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一盤更大的棋? 寶馬新3.0T發(fā)動機全揭秘

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背景介紹

  [汽車之家 發(fā)動機技術(shù)]  所有美好事物都有終結(jié)的一天,就好像那臺聲線甜美,、馬力十足的寶馬N55 3.0T發(fā)動機一樣,,如今已經(jīng)進入了生命周期的末尾。然而我們并不需要為它的離開而惋惜,,因為寶馬早就準(zhǔn)備好了另一臺全新的6缸發(fā)動機填補N55走后的空缺,,這位新人不但更加生猛,而且背后暗藏著許多不為人知的秘密,。表面看來只是一代新機換舊機,,但其實寶馬正在下一盤更大的棋。

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文章作者簡介:

  超哥,,在美國生活10余年,,曾經(jīng)在石油和投資管理行業(yè)工作。擅長結(jié)合技術(shù)和消費心理評車,。目前創(chuàng)辦了汽車媒體YouWheel.com,,任CEO,。之前多次給汽車之家供稿,曾發(fā)布過野馬試駕文章,,和介紹美國購車的文章,,以后他會持續(xù)給大家?guī)砗M庑萝囋囻{及相關(guān)文章。

以下文字為超哥撰寫:


  直列6缸發(fā)動機是寶馬的拿手好戲,。過去的10年里,,寶馬用直列6缸渦輪增壓發(fā)動機開辟了一個劃時代的篇章:從代號為N54的發(fā)動機開始,到后來N55發(fā)動機,,再加上全新的B58發(fā)動機(以下簡稱B58),,每一款都代表了當(dāng)時寶馬在渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域里最新的研發(fā)成果,因此全部都毫無懸念地進入了沃德十佳發(fā)動機榜單,。第一款搭載這臺全新設(shè)計的B58發(fā)動機的車型是2016款寶馬340i(以下簡稱340i),。在這篇測評里面我將通過340i試駕,向大家深度介紹這臺B58的來龍去脈,。

進軍250馬力俱樂部

  2001年的九一一事件給21世紀(jì)初美國互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破滅踩上最后的一腳,,那幾年美國陷入經(jīng)濟低迷時期。但作為世界上最大的汽車市場,,經(jīng)濟的不景氣絲毫沒有影響老美購買新車的熱情,。雖然受到經(jīng)濟危機的影響,2002年全美新車的銷量卻僅僅比2001年少了1.9%,。并且就在那個時候,,消費者群體和汽車行業(yè)里面逐漸醞釀出一個很迫切的趨勢:對力量的渴求。換句話說,,就是追求發(fā)動機的馬力輸出,。

  當(dāng)時市面上6缸發(fā)動機輸出功率都在200馬力出頭。300馬力這條界限往上,,則是屬于V8/V10/V12發(fā)動機的領(lǐng)域,,因此那個時候300馬力級別的車子都不便宜。最早開始在中低價位車型里開展馬力競爭的廠家是日產(chǎn):2001年底英菲尼迪在美國推出的搭載VQ35DE的I35轎車(還有它的“馬甲”日產(chǎn)Maxima),,首次讓親民價位的V6車型突破了250馬力,。

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日產(chǎn)(進口) 風(fēng)度 2004款 3.0

  從那個時候開始,各大一線車廠心里都明白250馬力級別V6是大勢所趨,。日產(chǎn)已經(jīng)喚醒了N頭沉睡的獅子,,自己當(dāng)然得鉚足勁來開發(fā)更加厲害的發(fā)動機。歐洲廠家也不甘拜下風(fēng),,比如說寶馬的N52發(fā)動機項目進行得如火如荼,,巴不得第二年就把250馬力這個目標(biāo)拿下。終于在2005年紐約車展上,寶馬發(fā)布了新款的北美版寶馬330i(E90,,以下簡稱330i),,搭載了255馬力的N52自然吸氣直列6缸發(fā)動機。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2005款 330i

  但就在330i發(fā)布之前的3個月有件事情讓寶馬大吃一驚:馬力競賽的發(fā)起者日產(chǎn)繼續(xù)出狠招,,在當(dāng)年1月份發(fā)布的日產(chǎn)350Z跑車35周年紀(jì)念版上,,把VQ35DE的輸出推到了300馬力。更火上添油的是同時還有另一家對手發(fā)布了一款新車型,,真的讓寶馬的管理層徹底坐不住了,。這個對手就是豐田。

