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《车主之友》

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汽车技术 继任者-新款宝马V8发动机

2009-01-06 22:13:54

  宝马M3,用一个字母就能展现出它终极的驾驶乐趣。它的与众不同更加深了车迷们对它的期望,宝马M公司当然不会令他们失望,全新宝马M3的推出令人们赞叹不已。

  新M3的改善是全面化的,但是我们今天却要单独聚焦在一个环节上——M3的核心动力单元。历经15年,服务了两代M3车型的经典6缸发动机,终于迎来了它的继任者。新匹配的8缸发动机,增加了汽缸数量,增大了排量,提升了动力输出,也提高了最高转速。新宝马M3用这台发动机向市场证明,它将带来更加强有力的震撼冲击。

  新的动力系统所要面对的竞争对手不是别人,正是那款功成名就的3.2L直列6缸发动机。它在世界赢得了无数的赞誉和名望,各种奖项名单令人瞠目,它为后辈们树立了一个似乎高不可攀的基准。这款数次获得世人公认的“年度发动机”,在它的最新一款机型中,能够贡献极端的252kW动力。在它的帮助下,宝马M3不仅成为了一款极致性能的运动跑车,也成为了不折不扣的畅销车型。

  虽然事实摆在眼前,但每款产品都有属于自己的生命周期,6缸发动机也终于完成了它的使命,离开了属于它的舞台,M3的V8时代终于到来了。

  强大的V8发动机展现了新一代高性能动力单元所能达到的高度,3 999mL的排量,309kW的最大功率输出,400N·m的峰值扭矩,以及8 300r/min的极限转速。这一切将带来更加震撼的表现。

  理想的尺寸创造完美的表现

  增大发动机排量不是一件盲目的事情,新款V8动力单元针对每个汽缸做出了500mL的调整,使其达到了发动机设计师要求的最理想状态。而另外一个设计规范在于所有影响发动机尺寸和排量的各个零部件,都要考虑到其对发动机重量的影响,当然工程师们所给出的结果也是当今时代最佳的表现。

  上面提到的这些并不能完全说明V8发动机的优势所在,正如典型的M系列发动机一样,这款V8发动机同样具备了宝马量产车型诸多特征,如双VANOS、独特的节气门、高性能的发动机电控单元。在相同的汽缸数量下,M系列发动机能够提供更高的转速、更轻的重量,而这些也都是发动机工程师们从宝马-索伯F1的V8发动机上获得的帮助。新款V8发动机在许多方面都与宝马F1最新的动力单元有着共通之处,除此之外,新款宝马M3还从F1赛车方面继承了包括概念性技术、生产流程以及材料等,并应用于自己的传动系统。

  就动力输出而论,新款V8发动机绝对堪称行业内的楷模。超过77kW/L的升功率,令它的运动性与动力性被人们所信服。但这绝对不是一切,不可否认,一辆车所能提供的动态驾驶体验很大程度上依靠它的加速性能和操控性能,实际上车辆自身的重量和发动机真实发挥的动力也会影响到结果,这其中就涉及到传动系统的协调性。

  第二个影响路面表现的决定性因素则在于发动机扭矩,V8发动机在3?900r/min所爆发出的400N·m的扭矩足够强大,更重要的是到6 500r/min的宽泛转速区间之内,发动机可以保持输出大约85%的最大扭矩,而且从2 000r/min的时候便有340N·m的扭矩输出。

  轻巧的高性能发动机

  巨大(也就意味着重量高)对于加速性能来说是一个坏消息,它会使任何物体陷入加速迟缓、反应迟钝的泥潭中。这也就是为什么新的V8发动机仅有202kg,这绝对称得上一款轻量型产品,比原有的6缸发动机还小了15kg,换句话说,V8发动机很好地消化了额外增加的汽缸的重量。从更深远的意义来看,高速发动机匹配了轻量化的传动系统和更小的传动比。

