我來分享一下,2019款BMW5 Series有兩個發動機B48 2.0T和B58 3.0T直6發動機。這兩個發動機的情況簡單介紹一下:
一、寶馬模組化發動機開發
從這一代B系列發動機開始寶馬開始了模組化發動機開發的策略,寶馬B48和B58發動機是寶馬最新平臺化開發的發動機家族的成員。該系列包括三個發動機產品B58/B48/B38,也就是3.0T直列6缸,2.0T直列4缸,1.5T三缸。對每一個汽缸來講都是0.5L排量,透過調整氣缸數量來實現不同的排量。大家可以簡單的理解發動機的核心燃燒系統和高壓噴射系統都可以用一個方案,只是透過調整汽缸數量來實現排量的調整,就像搭積木一樣。這種策略可以大大的減少發動機核心系統的開發工作,也很方便發動機生產線的共線生產,降低製造投資。是目前最流行的發動機開發方案。所以說BMW5 Series的3.0T直6和2.0T 4缸可以簡單理解為技術方案完全一樣,只是減少了兩個氣缸,雖然還有一些別的區別。
二、寶馬在B48和B58採用的新技術
1、小缸徑大升程的設計
和上一代的N系列發動機相比,B48和B58的缸徑從上一代N系列的84mm調整到了82mm,主要的目的是獲得更大的衝程從而提高低速扭矩,提高中低轉速的熱效率。這是目前發動機設計的發展趨勢。
2、全新設計的燃燒系統
寶馬在B系列發動機上重新設計和氣道,增強了進氣滾流,壓縮比從N系列的10提高到B系列的11,油耗降低5%。重新設計的6孔噴油器降低了噴油造成活塞頂和缸孔的溼壁效應,從而避免引起機油稀釋,同時減輕了爆震傾向。
3.全鋁發動機設計
寶馬保持了全鋁的發動機設計,以保持輕量化方面的優勢。為了進一步強化缸體,採用了閉式水套設計。
同時寶馬在B系列發動機的缸孔上採用了其最先進的電弧絲噴塗工藝LDS,基本原理是使用雙金屬電弧噴塗在鋁缸體缸孔內表面噴塗一種極薄的(0.3mm)鐵碳合金塗層。用來代替原來比較笨重的鐵缸套。這樣可以減輕重量,改善散熱。
4.重新設計的Valvetronic連續可變氣門升程裝置和Double Vanos進排氣門可變正時系統
寶馬在B系列發動機上進一步優化了著名的Valvetronic連續可變氣門升程裝置,主要是降低了該機構的高度高度,從而使發動機整體高度降低,有利於發動機的在機艙中的佈置。
全新設計Double Vanos進排氣門可變正時系統採用了電動VVT結構,調節角度更大,響應更快,有助於改善效能和油耗。
5.雙渦管增壓器
B48和B58發動機上採用了雙渦管增壓器來提高發動機的響應速度,降低渦輪遲滯。寶馬品牌強調操控和動態響應,因此雙渦管增壓器技術很早就有應用,在上一代N系列產品上也採用了雙渦管增壓器。B48和B58的雙渦管增壓器增加了電動旁通控制閥,能夠更靈活精確的控制增壓器放氣閥,進一步提高發動機效率。
下圖是B58的雙渦管增壓器
下圖是B48的雙渦管增壓器
6. 後端驅動的鏈傳動系統
寶馬B系列發動機把正時鏈條系統佈置在了發動機後端,而不像一般發動機或者上一代N系列的鏈傳動都是設計在發動機前端。這種放在曲軸後端比放在前端驅動曲軸扭轉振動的影響會大幅度降低,這樣有利於鏈條壽命和噪音控制。不過也帶來了維修上的不便,目前寶馬的鏈傳動設計是和發動機等壽命的,理論上不需要維修,不過這套鏈傳動系統分三層,還是比較複雜的。
7.冷卻系統的最佳化設計
B系列發動機的冷卻系統採用了機械水泵和電控節溫器。針對機械水泵大家可能會比較奇怪,因為其實上一代的N20發動機已經採用了電子水泵,為何新的B48反而重新採用了保守的機械水泵呢?主要是上一代N系列發動機採用的皮爾博格的電子水泵存在較高的市場故障率,寶馬這次在水泵上選擇了更保守的機械水泵。