豐田催生了N54發(fā)動機

  豐田的計劃相當(dāng)高明:2000到2005年之間,,雖然它也推出新改進的6缸發(fā)動機,,但馬力都是在210、220這種區(qū)間內(nèi)徘徊,。因此當(dāng)時它給人的印象是:我沒興趣參與你們的馬力競爭,。殊不知,豐田在悄悄地研制幾款“大殺器”,,并且還是十分頂尖的那類,。第一個殺手锏是2005年1月份底特律車展上發(fā)布的新一代Avalon,搭載代號為2GR-FE的全新3.5L V6發(fā)動機,,輸出一下子提升到280馬力,。雖然沒到3字頭,但這只是表面上的,,因為大家都懂得更深層的意味:首先,既然Avalon能裝這個發(fā)動機,,它必然很快就會出現(xiàn)在類如凱美瑞,、RAV4、漢蘭達等車型身上,。對于寶馬來講,,連凱美瑞這種車的馬力都比3系高功率版本要大,這還得了,?其次,,2GR-FE發(fā)動機沒用什么特別高精尖的技術(shù),甚至連直噴都不帶,。但業(yè)內(nèi)大家都知道豐田已經(jīng)研究直噴技術(shù)好些年頭了,,因此接下來肯定還有好戲。

豐田(進口) Avalon 2006款 基本型

  果不其然,,2005年秋天雷克薩斯發(fā)布了全新一代的IS轎車,,其中IS350首次搭載了第二個“大殺器”——2GR-FSE發(fā)動機,306馬力!這款發(fā)動機采用的新技術(shù)這里就不細(xì)說了,。2GR-FSE最厲害的其實不是“306馬力”這個輸出,,而是這款發(fā)動機380N·m的扭矩背后所隱含的意義。

豐田(進口) Avalon 2006款 基本型

  對于自然吸氣發(fā)動機,,最考驗廠家能力并不是峰值功率,,最重要的其實是它的升扭矩參數(shù)(每升排量提供多少扭矩),因為這直接代表了發(fā)動機的填充效率,。當(dāng)時寶馬同價位最新的6缸發(fā)動機N53,,用了直噴、VANOS,、稀燃(分層燃燒)等技術(shù),,升扭矩是106.7N·m/L;但豐田這個2GR-FSE,,不用稀燃技術(shù),,甚至壓縮比還比N53小一些,扭矩就已經(jīng)做到了108.6N·m/L,。一般消費者可能沒看出什么門道,,但對于寶馬的發(fā)動機工程師這意義非同尋常:因為當(dāng)時升扭矩能上108N·m/L這個臺階的量產(chǎn)自吸發(fā)動機,寥寥可數(shù),;這表明在中低價位6缸自吸發(fā)動機領(lǐng)域里面,,豐田已經(jīng)掌握了比寶馬更加厲害的設(shè)計能力。有的讀者可能會說,,為啥不提寶馬用在M3上的那臺S54直列6缸發(fā)動機呢,?它的水平一流呀。

寶馬M 寶馬M3 2014款 M3四門轎車

  對于民用發(fā)動機,,不能脫離成本來評論技術(shù)水平,。S54雖然技術(shù)水平高,但成本也很高,,并且還很耗油,,跟N52/53、2GR,、VQ35等這些發(fā)動機完全不是同一類的,。寶馬沒辦法拿S54來去進入這個市場,因為成本上根本做不到,,不然接下來的335i直接用S54好了,。

  雷克薩斯IS直接跟寶馬3系面對面地競爭。當(dāng)時2006款330i只有255馬力,,落后51馬力的巨大差別造成330i在性能上完全無法與之抗衡,。因此330i在市場上待的時間越長,,情況就越不妙,寶馬決定馬上行動。其實寶馬也并非毫無準(zhǔn)備:之前每個車廠在鼓搗新一代6缸發(fā)動機的時候,,寶馬也是提早留了一手,。甚至寶馬在下一盤更大的棋——你們都在絞盡腦汁提升自然吸氣發(fā)動機,我干脆來個顛覆性的:在這個價位上搞高性能渦輪增壓發(fā)動機,,事半功倍,!

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2010款 335i

  于是這就是傳奇的N54發(fā)動機的來由。美國市場高功率版的N52只在2006款330i上生存了短短的一年,,馬上就被搭載雙渦輪增壓N54發(fā)動機的2007款335i取代了,。在這場競爭里面寶馬實質(zhì)上沒有拉下太多距離——他們研發(fā)N54已經(jīng)好幾年了,只不過寶馬沒想到競爭對手們動作更快,,更早把成果亮出來而已,。

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重要亮點

- N54/N55的“退休”另有隱情?