  即便如此,物理性能的限制还是不可避免地影响到发动机动力的进一步提升。在8?300r/min的极限转速下,8个活塞都在以20m/s的速度移动,显然这对于所有金属而言都是一个沉重的负荷,这也是为什么宝马M的设计师和工程师如此着力于缩小V8发动机的体积。

  F1发动机的一奶同胞

  新款V8发动机的汽缸体直接出自于位于慕尼黑附近的Landshut轻铝铸造厂,这里同时也是宝马为F1赛车制作发动机的地方。汽缸、曲轴箱都是采用特殊的硅铝合金制作,汽缸垫也采用硬质硅晶体替代。最终涂铁活塞直接在打磨过的汽缸中运行。

  高速运转下所产生的压力和温度都会在曲轴箱中形成巨大的负荷,因此曲轴箱的尺寸十分小巧,而且在设计上也充分加强了抗扭强度,以保证其中的曲轴的承受力和运转条件。相对较短的铸造曲轴同样具有良好的抗弯和抗扭强度,但是重量仅有20kg。

  任何极端条件下,可靠的润滑保证

  两套摆动式流量控制机油泵可以为8个汽缸提供最有效的润滑油供给,确保每一个缸体内部的都能连续不断地得到最适量的润滑。湿式油底壳的设计能够保证发动机在各种动态形式下,如最极端的制动操作或侧向加速度达到1.4g,也能够获得最恰当的润滑。

  全套系统由两个润滑油泵,小油泵位于前轴支架前,大的则更靠后一些。独立的回流泵将润滑油从前油底壳吸取到后油底壳。

  进、排气系统的全面改善

  在竞赛领域,每缸采用独立的节气门,是一项很普遍的技术,也是保证发动机响应迅速而直接的最理想方法。新款V8发动机便引入了这一技术,使每个汽缸具有独立控制的节气门单元。高科技下的节气门管理系统完全依靠电子控制,反应迅速,为发动机带来顺畅而灵敏的低转速响应,而当驾驶者需要获得发动机的全部动力时,无论何时系统都会立即做出反应。

  为了保证发动机在任何时候都能具有良好的响应,进气歧管中的节气门被安排在非常靠近进气门的管路末端。为了进一步降低重量,包括进气气管和空气滤清器都采用了轻型合成材料,比玻璃纤维轻了30%。

  而在发动机排气部分,重要的还是保证发动机能够始终获得最佳的功率和扭矩输出。当然这部分系统也采用了轻量化的设计。

  排气歧管采用了内部高压重塑制造工艺,不锈钢管在内部800bar的压力下,形成设想的轮廓曲线。这种工艺流程下的管壁只有0.65~1.00mm厚。

  高效的低回压排气条件,轻量化的管路,最适宜的催化转换器,这些共同保证了发动机动力输出的顺畅,也保证了发动机的排放要求达到欧IV和LEV2标准。

  配备BER的非混合动力

  为了进一步提高V8发动机的经济性能,制动能量回收系统(Brake Energy Regeneration)被加入了进来。该系统可以通过制动能量的回收为蓄电池、发电机提供能量,而无需再从发动机出获得单独的能量驱动发电机。虽然从本质上来看,这仍旧是一款内燃机车型,而不是什么混合动力,但是在车辆加速和牵引的时候,发电机通常保持着断开状态,从而充分利用发动机的动力输出,降低能量的损耗与无效流失,提高车辆的经济性能。

  除了提高经济性之外,该系统的加入还使得车辆在加速的时候能够得到更多的动力,从而发挥更加优异的路面表现。

  直列6缸发动机一直是宝马的荣耀,而随着这款V8发动机的加入,直6也开始走下了它的神坛。在德国人眼中,发动机是一款车型的核心,更是它的灵魂所在。与M5/M6配备的V10一样,人们对于这款V8发动机没有吝惜赞美之词,它的加入将为宝马M系列车型带来更为强劲的动力体验,新M-V时代到来了。