淺聊一下高階版寶馬“小心臟”3.0T發動機

文/kk

自1917年工程師馬克思•弗利茲研發了第一臺寶馬直列六缸航空發動機——BMW IIIa至今，近一個世紀的年輪碾過，從航空發動機轉戰到汽車發動機，從化油器到缸內直噴技術，再從自然吸氣到全面推行渦輪增壓，不斷進化的寶馬發動機成為國際發動機大獎名單上的常客，時至今日依舊看到的是寶馬對直列六缸發動機陣營的堅守。

要想深入認知B58發動機，最好的方法是先去了解一下它的前輩，這樣我們才能明白在一些具體細節上知道B58為何會採取那樣的設計方案；N52高功率版發動機在美國市場短暫的一年生命之後，寶馬重拳出擊，推出了雙渦輪增壓的N54。這是一款革命性的發動機，除了它優異的“雙300”輸出（馬力、扭矩都是“300”，美國市場用的扭矩採取英制單位lb-ft，300lb-ft相當於407N·m），它採取的兩個渦輪增壓器，把以往增壓發動機“渦輪延遲”這個弊病在很大程度上掩蓋掉，因此實際開上去給人一種小型自吸V8發動機的感覺，這是別的競爭對手所望塵莫及的。

寶馬新一代直列六缸發動機的代號為B58（以下簡稱B58），在2013年之後由原先的“N”字頭改成了“B”字頭，“5”和“8”分別代表了直列六缸和汽油機的含義，並開創了寶馬發動機模組化開發的理念。

目前搭載的主要寶馬車型（除寶馬M車型）：寶馬1系M135i、寶馬3系335Li、寶馬三系GT335i、335i xDriver、寶馬5系535Li、寶馬5系GT535i、535i xDriver、寶馬7系740i、740i xDrive、740Li混合動力版、寶馬x3 xDrive35i運動型、寶馬X4 xDrive35i運動型、寶馬X5 xDrive30d、xDrive35i、寶馬X6 xDrive35i

寶馬為什麼將六個氣缸一字排列？

拋開寶馬及寶馬粉對直列六缸發動機的鐘愛情節，也不談多年開發直列六缸發動機的技術積累和成本控制優勢，寶馬堅守直列六缸發動機的理由還有哪些？

1、從平順性的角度看，直列六缸發動機“天生麗質”

眾所周知，發動機所輸出的動力是來源於一個個氣缸內燃油混合氣的爆炸做功，然而想要得到持續平順的動力源泉，就要利用好這些氣缸們的“暴脾氣”，靠它們互相抵消不平衡力和力矩，而具體的做法就是控制它們“發火”的時機，也就是點火順序。直列六缸發動機靠特有的點火順序和排列方式，成就了它在傳統汽車發動機中獨步天下的平順性。

一般來說，普通發動機都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個行程完成一次工作迴圈，單缸發動機的曲軸旋轉720°有一個做功行程，而對於六缸發動機而言，曲軸每旋轉120°就有一次做功行程。直列六缸發動機的點火順序為1-5-3-6-2-4或者1-4-2-6-3-5，這樣設定的目的是為了中間對稱的兩個氣缸的運動步調是一致的，這就抑制了直列發動機的“翹板式”振動。另外，由於六個氣缸兩兩一組，三組氣缸的配氣相位正好相差120°，從而在曲軸旋轉的任意時刻，活塞的往復慣性力在各個方向上一直是處於相互抵消的狀態，這是三缸發動機、四缸發動機和V6發動機所不能達到的。也因此，直列六缸發動機不需要加裝平衡軸。

B58採用了封閉式水道缸體，跟開放式水道的N54/55相比是天壤之別；2。渦輪增壓的中冷改用水冷方式，而N54/55採用的是風冷。封閉式水道的設計也有其缺點；比如說它的生產製造成本比開放式水道要高，並且由於冷卻液在裡面流動的順暢度比開放式水道結構差一些，因此它對發動機的冷卻系統也提出了更高的要求。B58全方位採用了寶馬最新的發動機技術，採用了鐵離子熱噴鍍技術。除了對發動機吸進的空氣降溫，還要對整個發動機本體進行復雜的溫度管理，其中不僅包括了對六個氣缸、機油、渦輪增壓器等部件的溫度控制，還要對空調系統的熱交換器溫度進行控制。為了適應不同工況下發動機的配氣需求，新一代直列六缸發動機B58與N55一樣採用了進、排氣雙可變正時系統（VANOS）和可變氣門升程技術（Valvetronic）。不同的是在可變氣門升程技術的物理結構上進行了改進。

另外，在作為驅動冷卻液迴圈的動力源——水泵方面，B58也相比N55做出了一些變化，N55的冷卻系統中採用了一個電動水泵，而B58搭載了兩個水泵，其中一個機械水泵來驅動發動機的主要冷卻迴圈，另一個為電動水泵，有它來單獨控制渦輪增壓器的冷卻。機械水泵靠發動機曲軸的來驅動，因此缺點就是車輛熄火後便不能在迴圈冷卻液了。所以，可以說寶馬在B58發動機上採用的策略是，根據不同工況選擇適合的冷卻迴圈方式來對不同部位進行冷卻。

這裡還有一點值得注意：雖然排量類似，但跟N55相比較，B58發動機縮小了缸徑（82毫米），增長了活塞行程（94。6毫米），功率提升20Ps、扭矩提升50N·m。

同時，活塞長行程對於渦輪增壓發動機也有一定好處：尤其是發動機低轉速時車子需要突然急加速、或者車子靜止起步的時候。在這些情形下，由於渦輪需要一段時間才能達到足夠轉速來提供額定增壓值，因此這小段時間內發動機仍然需要依賴自然吸氣的潛力來提供扭矩。長行程意味著活塞在上止點時的瞬時速度、加速度都更大，進/排氣氣體流速更快，因此在低轉速的時候發動機擁有更好的填充效率，提供更大的扭矩。所以開340i突然深踩油門的時候，那瞬間突然而來的推背感，大部分功勞要歸在B58那長達94。6毫米的活塞行程上的。

在這款直列六缸發動機上也體現了寶馬未來發動機模組化生產的趨勢，以單缸0。5L排量為基礎擴充套件了其三缸、四缸、六缸機的研發，原因是以此為單元的每個氣缸的動力輸出、燃油經濟性、機械摩擦等都能保持在比較理想的狀態。相比三、四缸發動機，這款新的直列六缸發動機或許沒有模組化的最大不同點是在於中冷器採用了效能更優秀的水冷式。

總結：

當前汽車動力領域正處於一個大變革的時代，傳統內燃機正在受到電動機、氫能源動力等顛覆性創新系統的挑戰。跟它的前輩N54/55發動機相比，B58可以說是一位徹底革新的接班人。它既要考慮毫不妥協的效能，也同時面臨效率、油耗的挑戰。從N55到B58，在這個三缸機、四缸機橫行的年代，我們可以相信未來寶馬依然不會讓鍾愛直六發動機的粉絲們失落，寶馬依舊會傳承這一發動機形式。並且，不光是對進排氣系統和渦輪增壓器的改進，還是對發動機冷卻系統的最佳化，我們都可以看到在N55基礎上，B58在再一次壓榨出了直列六缸發動機的各方面效能。