  要想深入認(rèn)知B58發(fā)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(xì)節(jié)上,B58為何會采取那樣的設(shè)計方案,。

  N52高功率版發(fā)動機在美國市場短暫的一年生命之后,,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(fā)動機,,除了它優(yōu)異的“雙300”輸出(馬力、扭矩都是“300”,,美國市場用的扭矩采取英制單位lb-ft,,300lb-ft相當(dāng)于407N·m),它采取的兩個渦輪增壓器,,把以往增壓發(fā)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(fā)動機的感覺,這是別的競爭對手所望塵莫及的,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2010款 335i

  雖說當(dāng)年N54發(fā)動機以這種近乎鋪天蓋地的優(yōu)勢奪得了很多榮譽,但因為它是寶馬在特殊情況下“加急”推出的,,通過和后繼的N55進行交叉對比就能發(fā)現(xiàn)一些倉促的痕跡:

  第一類,,屬于“因為是第一次這樣干,不知道耐用性如何,,所以采取過量設(shè)計”的情形,,比如說N54的曲軸采取鍛造的設(shè)計,強度高但是成本也高,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2010款 335i

  第二類,,屬于“因為猛料太多工期太緊,,為了控制進度和成本,只好采取一些妥協(xié)”,,比如說N54/N55的缸套都采用最傳統(tǒng)和便宜的鑄鐵,,而不是寶馬其它同期發(fā)動機上的高硅鋁缸套。

  第三類,,屬于“一時大意沒考慮周全”,。最著名的例子就是N54上高壓油泵(HPFP)缺陷的問題。這個事件曾經(jīng)鬧得很大,。作為彌補,,寶馬在美國市場為涉及的車輛提供10年或12萬英里的保修。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2010款 335i

  N54推出三年之后,,寶馬發(fā)布了它的“改進版”N55,,首先應(yīng)用在2010款5系GT 535i上。N55可以說是N54經(jīng)過幾年市場應(yīng)用,,寶馬根據(jù)實戰(zhàn)經(jīng)驗作出的調(diào)整和改進,。比如說,N54的鍛造曲軸待遇過高,,所以N55上改回用鑄造的形式,;鑄鐵缸套沒對使用造成影響并且成本低,予以保留,;高壓油泵經(jīng)過歷次改進,,問題已經(jīng)不大;N54上用的壓電式噴油器也被證明成本過高而沒有必要,,所以N55改而用螺線管噴油器,。除此之外,N55加進了N54所沒有的Valvetronic技術(shù),、用一個雙渦管的增壓器取代原先的兩個獨立增壓器,。在當(dāng)時,N55擁有了寶馬幾乎所有最新的發(fā)動機技術(shù),。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2014款 335i xDrive

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2014款 335i xDrive

  N55名義上雖然擁有更多新技術(shù)和新改進,,但是在愛好者圈子里面一直都有這樣的看法:N55的輸出實際上略差于N54。曾經(jīng)有一家媒體做過功率機實測,,的確顯示出N55在高轉(zhuǎn)區(qū)域的輸出,、還有峰值輪上功率都比不過N54。這里請注意,,雖然寶馬標(biāo)稱N54和N55發(fā)動機都是300馬力,,這并非意味著它們恰好一定是300馬力。美國的法律規(guī)定你不可以多報,,但是允許你少報,。因此寶馬的渦輪增壓機器廠方標(biāo)稱有時候是保守數(shù)值,。

  盡管N55是一臺很優(yōu)秀的發(fā)動機,但自2015年開始它逐漸受到同級競爭者的威脅,,它們共同的特點就是輸出都是350馬力左右,。比如說奔馳C 450 AMG,362馬力,;奧迪新S4,,354馬力;捷豹XE3.0,,340馬力,。搭載N55的335i以區(qū)區(qū)300馬力去競爭顯得力不從心。

最大功率值對比
奔馳C 450 AMG362馬力
奧迪S4354馬力
捷豹XE 3.0T340馬力
寶馬335i300馬力

  這里,,寶馬并非是不想提升N55發(fā)動機的輸出,,而是N55在一些基礎(chǔ)層面上的架構(gòu)使得它并不適合承受太大的增壓和輸出,在下面的章節(jié)我會詳細(xì)解釋,。因此這就是寶馬這次要推出全新設(shè)計的B58發(fā)動機的緣由,。

B58的重要亮點

  因為是完全新一代的設(shè)計,跟N54/55相比B58當(dāng)然在各個方面上都有很多不同的設(shè)計,。有些是屬于進化式的改進,;有一些卻體現(xiàn)了煥然一新的技術(shù)特征。我們先挑重點來講,,看看B58有哪些最本質(zhì)的亮點,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  B58發(fā)動機有兩大質(zhì)的飛躍:1.采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采用的是風(fēng)冷。

- 如何承受更大的壓力,?