同時增加了電控節溫器來加快暖機,靈活控制水溫,提升效率降低油耗。
8.進氣管整合的水冷中冷器
寶馬在B48和B58發動機上採用了進氣管內部整合的水冷中冷器,這種設計可以極大的縮短增壓器壓氣機後的管路,有助於提高發動機的動態響應特性,同時也能夠提高中冷器的效率,降低中冷後氣體溫度,有利於效能的提升和降低爆震傾向。
9.全新設計的缸蓋罩
上一代N系列缸蓋罩漏油的問題簡直是通病,這一代B系列寶馬重新設計了缸蓋罩的結構和密封形式,解決了原來的漏油問題。
下圖是N20發動機缸蓋罩設計薄弱的區域:
10.優化了平衡軸設計
這個只是針對B48 2.0T四缸發動機的,因為B58直6本身已經完美平衡了,不需要平衡軸。B48發動機的平衡軸設計和上一代N20區別較大。N20發動機的平衡軸是放在油底殼中的,B48將平衡軸放在缸體上。這種設計可以降低發動機的高度,同時擁有更好的平衡效果。
11.連續可變排量機油泵
寶馬B系列發動機採用了ECU控制的連續可變機油泵,可以根據需要靈活控制機油壓力,降低機械損失,改善油耗。
12.聲學包裝
寶馬在B系列發動機上大量使用了隔音材料對發動機進行包裹,以降低發動機噪聲。下圖是B48的聲學包裝示意。
總結一下,BMW5 Series上採用的B48和B58發動機在效能和油耗上進一步進行了最佳化,同時著重加強了動態響應和NVH效能,仍然保留了輕量化的優勢。針對上一代的缸蓋罩漏油和電子水泵故障等問題也進行了針對性的最佳化。可以說是目前市場上最優競爭力的2.0T和3.0T產品了。其實,從豐田Supra和寶馬合作過程中豐田工程師對B58發動機的讚美和肯定中也可以得到佐證。
我來分享一下,2019款BMW5 Series有兩個發動機B48 2.0T和B58 3.0T直6發動機。這兩個發動機的情況簡單介紹一下:
一、寶馬模組化發動機開發
從這一代B系列發動機開始寶馬開始了模組化發動機開發的策略,寶馬B48和B58發動機是寶馬最新平臺化開發的發動機家族的成員。該系列包括三個發動機產品B58/B48/B38,也就是3.0T直列6缸,2.0T直列4缸,1.5T三缸。對每一個汽缸來講都是0.5L排量,透過調整氣缸數量來實現不同的排量。大家可以簡單的理解發動機的核心燃燒系統和高壓噴射系統都可以用一個方案,只是透過調整汽缸數量來實現排量的調整,就像搭積木一樣。這種策略可以大大的減少發動機核心系統的開發工作,也很方便發動機生產線的共線生產,降低製造投資。是目前最流行的發動機開發方案。所以說BMW5 Series的3.0T直6和2.0T 4缸可以簡單理解為技術方案完全一樣,只是減少了兩個氣缸,雖然還有一些別的區別。
二、寶馬在B48和B58採用的新技術
1、小缸徑大升程的設計
和上一代的N系列發動機相比,B48和B58的缸徑從上一代N系列的84mm調整到了82mm,主要的目的是獲得更大的衝程從而提高低速扭矩,提高中低轉速的熱效率。這是目前發動機設計的發展趨勢。
2、全新設計的燃燒系統
寶馬在B系列發動機上重新設計和氣道,增強了進氣滾流,壓縮比從N系列的10提高到B系列的11,油耗降低5%。重新設計的6孔噴油器降低了噴油造成活塞頂和缸孔的溼壁效應,從而避免引起機油稀釋,同時減輕了爆震傾向。
3.全鋁發動機設計
寶馬保持了全鋁的發動機設計,以保持輕量化方面的優勢。為了進一步強化缸體,採用了閉式水套設計。
