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向自然吸气发动机告别 浅谈BMW增压之路

发布时间:2012年05月29日 04:09 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车之家 | 手机看视频


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对于真正喜爱BMW品牌的人来说,他们对自然吸气式直列6缸发动机有着近乎偏执的热爱,那绵绵不绝的动力输出、平顺的线性加速感,以及发动机高转速时充满魅惑的声音都会加速你的肾上腺素分泌,而这一切也体现着BMW始终追求驾驶乐趣的设计精髓。

向自然吸气发动机告别 浅谈BMW增压之路

如果追溯历史的话,那么,BMW 303车型则是具有里程碑式意义的一款车,正是它确立了BMW两个经典的设计元素。一个是位于车头的双肾型进气格栅,另一个则是自然吸气式直列6缸发动机,并且一直延续至今。

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BMW 303车型

BMW一直坚持使用自然吸气发动机,并且曾多次获奖,包括搭载于M5和M6上的5.0升V10发动机,以及M3上的那台连续6年获得世界发动机评选冠军的3.2升直列六缸发动机,可以说BMW已经将自然吸气发动机的极限完全压榨出来。

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设计灵感源自F1赛车的S85 V10发动机

由于自然吸气发动机先天上的限制,若要追求更大的动力无非只能拉高转速或是增加排气量,而拉高转速会影响发动机的耐用度,一味地增加排气量,发动机的体积与重量也将无止尽的放大,而且大排量自然吸气发动机也难以满足日益严格的排放法规。

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E46 M3的发动机S54B32,直列6缸自然吸气发动机的神话,升功率超过100马力

虽然BMW在自然吸气发动机上有其自己独到的建树,但是这并不说明它在涡轮增压技术上的羸弱。其实当年BMW还在生产飞机发动机时,就已经开始大量运用废气涡轮增压技术,而在上个世纪的60年代末期,BMW也是第一家将涡轮增压系统导入赛车运动的厂商。在上世纪80年代F1还可以使用废气涡轮增压系统时,BMW便以一台可输出超过1000马力的1.5升发动机,获得了年度总冠军。到1987年为止,BMW借助这款涡轮增压发动机共获得了9项大奖赛的冠军。

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1983年尼尔森.皮盖驾驶宝马巴拉汗姆车获得F1世界锦标赛的冠军

此外,3系的老祖宗2002,于1973年同样搭载一台涡轮增压发动机。不过由于当时这项技术还不够成熟,涡轮和发动机机体的寿命远低于普通自然吸气发动机,因此,BMW并没有对这项技术进行大范围的应用。

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BMW 2002

在赛车上,使用涡轮增压可以最大限度的压榨出发动机的马力,在民用级市场上,涡轮增压技术则可以很好的兼顾动力与排放。为了符合更加严格的排放法规,同时还要满足消费者对驾驶乐趣的诉求,BMW在2007年推出了一台双涡轮增压发动机N54,重新开始了它的涡轮增压之路,但是这也使不少喜爱自然吸气的BMW车迷黯然神伤,不过BMW还是用自身的实力向世人证明了N54的强大,并且著名的WARD’S在2007、2008和2009连续三年将世界最佳发动机奖项颁给了N54,足见BMW双涡轮增压的魅力。

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N54双涡轮增压发动机

其实这台N54发动机就是源自2001年那台设计极为出色的自然吸气式直列六缸发动机N52,它几乎应用了BMW能为发动机提供的除涡轮增压以外的所有技术,达到了同级别最出色的动力表现。而N54发动机在继承了N52优秀、成熟设计的基础上增加了两个小直径的涡轮增压器,同时引入了先进的缸内直喷技术,其动力性相比N52有了大幅提高。

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N54发动机相对复杂的进排气系统

BMW的工程师在N54发动机上进行了大量试验性的工作,换来的结果是升功率的大幅提升,并且两个小直径的涡轮能够以更低的转速启动,使N54实现了接近自然吸气发动机迅速的油门响应。但是由于双涡轮结构使得N54发动机的进排气系统相对复杂,同时取消了BMW先进的Valvetronic电子气门技术。相对调教精良的N52发动机,N54虽然参数看上去很漂亮,但是在设计上还不够成熟与完善。不过在时隔多年之后,N54发动机可以说是BMW在涡轮增压技术上的一次大胆尝试与创新。