  先說一下封閉式水道,。這種架構(gòu)的發(fā)動機缸體,除了留有冷卻液管道開孔之外,,氣缸上部跟氣缸本體外殼閉合連接,,起支撐作用;這可以增強氣缸強度,,因此可以承受更大的缸壓,。而對于開放式水道的發(fā)動機,假如缸壓過大,、超出設(shè)計極限的時候,,可能會造成氣缸移位甚至缸壁破裂,。所以這就是為何寶馬一直都不把N54/55的功率往上抬太多的根本原因,;這也是為什么現(xiàn)款M3上用的S55發(fā)動機,,寶馬要不惜成本把N55的缸體改成是封閉式水道的結(jié)構(gòu)。順帶提一下:很多高性能發(fā)動機都采用封閉式水道缸體,。

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寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  封閉式水道的設(shè)計也有其缺點,。比如說它的生產(chǎn)制造成本比開放式水道要高,并且由于冷卻液在里面流動的順暢度比開放式水道結(jié)構(gòu)差一些,,因此它對發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)也提出了更高的要求,。另一方面N54/55的開放式水道缸體也并非一無是處,除了上面提到過的低成本,、冷卻效果更佳之外,,它的重量也更輕,在缸壓要求不大的場合下更加適用,。

- 取消了缸套更耐磨,?

  B58全方位采用了寶馬最新的發(fā)動機技術(shù),覺得之前N54/55上用的鑄鐵缸套耐磨性和輕量化程度不夠,?沒問題,,B58這回用上行業(yè)里最新興起的鐵離子熱噴鍍技術(shù)。熱噴鍍之前成本比較高,,所以只有少數(shù)跑車發(fā)動機才用得起(比如說日產(chǎn)GT-R,、雷克薩斯LFA)。最近這幾年這項技術(shù)的發(fā)展使得成本大幅下降,,近來大有普及到中低價位車型領(lǐng)域的趨勢,,比如說寶馬之前的N20、還有福特的EcoBoost家族都有采用,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  B58采用這種缸體,,表面上看生產(chǎn)成本貴了;但從全局角度來考量反倒還可能還給寶馬省了錢呢,。原因在于B58并非是一個單一的產(chǎn)品,,它實質(zhì)上是寶馬新的B系列發(fā)動機家族中的其中一員。B58跟B57柴油發(fā)動機共享缸體(作為對比,,N57柴油發(fā)動機就無法與N54/55共享缸體),;同時由于基于模塊化的設(shè)計,同家族的四缸發(fā)動機B47/48和三缸發(fā)動機B47/38都可以跟B58在設(shè)計和制造上共享流程,,它們甚至單缸的缸徑和活塞行程都是一樣的,。

- 小缸徑長行程

  這里還有一點值得注意:雖然排量類似,但跟N55相比較,,B58發(fā)動機縮小了缸徑(82毫米),,增長了活塞行程(94.6毫米)。有的讀者可能會說這不是卡車發(fā)動機的特征嗎,?事實上它們并無必然聯(lián)系,。尤其是對于直6這種形式的發(fā)動機,,缸徑大并不是好事。因為假如采用大缸徑,,那意味著必須有更大的缸心距,,而直列6缸發(fā)動機需要把6個氣缸并列放在一起,這樣會導(dǎo)致整個發(fā)動機的長度變得更長,,從而帶來三個不利因素:1.安裝進汽車發(fā)動機艙時空間不容易安排,;2.不利于車子前后50:50的重量分配;3.需要更長的曲軸,,曲軸長度越長強度就越低,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  同時,活塞長行程對于渦輪增壓發(fā)動機也有一定好處:尤其是發(fā)動機低轉(zhuǎn)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,由于渦輪需要一段時間才能達到足夠轉(zhuǎn)速來提供額定增壓值,,因此這小段時間內(nèi)發(fā)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(zhuǎn)速的時候發(fā)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,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

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  寶馬絕大多數(shù)3L排量的直6發(fā)動機,,活塞行程都大于缸徑�,;钊谐涕L的缺陷是會使得連桿/行程比偏低,,對每個氣缸來講運行振動變大,假如要拉高轉(zhuǎn)需要更堅固的零部件,。但是幸虧直列6缸架構(gòu)是一個完美的力平衡體系,,因此不用擔(dān)心振動的問題;對于B58的日常應(yīng)用場合,,在有渦輪增壓保證扭矩和功率的基礎(chǔ)上,,拉高轉(zhuǎn)也并不是非干不可的事情。因此這些因素疊加起來權(quán)衡考慮,,就是B58現(xiàn)在這樣的幾何設(shè)計方案,。