同時寶馬在B系列發動機的缸孔上採用了其最先進的電弧絲噴塗工藝LDS,基本原理是使用雙金屬電弧噴塗在鋁缸體缸孔內表面噴塗一種極薄的(0.3mm)鐵碳合金塗層。用來代替原來比較笨重的鐵缸套。這樣可以減輕重量,改善散熱。
4.重新設計的Valvetronic連續可變氣門升程裝置和Double Vanos進排氣門可變正時系統
寶馬在B系列發動機上進一步優化了著名的Valvetronic連續可變氣門升程裝置,主要是降低了該機構的高度高度,從而使發動機整體高度降低,有利於發動機的在機艙中的佈置。
全新設計Double Vanos進排氣門可變正時系統採用了電動VVT結構,調節角度更大,響應更快,有助於改善效能和油耗。
5.雙渦管增壓器
B48和B58發動機上採用了雙渦管增壓器來提高發動機的響應速度,降低渦輪遲滯。寶馬品牌強調操控和動態響應,因此雙渦管增壓器技術很早就有應用,在上一代N系列產品上也採用了雙渦管增壓器。B48和B58的雙渦管增壓器增加了電動旁通控制閥,能夠更靈活精確的控制增壓器放氣閥,進一步提高發動機效率。
下圖是B58的雙渦管增壓器
下圖是B48的雙渦管增壓器
6. 後端驅動的鏈傳動系統
寶馬B系列發動機把正時鏈條系統佈置在了發動機後端,而不像一般發動機或者上一代N系列的鏈傳動都是設計在發動機前端。這種放在曲軸後端比放在前端驅動曲軸扭轉振動的影響會大幅度降低,這樣有利於鏈條壽命和噪音控制。不過也帶來了維修上的不便,目前寶馬的鏈傳動設計是和發動機等壽命的,理論上不需要維修,不過這套鏈傳動系統分三層,還是比較複雜的。
7.冷卻系統的最佳化設計
B系列發動機的冷卻系統採用了機械水泵和電控節溫器。針對機械水泵大家可能會比較奇怪,因為其實上一代的N20發動機已經採用了電子水泵,為何新的B48反而重新採用了保守的機械水泵呢?主要是上一代N系列發動機採用的皮爾博格的電子水泵存在較高的市場故障率,寶馬這次在水泵上選擇了更保守的機械水泵。
同時增加了電控節溫器來加快暖機,靈活控制水溫,提升效率降低油耗。
8.進氣管整合的水冷中冷器
寶馬在B48和B58發動機上採用了進氣管內部整合的水冷中冷器,這種設計可以極大的縮短增壓器壓氣機後的管路,有助於提高發動機的動態響應特性,同時也能夠提高中冷器的效率,降低中冷後氣體溫度,有利於效能的提升和降低爆震傾向。
9.全新設計的缸蓋罩
上一代N系列缸蓋罩漏油的問題簡直是通病,這一代B系列寶馬重新設計了缸蓋罩的結構和密封形式,解決了原來的漏油問題。
下圖是N20發動機缸蓋罩設計薄弱的區域:
10.優化了平衡軸設計
這個只是針對B48 2.0T四缸發動機的,因為B58直6本身已經完美平衡了,不需要平衡軸。B48發動機的平衡軸設計和上一代N20區別較大。N20發動機的平衡軸是放在油底殼中的,B48將平衡軸放在缸體上。這種設計可以降低發動機的高度,同時擁有更好的平衡效果。
11.連續可變排量機油泵
寶馬B系列發動機採用了ECU控制的連續可變機油泵,可以根據需要靈活控制機油壓力,降低機械損失,改善油耗。
12.聲學包裝
寶馬在B系列發動機上大量使用了隔音材料對發動機進行包裹,以降低發動機噪聲。下圖是B48的聲學包裝示意。
總結一下,BMW5 Series上採用的B48和B58發動機在效能和油耗上進一步進行了最佳化,同時著重加強了動態響應和NVH效能,仍然保留了輕量化的優勢。針對上一代的缸蓋罩漏油和電子水泵故障等問題也進行了針對性的最佳化。可以說是目前市場上最優競爭力的2.0T和3.0T產品了。其實,從豐田Supra和寶馬合作過程中豐田工程師對B58發動機的讚美和肯定中也可以得到佐證。