气门和废气旁通阀实现。节气门是主要执行元件，通过控制废气旁通阀对增压压力进行微调。满负荷时节气门完全打开，负荷由废气旁通阀进行控制。
负荷控制
1—自吸式发动机运行模式
2—增压运行模式
3—根据增压压力调节废气旁通阀
4—废气旁通阀部分开启
5—废气旁通阀关闭
6—深色=废气旁通阀完全关闭，浅色=废气旁通阀完全打开
从图中可以看到，在N54发动机的所有运行状况下，废气旁通阀都根据特性曲线参与负荷控制过程。
4.宝马N54发动机双涡轮增压系统的检修
（1）更换或拆装1～3缸废气涡轮增压器
1）拆下两个三元催化转化器、增压空气冷却器。
2）排放冷却液，拆下冷却液热膨胀平衡罐、冷却液节温器、水泵。
3）拆下两个真空储液罐。
4）拆下涡轮增压器的前置管、右侧增压空气导管。
6）松开螺栓1（拧紧力矩8N·m）和螺栓2（拧紧力矩8N·m），沿箭头方向拆下机油回油管。
拆卸机油回油管
1、2—螺栓
7）松开螺栓1和2（拧紧力矩9N·m），如有必要松开冷却液供给管（3和4）。
松开螺栓
1、2—螺栓 3、4—冷却液供给管
8）松开螺栓1（拧紧力矩8N·m），拆下供给管2。
拆下供给管
1—螺栓 2—供给管
9）松开螺栓1（拧紧力矩9N·m），如有必要将冷却液回流管从接头2上松开。松开螺栓3（拧紧力矩8N·m），如有必要将冷却液回流管从接头4上松开。松开冷却液供给管。
松开冷却液供给管
1、3—螺栓 2、4—接头
10）松开螺栓1（拧紧力矩8N·m），拆下定位板2，松开螺栓3（拧紧力矩8N·m）。
拆下定位板
1、3—螺栓 2—定位板
11）沿箭头方向小心摆动拆下隔热板1，冷却液供给管可与隔热板一起拆下。
拆下隔热板(www.daowen.com)
1—隔热板
12）松开螺栓1，将定位板2放置在气缸盖罩上。
放置定位板
1—螺栓 2—定位板
13）松开螺栓1（拧紧力矩20N·m），沿箭头方向拆下供油管。
拆下供油管
1—螺栓
14）松开螺栓1（拧紧力矩8N·m），如有必要松开油压管路2。
松开涡轮增压器螺栓
1—螺栓 2—油压管路
15）松开螺母1，向上拆下废气涡轮增压器（拧紧力矩20N·m）。
拆下涡轮增压器
1—螺母
16）更换石墨环1。
更换石墨环
1—石墨环
17）更换各密封件或O形圈，装配好发动机，删除DME故障码存储器中的故障记忆。
（2）更换或拆装4～6缸废气涡轮增压器（同上，略）
（3）检查过压和真空的诊断装置
注意：过压和真空管路已经通过锁止件的大小以及颜色（红色和蓝色）标明，不允许混淆。红色表示产生真空，蓝色表示建立压力。功能混淆会导致发动机损坏。
准备工作：松开进气滤清器上的部件；准备好宝马诊断系统。
1）压力测量
①在过压诊断装置上准备好宝马诊断系统。
a.拧入压力传感器1。
b.装上过压接头（蓝色）2。
c.连接正极和负极激励系统电缆3。
d.将12V蓄电池正极和负极电缆4连接到车辆蓄电池上。
压力测量
1—压力传感器 2—过压接头 3、4—电缆
②将密封塞1用锁紧螺母2固定到进气管中并密封（必须密封两个进气管道）。
密封进气管道
1—密封塞 2—螺母
③将蓝色气动软管4沿箭头方向插入密封塞1的气动连接器2中，密封塞3不带气动连接器。
连接软管
1、3—密封塞 2—气动连接器 4—软管
2）真空测量。在真空诊断装置上准备好诊断测试仪。
①插入压力传感器1。
②连接正极和负极激励系统电缆2。
③将12V蓄电池电缆3连接到车辆蓄电池正极和负极上。
真空测量
1—压力传感器 2、3—电缆 4—真空接口调节器旋钮 5—真空接口
3）真空测量时的校准。沿箭头方向关闭闭塞栓2，松开调节器上的防松螺母1，按照宝马诊断说明进行压力调节。略微固定调节器螺母1以防扭转，重新打开闭塞栓2。
真空测量时的校准
1—螺母 2—闭塞栓
4）连接真空罐的接头（VAC）1。
EPDW上的接头
1—接头 2—带密封环的连接涡轮增压器的接头（OUT）
5）在气缸1～3上检测减压装置。拔下气缸1～3的EPDW 2上的真空管路（OUT），用合适的工具1夹住连接管路，将真空管路沿箭头方向插到带红色气动软管的气动连接器3上。
在气缸1～3上检测减压装置
1—工具 2—EPDW 3—气动连接器
6）在气缸4～6上检测减压装置。拔下气缸4～6的EPDW 2上的真空管路（OUT），用合适的工具1夹住连接管路，将真空管路沿箭头方向插到带红色气动软管的气动连接器3上。