- “退燒”不再靠“兜風(fēng)”

  接下來我們看一下水冷式中冷器。從大部分講究性能的渦輪增壓機都用水冷式中冷器我們就能猜到,在高負(fù)荷應(yīng)用場合下水冷式中冷效果更加可靠,。除了更穩(wěn)定的冷卻效果之外,,寶馬的工程師這回還把中冷器集成到發(fā)動機的進氣穩(wěn)壓腔里,使得發(fā)動機的體積更緊湊,。這種集成最主要的好處是整個進氣管道的長度大大縮短——因為它不需要像N54/55那樣,通過管道先從渦輪繞到安置在保險杠那里的中冷,,然后再繞回到發(fā)動機進氣口,,這對于改善發(fā)動機的油門響應(yīng)大有好處。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  總的來講:封閉式水道缸體和水冷式中冷,,讓B58發(fā)動機真正具備了高性能增壓發(fā)動機的特征和實力,。這是也它跟N54/55在本質(zhì)上的區(qū)別。除此之外,,還有一些特征表明了寶馬是準(zhǔn)備把B58定位在高輸出發(fā)動機,,其潛力應(yīng)該遠(yuǎn)不止目前用在340i上的320馬力。比如說之前N55的曲軸是鑄造的,,但現(xiàn)在B58上寶馬又換回是類似N54上的鍛造曲軸,,這種曲軸能承受更大的功率輸出。另外B58的活塞連桿同樣也是鍛造的,,待遇很不錯的,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  上述兩大改進并非互相獨立。在接下來的細(xì)節(jié)介紹里面我們就能看到,,B58發(fā)動機各方面的安排存在因果關(guān)系,、是互相關(guān)聯(lián)的。通過對B58應(yīng)用在340i上的這個實例進行觀察,,可以認(rèn)為寶馬在盡力提高,、注重性能的同時,對于日�,?删S護性和便利性也不得不作出一些讓步,,在下面的章節(jié)里會有具體說明。

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各項細(xì)節(jié)

各項細(xì)節(jié)

  這里要談到的細(xì)節(jié),,其意義和影響不如前面提到的兩點深遠(yuǎn)和基礎(chǔ),。一款好的發(fā)動機,大方向固然重要,,但它的成功也依賴于各項細(xì)節(jié)的實施,。下面我們來看看寶馬的工程師是如何在各個方面上去完善這臺B58發(fā)動機。

- 做一只“恒溫動物”靠什么,?

  從前面的分析我們得知,,封閉式水道缸體、水冷式中冷對發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)提出了相比N54/55發(fā)動機更高的冷卻要求。因此在B58身上寶馬特地增設(shè)了一個熱管理單元,,由皮帶通過曲軸驅(qū)動,;該單元里面有一個電控旋轉(zhuǎn)閥門來控制冷卻液流量。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  曲軸驅(qū)動的冷卻液泵雖然解決了N54/55發(fā)動機純粹靠電動泵所帶來的耐用性隱患,,但同時也帶來一個問題:渦輪在停發(fā)動機之后如何冷卻,?因此,寶馬為B58的渦輪單獨配備了一個電動冷卻液泵,。

- 完美的重量分配背后的代價,?

  假如您留意N54/55發(fā)動機會發(fā)現(xiàn)它的各種外圍設(shè)施:正時鏈、油濾及其散熱器,、空調(diào)壓縮機,、發(fā)電機等等,全部都聚到了發(fā)動機的前頭,,因此這兩款發(fā)動機自身的重心也是比較靠前的,。寶馬應(yīng)該是最不遺余力追求車輛前后重量分配的車廠之一了,因此它不單止在車體結(jié)構(gòu)布局上下手,,這回它還甚至在B58自身的重心上作文章,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  空調(diào)壓縮機、發(fā)電機這些因為需要皮帶驅(qū)動,,所以也只能放在前頭,。但是其它的零部件,可以統(tǒng)統(tǒng)挪到發(fā)動機后方去,!因此在B58上面,,油濾和它的散熱器、還有包括VANOS可變氣門的所有正時部件,,全部挪到了發(fā)動機的尾部,,發(fā)動機重心位置得到優(yōu)化。

