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一刀说丨德系三强发动机黑科技小钢炮的动力解发表于: 2019-06-14 06:36

  德系三强奔驰、宝马、奥迪作★-●=•▽为▪▲□◁全球豪华车的代表为大家熟知,在国内被称为BBA。作为豪◆■华品牌,同时是大家心目中德系车的代表。

  作为德系车的一个传统,BBA三家都在开发基于入门级车平台的小钢炮车型,也就是在入门级的车型上也开发高性能的版本。这样用户可以以相对合理的价格得到足以媲美专业◇…=▲跑车性能小车。可以说小钢炮是德国豪华品牌最个性的一张名片,虽然销量不大,但是德系三强从来都很重视。

  目前德系三强还有一个大的趋势是在入门级车型上采用横置前驱平台,这样可以获得更大的内部空间以及更低的成本。这一趋势由奔驰最早在入门级的A级车上引入,随后奥迪A3利用大众的PQ35平台也加入和横置前驱车的阵营。最后加入的是宝马,目前新款的1系和2系旅行车都已经是横置前驱了。

  对于德系小钢炮来讲,横置前驱▲=○▼车大大限制了发动机的大小,如何在保持当前小型车平台的基础上开发高性能小钢炮呢?

  通过本篇文章我们来看看德系三强的解决方案。由于篇幅较长,分为上下两部分,上部分我们先来介绍一下宝马的M系列小钢炮的动力。下图是一个德系三强小钢炮动力的汇总,可以看到目前的整体情况。

  宝马是BBA三家中最强调操控的品牌,因此宝马在小钢炮的开发上也更执着。宝马从这一代开始1系和2系逐渐●转到横置前驱平台上来了。

  这个平台原来是宝马给MINI开发的,现在成本和实用性的压力下,倔强的宝马也换到前驱平台了。但是宝马似乎并不甘心,还是保留了纵置平台的2系小跑车。我们来看看宝马的小钢炮采用什么动力吧:

  这是目前宝马横置平台推出的第一款M系列车型,宝马在B48发动机的基础上开发了M版本,性能可以说也是提高了很多,功率能够达到225kw,扭矩能够达到450Nm绝对是顶级2.0T的水准了。

  不过和奔驰的A45 AMG 以及奥迪的RS3相比,宝马觉得前驱的X2M还是不够。于是宝马整出来一个终极大招,就是下面重点▽•●◆说的M2雷霆版。

  作为以操控著称的品牌,宝马仍然保留了纵置的2系小跑车,主要是纵★◇▽▼•置后驱具有绝佳的操控性,同时还有一个原因是宝马可以将自己最著名的直列6缸3.0T发动机装到M2的机舱中。在M2车型上宝马没有使用最新的B58发动机,而是沿用了上一代的N55发动机。

  另外,宝马还将M3上使用的N55高性能M版本发动机S55给装到了◁☆●•○△2系小跑车上,命名为M2 Competition雷霆版。有了6缸机,宝马M2的性能确实可以说是同级最牛了。

  S55发动机以宝马的N55发动机为基础,由宝马M部门重新设计并提升性能而来。和N55相比大约由25%的零件S55发动机是重新设计的。相比于普通版M2的B58发动机,S55虽然是基于上一代的N55发动机开发的M动力,但是毕竟是M系列,性能还是比标准的B58要高很多。

  宝马在S55上采用双增压技术,普通版的N55是单增压系统。不过S55这两个增压器是并列布置的,也就是每3个气缸一个增压器,宝马称之为Twin Turbo,两个增压器为S55提供了强劲的增压能力,是S55高性能的基础。

  同时宝马还将增压器的泄压阀从正压机械控制改为电控泄压阀,电控泄压阀可以带来一系列好处,在中低转速和负荷下可以控制泄压阀打开来降低排气背压改善油耗,在动态响应过程中控制速度更快,有利于改善动态◆◁•响应。下图是双增压的布置和涡轮增压器的细节

  宝马在缸孔上采用了其最△▪▲□△先进的电弧丝喷涂工艺LDS(德语是Lichtbogendrahtspritzen),基本原理是使用双金属电弧喷涂在铝缸体缸孔内表面喷涂一种极薄的(0.3毫米厚)铁碳合金涂层。用来代替原来比较笨重的铁缸套。这样有三个好处:减小摩擦,减轻重量,改善散热。下图是宝马的铁离子喷涂工艺:

  Twin Turbo双增压系统提供了很高的增压压力和空气流量,这些空气必须有一个足够强大的中冷器才能把空气冷却下来,从而提高空气密度,降低爆震倾向,提升性能。宝马采用了水冷中冷器来实现这个目标。

  水冷中冷器还可以减少压气机后到进气管的管路长度,从而使压气机到进气管的管路达到最短,从而加快增压器的响应,这对增压发动机的动态性能提升非常重要。

  为了布置如此大的水冷中冷器S55不得不将发动机倾斜,从而给顶部布置的水冷中冷器让出布置空间。

  宝马S55第一次将直喷增压的M系列高性能发动机和连续可变气门正时系统VALVETRONIC结合起来。VA★△◁◁▽▼LVETRONIC是宝马的看家法宝,无级调节气门行程的特性可以让○▲-•■□发动机实现最完美的配气效果。N54没有采用VALVETRONIC有两个原因。

  一个是宝马出于高性能、低迟滞的考虑,为它的第一款直喷涡轮增压发动机配备了双涡轮增压器,使得配气系统过于复杂,为VALVETRONIC的采用造成了困难。

  另一个是VALVETRONIC不太擅长持续超高强度、超高转速的工作。这也是为何在过去的宝马M-Power自然吸气发动机上找不到VALVETRONIC的主要原因。

  S55算是宝马在直喷涡轮增压发动机领域的一次突破,它终于在直列发动机上,将缸内直喷、双涡轮增压与VALVETRONIC结合在了一起。

  可以说工程师通过设计上的努力,第一次将宝马发动机的全部优势技术集中在了一台发动机上。在此之前,没有任何一款宝马发动机能做到这一点。

  宝马为了S55发动机有足够的冷却能力,单独优化设计了整车的•□▼◁▼冷却系统,保证发动机高性能下的散热。同时为了水冷式中冷器的散热专门设计了低温冷却系统来给水冷中冷器散热。下图是全新为N55设计的冷却系统。

  如此强劲的性能下为了保证发动机的可靠性必须加强结构,主要是曲轴和活塞连杆的加强。其中,曲轴、连杆、活塞都采用锻造工艺,专门设计提高了曲轴的扭转刚度。

  S55虽然很强,但是毕竟是上一代的发动机平台了,宝马发动机的平台升级还在继续,S55即将推出,新平台的S58即将登场。

  根•●据最新透漏出来的信息,宝马正在开发基于最新B58直列6缸3.0T平台的M系列发◇•■★▼动机S58。目前宝马已经开始在X3 M和X4 M上在测试最新的S58发动机了。最新的S58发动机的信息如下:

  1、 性能将达到功率332kW,扭矩600Nm,Competion雷霆版功率将进一步提升到368kW。这将是目前来看最强的3.0T 6缸发动机。

  现在唯一担心的是宝马是否能坚持初心,将2系纵置小跑车保留在产品序列中,让最后一个后驱的小钢▼▼▽●▽●炮延续传奇。

  上半部分结束了,未完待续,下半部分我们将会重点介绍奔驰的2.0T M133 AMG 和奥迪RS3 上使用的EA855 2.5T 5缸发动机。

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