在气缸4～6上检测减压装置
1—工具 2—EPDW 3—气动连接器
7）减压阀的原位置1失压：减压阀打开。
减压阀打开
1—减压阀的原位置
8）减压阀的原位置1有真空：减压阀关闭。
减压阀关闭
1—减压阀的原位置
9）用真空检测减压阀。减压阀在没有真空时应打开。如果在减压装置真空罐上施加真空，则减压阀应关闭。检查涡轮上的轴是否可以旋转。
（4）拆装或更换真空罐（减压装置）
1）更换真空罐（减压装置）。
准备工作：准备好宝马诊断系统，启动诊断程序，检查故障码存储记录和涡轮增压器噪声；拆下两个涡轮增压器。
①松开防松夹2，取下真空罐（减压装置）的拉杆1。
拆卸拉杆
1—拉杆 2—防松夹
②松开螺母1（拧紧力矩7N·m），拆下真空罐（减压装置）。
拆卸真空罐
1—螺母
2）调整真空罐（减压装置）的拉杆。真空罐（减压装置）的拉杆原位置失压，将红色真空管路1连接在真空罐（减压装置）上。
连接真空管
1—真空管路
3）真空测量。在真空诊断装置上准备好宝马诊断系统。
①拧入压力传感器1。
②将12V蓄电池正极和负极电缆2连接到车辆蓄电池上。
③将12V蓄电池正极和负极电缆3连接到车辆蓄电池上（泵最长运转3min）。
真空测量
1—压力传感器 2、3—电缆 4—真空接口调节器 5—真空接口（红色）
4）真空测量时的校准。松开调节器上的防松螺母1，通过测量系统调整压力测定环境压力；沿箭头方向关闭闭塞栓2；将调节器调整到低于环境压力（20+1）kPa。重新打开闭塞栓2。减压阀关闭。
真空测量时的校准
1—防松螺母 2—闭塞栓
减压装置拉杆的原位置1有预设的真空。减压阀几乎关闭。
减压阀关闭
5）检测减压阀的旋转性。减压阀能用较小的力旋转：减压阀调整正常。减压阀有间隙且能无阻力旋转：减压阀打开过大，需进行减压阀调整，缩短拉杆。减压阀不能旋转：减压阀关闭，需进行减压阀调整，加长拉杆。
检测减压阀的旋转性
6）调整拉杆。为了加长拉杆，将拉紧螺杆1向左旋转最大180°；为了缩短拉杆，将拉紧螺杆1向右旋转最大180°。
将拉紧螺杆1沿箭头方向嵌到杠杆上，重新检测减压阀的旋转性。
调整拉杆
1—拉紧螺杆
7）装上防松夹2，固定防松螺母1（拧紧力矩7N·m），装配好发动机，用诊断设备执行增压压力调节的测试。
装上防松夹
1—防松螺母 2—防松夹
（5）更换增压空气导管
准备工作：关闭点火开关，拆下进气滤清器壳。
松开夹箍（拧紧力矩4.5N·m），将增压空气软管1从增压空气导管2上拔下。
拆卸增压空气软管
1—空气软管 2—空气导管
将锁止件旋转90°松开快速锁扣1，拔下循环空气软管2并置于一侧。
拔下循环空气软管
1—快速锁扣 2—空气软管
安装说明：将锁止件1重新旋回90°置于安装位置，注意标记和循环空气软管的嵌入声。
安装循环空气软管
1—锁止件
松开并拔下插头1。
注意：在快速锁扣的密封环上涂润滑剂，否则不能装配压力管。
松开并拔下插头
1—插头
松开螺栓（拧紧力矩9 N·m），松开快速卡扣1，将增压空气导管2从节气门阀体上拔下并更换。
装配好发动机，删除DME故障码存储器中的故障记忆。
更换增压空气导管
1—快速卡扣 2—空气导管
（6）拆装增压空气冷却器
需要专用工具118670钳子。
准备工作：拆下前部机组防护板，从增压空气滤清器上松开并拔出左右增压空气导管。
注意：在快速接头的密封环上涂润滑剂，否则不能装配压力管。
专用工具
沿箭头方向松开盖板1的锁止件。
松开盖板的锁止件
1—盖板
将盖板1沿箭头方向松开并拆下。
拆下盖板
1—盖板
松开螺栓并拆下增压空气冷却器1。
拆下增压空气冷却器
1—增压空气冷却器
注意增压空气冷却器1与散热器支架2的正确安装位置。
正确安装位置一
1—增压空气冷却器 2—支架
正确安装位置二
1—增压空气冷却器 2—支架
在密封环上涂润滑剂；将增压空气导管1用专用工具118670安装到增压空气冷却器2上；必须听到增压空气导管嵌入的声音。
注意：密封环有损坏危险，务必使用专用工具118670。
安装增压空气导管
1—空气导管 2—增压空气冷却器
左右侧工作步骤相同。
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