  這同時也帶來副作用:日常維護很不方便,。油濾的情況還不太糟糕,,從下圖可以看到雖然油濾蓋子的位置隱蔽,并且周旋的空間比較狹窄,,但假如采用合適的工具,,更換濾芯還不算困難,當(dāng)然其操作難度肯定不會像在N54/55上那樣低,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  VANOS正時調(diào)節(jié)系統(tǒng)假如需要維修那就慘了,。B58上這套系統(tǒng)處于發(fā)動機的正后方,緊貼著乘員艙的防火墻,。因此要動正時系統(tǒng),,必須把整臺發(fā)動機從車子里面拆出來。這可是個大工程,維修費用估計不低,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  另外,,由于正時鏈在后頭,離乘員艙很近,,而正時鏈運作的時候會有明顯噪音,,因此寶馬在B58的后上方套了一塊隔音海綿物質(zhì)。這塊海綿狀物體在發(fā)動機艙各個縫隙里面卡得很緊,。在維護發(fā)動機后頭部件時(比如說最靠里的那一個火花塞)假如把它扯開了,,很難把它塞回到原來的位置上去。這樣是否會影響原廠的隔音效果就不得而知了,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  上面討論的維護上的麻煩,對于買340i新車的消費者是不需要擔(dān)心的,。因為美國市場寶馬新車有原廠4年的保修,。但假如過了保修期并且您不想賣掉它呢?那您只好保佑這臺發(fā)動機的VANOS系統(tǒng)不要出問題啦,。

- 如何“呼吸”得更好,?

  VANOS系統(tǒng)管氣門正時;而氣門升程上的調(diào)節(jié),,寶馬在B58也用上了看家本領(lǐng)之一:Valvetronic,。N55上用的Valvetronic屬于第三代,B58上是第四代,。兩代系統(tǒng)之間沒有本質(zhì)上的差異,,B58上這個最大的改動就是把調(diào)節(jié)電機從缸蓋里面(N55的設(shè)計)移到了外頭,位于B58發(fā)動機最前頭的右上方,。這個改動的好處是減少了安裝空間,,降低了B58發(fā)動機的整體高度。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  盡管Valvetronic通過調(diào)節(jié)氣門升程來等效實現(xiàn)了節(jié)氣門的作用,,理論上B58并不需要節(jié)氣門,;但是跟其它也采用了Valvetronic的發(fā)動機類似,寶馬仍然為B58配備了一個額外的節(jié)氣門,,位置就在穩(wěn)壓艙/中冷的進氣入口處,。這樣做有多個目的,比如說:1.在發(fā)動機負(fù)載有突變的情形下,,Valvetronic機制并不一定能在瞬間滿足進氣調(diào)節(jié)的需求,,因此需要有節(jié)氣門來協(xié)助穩(wěn)定發(fā)動機的運行;2.B58需要這個節(jié)氣門來提供一定的內(nèi)部真空,,輔助油氣管道系統(tǒng)的通風(fēng),;3.萬一Valvetronic系統(tǒng)失靈,這個節(jié)氣門起到了冗余備份的保障作用。

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- 噴油如何更高效,?

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

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  理論上來講螺線管噴油的在反映靈敏度,、控制自由度等方面都不如壓電式的好。您或許會覺得寶馬這是為了節(jié)省成本,,但對于美國市場來講其實用或者不用效果都是一樣的:采用壓電式噴油器的目的是為了實現(xiàn)燃料分層燃燒(所謂的“稀燃”),,但很可惜美國的汽油含硫量太高,搞不了稀燃,,因此就算B58用上了壓電噴油器也無濟于事,。

- 增壓器也進化

  B58發(fā)動機采用了一個比N55稍大一些的渦輪增壓器,仍然是雙渦管類型,。跟N55上面的渦輪增壓器相比,,B58的增壓器渦輪的直徑增加了6%,壓氣機葉輪的直徑增加了10%,,從而最大增壓壓強提高了20%,。

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  下面這張是寶馬公布的B58/N55輸出對比圖來,從5000轉(zhuǎn)之后B58輸出功率出現(xiàn)了一個像刀削式平整的平臺,。這要么就是寶馬在ECU控制程序邏輯上面故意做出來的效果,,要么就是寶馬比較謙虛,在宣傳圖上把5000轉(zhuǎn)之后那段的輸出畫成是平的,。