在3年之后,2010年BMW又推出了N54的下一代产品N55发动机,而在当年该产品就获得了WARD’S的世界最佳发动机称号,一举掩盖了N54曾经的辉煌,同时BMW也迅速将其普及到全线车型上。N55发动机同N54相比,最显著的区别就是少了一个涡轮增压器,但是在功率和扭矩上并没有什么损失,同时双涡管技术的应用,使涡轮在发动机1200rpm时就开始介入,使其拥有更为迅捷的油门响应。

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N55发动机首次将Valvetronic、缸内直喷和涡轮增压技术组合在一起

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N55的单涡轮双涡管技术

N55发动机重新优化了进排气系统,减轻了发动机的整体重量,并且再次加入了Valvetronic电子气门技术,在碳排放和油耗方面都比上一代产品有所降低。可以说BMW顶住了来自环保需求、排放法规以及竞争对手的多重压力,用一款出色的产品证明了其在涡轮增压领域同样出色。

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N63 4.4L双涡轮增压发动机

除了直列6缸发动机外,BMW在V8发动机上也已经开始全面推进涡轮增压技术,其中N63的4.4L双涡轮增压已经全面取代了N62B48自然吸气发动机。而在M-Power方面,E70 X5M、E71 X6M也已经装备了拥有555马力的S63B44 V8双涡轮增压发动机,未来的F10 M5、F12/F13 M6则会用动力输出更高的S63B44取代经典的自然吸气V10(S85B50)。

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装配在BMW X1上的N20直列4缸增压发动机

在今年的日内瓦车展上,BMW推出了新款X1 xDrive 28i,而在发动机舱盖下已经不再是直列6缸的3.0L N52自然吸气发动机,取而代之的是一台2.0T直列4缸发动机。它集成了单涡轮双涡管技术的增压器、缸内直喷、double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统、Valvetronic电子气门等。这些技术使它在动力性上依旧保持了N52发动机的水平,但是在燃油经济性以及碳排放上却有所降低。

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N20发动机 装备有Valvetronic、缸内直喷和涡轮增压技术

这台N20发动机采用铝合金材质的缸体,整体重量比N52更轻,而且结构更加紧凑。从它的技术装备来看,N20像是一台被砍掉两个缸的N55发动机,可以看出BMW的这一整套技术装备已经相对成熟,可以模块化的组装在一起,这样可以有效的降低研发成本。如果单从技术角度而言,像N20一样同时具备BMW所有现役先进发动机技术的对手并不多见。

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N20发动机的单涡轮双涡管结构

BMW要将这款N20全面取代经典的N52发动机,也是迫于环保和油耗方面的压力。但是四缸发动机的做功间隔角相对直列六缸发动机要大,所以在动力输出的平顺性和线性上不如直列6缸发动机。所以说在发动机的运转平顺性方面,是考验BMW工程师的一大难题。对于那些6缸自然吸气的忠实粉丝而言,BMW全新的2.0T能否在性能和感情上“服众”,也还需要引入国内市场后,通过实车的表现来验证。

总结:

从一个自然吸气的坚决拥护者到全面普及涡轮增压发动机,我们看到了BMW在面对严格的排放法规和竞争激烈的市场时,所做出的迅速转变。在光明的新与成功的旧之间总会伴随着对未来的期望和对经典的留恋,其实对于这样的突破和技术创新是需要足够勇气的,成功车型的换代如此,优秀发动机的更新亦如此。好在BMW再次向世人证明了其涡轮增压技术也一样强大,而且在追求驾驶乐趣的道路上依旧坚定、执着。

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  • BMW
  • 增压发动机
  • BMW: BMW,全称为巴伐利亚机械制造厂股份公司(德文:Bayerische Motoren Werke AG),是德国一家世界知名的高档汽车和摩托车制造商,总部位于慕尼黑。BMW在中国大陆、香港与早年的台湾又常称为“宝马”。 来自:互动百科