汽車之家

  因為對于內(nèi)燃機來講,,假如不刻意分段控制輸出的話,發(fā)動機功率曲線應(yīng)該是會像圖中N55那樣的一個拱形的平滑曲線,,而不可能是圖中B58那種出現(xiàn)棱角的折線,。這從另一角度暗示了B58的實際能力肯定比目前的320馬力要高不少。跟N55相比,,B58的電子化程度明顯高一些,。在渦輪增壓器這方面:它的旁通閥門采取了電動控制的方式,控制速度和精準(zhǔn)度都更好,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  但是渦輪工作起來的溫度極高,,并且高熱是電子設(shè)備的天敵之一。由于控制B58旁通閥的這個電機離渦輪距離很近,,所以盡管在官方資料里沒有提及,,在340i上我們可以看到,寶馬用熱屏蔽金屬片把這個電機圍了一圈,。至于這些電子部件在發(fā)動機艙里高熱環(huán)境下的長期耐用性如何,,現(xiàn)在我們暫時無法得知。

  寶馬習(xí)慣把發(fā)動機電子控制單元(ECU)放在發(fā)動機艙里面,。比如說N55的ECU安裝在進氣穩(wěn)壓艙的下方,,通過進氣氣流來冷卻,;對于B58,它的ECU位置挪動了一下,,放到了駕駛員側(cè)前懸架支柱塔旁邊,,因此它的冷卻只能通過吹進發(fā)動機艙的空氣來實現(xiàn)。

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  B58的ECU,、還有它的各個接線口是直接裸露的,,這塊區(qū)域上面只有一個塑料蓋子象征性地遮擋一下而已,所以防水,、防潮,、防塵方面寶馬是否有充足考慮,我這里也得打個問號,。

  在這一章節(jié)里我們了解了B58發(fā)動機的方方面面,。客觀來講它的科技含量很高,,但作為普通用戶,,我們最關(guān)心的是它的實際使用體驗。因此接下來我介紹一下裝載了這臺發(fā)動機的2016款340i的試駕體驗,。

4

試駕體驗

試駕體驗

  寶馬F30這一代的3系當(dāng)年剛剛推出的時候,,有一些車主覺得它的操控感比上一代3系(E90)的差異很大,。這是因為在懸架設(shè)計幾何方案里,,在過彎道的時候?qū)汃R故意讓后輪產(chǎn)生較大的內(nèi)側(cè)傾前束角度。這種做法增強了車子跑直線的穩(wěn)定感,,但卻會誘導(dǎo)出轉(zhuǎn)向不足的現(xiàn)象,。大家想想看作為后輪驅(qū)動布局的3系,寶馬卻故意設(shè)計出轉(zhuǎn)向不足,,開起來是什么樣的感覺,?

  2016中期改款開始,寶馬對3系的懸架系統(tǒng)作了不少改進,,比如說前懸架減振器跟支柱塔的連接從原來的3顆螺絲改成5顆螺絲等等,;至于各個連桿的幾何尺寸、角度校準(zhǔn)方面有沒有變動寶馬則沒有明說,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  美國市場銷售的3系有一部分是在南非組裝的,。我們這回測試的2016款340i也不例外,整車是在寶馬的南非Rosslyn工廠組裝,,然后運到美國出售,。雖然它是在非洲組裝,但是發(fā)動機,、變速箱是從德國運過去的,。這臺車子屬于340i低配型號,,額外添加的選項只有:真皮座椅、導(dǎo)車?yán)走_/攝像頭,、導(dǎo)航和19寸輪圈,,廠方建議零售價52045美元。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  下面我們把體驗的重點放在動力系統(tǒng)身上,。中型轎車只要有300馬力以上,,日常開起來動力都是很充足的。對于搭載了B58的340i和N55的335i,,具體差異在普通駕駛模式下是很微小的,。甚至假如不是同時交替駕駛兩臺車進行交叉對比,從動力輸出的角度來看兩者很難分辨,。

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  對于增壓發(fā)動機,,峰值扭矩和功率其實都是廉價的;最考驗設(shè)計功力在于油門響應(yīng)的平順度和敏捷度,。這是自吸發(fā)動機的強項,,對于增壓發(fā)動機卻是先天的鴻溝。對于渦輪增壓來講,,你可以無限減小渦輪延遲,,但不可能徹底消滅它。

  體驗渦輪延遲的最好辦法就是把擋位固定住,,讓車子加速之后松開油門滑行,,接著再突然把油門踩到底,讓車子ECU發(fā)出指令讓發(fā)動機輸出盡可能大的功率,。這個時候,,您會感受到油門踩到底的瞬間,車子的推背感首先有一個明顯的增強,;這跟增壓無關(guān),,是發(fā)動機自然吸氣工況在發(fā)揮作用;緊接著一段時間內(nèi),,您會覺得這個推背感會爬坡式地“再上一層樓”升到一個更強的力度,。這個時間段的長短跟您用的擋位有關(guān),擋位越低就越短,。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  寶馬340i的自動變速箱從原來的ZF的GA8HP45Z升級到GA8HP50Z(“50”的意思是最大可承受500N·m的扭矩),,我們把模式調(diào)到“M”可以固定住擋位。中控臺的顯示屏可以調(diào)成運動模式,,顯示當(dāng)前發(fā)動機的扭矩和功率輸出,,您可以利用這個來觀察發(fā)動機的瞬時輸出扭矩和您踩油門之間的反應(yīng)。這種測試情形下,,B58的渦輪延遲(“爬坡式”的推背感強度遞增)還是能挺容易感覺出來的,。尤其是在最極端的情形:擋位固定在第8擋,,讓車子按照60mph(96km/h)的速度行駛;按照上面說的方法去測試,,您通過顯示屏上的扭矩表能清楚看到,,發(fā)動機的扭矩要過5-6秒之后才能上升到峰值。

  雖說在手動模式下還是不難感覺到渦輪延遲,,B58比N55的情況已經(jīng)明顯好不少,。這也是意料之中的,因為在前面的技術(shù)分析里,,我們看到了B58采取多種減少渦輪延遲的措施,,假如效果還沒改善那才叫怪呢。

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

寶馬(進口) 寶馬3系(進口) 2015款 340i 基本型

  所以盡管340i馬力大,,但就因為這個莫名其妙的油門延遲現(xiàn)象,,導(dǎo)致開340i有時候會缺乏“隨心所欲”的感覺。調(diào)成運動模式之后這個情況會好一些,,但可惜運動模式下發(fā)動機經(jīng)常保持高轉(zhuǎn)速,,日常開不舒服并且也不現(xiàn)實。這個問題寶馬其它車型也有,,深淺程度不一而已,。因此我建議寶馬慎重考慮一下,難道做到踩油門之后發(fā)動機/變速箱立刻有反應(yīng),,在技術(shù)上很困難嗎,?

  這次測評我還同時測試了寶馬340i的0-100km/h加速性能,成績是4.96秒(就當(dāng)它是5.0秒好了),,屬于正常發(fā)揮的范圍,。經(jīng)過多次嘗試,,我發(fā)現(xiàn)340i假如起步轉(zhuǎn)速過高(比如說超過3000轉(zhuǎn)),,后輪打滑很嚴(yán)重,浪費過多時間所以成績不好,;轉(zhuǎn)速過低(1000來轉(zhuǎn))雖然輪胎不怎么打滑,,但加速初段力度不夠大成績也不好。最佳的起步方式是把發(fā)動機轉(zhuǎn)速維持在2500轉(zhuǎn)左右松剎車,,起步瞬間后輪會有短暫打滑,,但馬上就能獲得很充足的加速力度,測出來的成績是最好的,。

汽車之家

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  總之,,假如您覺得目前寶馬以“35i”結(jié)尾的車型(配備N55發(fā)動機)開起來有點拖泥帶水的感覺,可以考慮一下將來配備B58發(fā)動機的“40i”車型,,會有明顯改善的,。

總結(jié)

  當(dāng)前汽車動力領(lǐng)域正處于一個大變革的時代,,傳統(tǒng)內(nèi)燃機正在受到電動機、氫能源動力等顛覆性創(chuàng)新系統(tǒng)的挑戰(zhàn),。跟它的前輩N54/55發(fā)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(xié)的性能,,也同時面臨效率,、油耗的挑戰(zhàn)。

  B58在架構(gòu)層面上具備高性能發(fā)動機的特征,,很明顯它的實力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止在340i上的320馬力,。我相信未來幾年之內(nèi)寶馬會推出此發(fā)動機350馬力級別的版本,以應(yīng)對360馬力級別的奔馳M276 DELA30發(fā)動機,,還有奧迪新開發(fā)的350馬力級別3.0L渦輪增壓發(fā)動機,。盡管在340i身上由于上面提到的諸如電子油門延遲等不盡人意的地方稍微遮掩了B58自身的優(yōu)勢,但B58的實力在試駕過程中仍然能很清晰地體現(xiàn)出來,。B58發(fā)動機動力傳輸時平順并且充沛的質(zhì)感,,和直列六缸發(fā)動機運作特有的迷人聲線,足以使它成為當(dāng)前6缸發(fā)動機領(lǐng)域里面的標(biāo)桿之一,。(汽車之家 文/圖 超哥)

鳴謝:Sterling BMW of Newport Beach,,and Jay Huang。

相關(guān)鏈接:

  不談情懷 解析寶馬3.0T新直六發(fā)動機
  http://zphnet8.com/tech/201511/881384.html

文章標(biāo)簽: 發(fā)動機技術(shù)
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