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说完了发动机型号,咱们来看看那些同以前相比“不一样的地方”。既然说这台B48发动机是模块化设计产物,宝马的模块化设计究竟是什么?其实很简单:不同型号发动机都采用相同缸径、相**程、相同缸间距、相同排量的气缸单元,通过缸数决定排量与动力输出,将发动机“玩成乐高积木”。在未来发动机设计领域,模块化设计有着诸多传统发动机设计方面所无可比拟的优势:不同排量发动机的零件通用性强,各排量在不同车型匹配也更容易。
经过宝马的研发调研后,认为,宝马B系列发动机要采用单缸500mL排量去进行设计较为合理,在之前的文章中,我们探讨过这一开发趋势。但这其中也有例外,搭载于MINIONE车型的B38A12A 1.2T三缸发动机就没有遵循这一原则,而同为B38系列的1.5T三缸发动机(B38A15A)则坚定了单缸容积500mL的理念。
这台B48发动机,便是平台化、模块化理念的一个很好诠释,更高的集成零件程度也正是B48与N20的不同点。那么具体都有什么区别?
宝马与大陆集团针对1.5T B38发动机共同开发了一套涡轮增压器,着力优化增压发动机的进气温度控制问题,然而有关B48的信息我们还未充分掌握,但基于模块化开发的理念,类似的初衷在B48上也会有所体现。
除此之外,B48发动机在中冷器方面,根据横纵置布局不同的区别,分为风冷式和水冷式。纵置发动机结构采用水冷式中冷器,而诸如全新宝马X1在内的横置发动机布局(UKL前驱平台)采用风冷式中冷器。
总结
宝马将自己的2.0T四缸发动机推向了“B”时代,说实话,在技术配置层面,B48与之前的N20发动机并没有过于本质的变化,围绕提升效率、降低碳排放的目标展开了一系列的技术优化。除此之外,B48发动机顺应宝马平台化开发趋势,广泛适应横置化布局需要,在此基础上提供的四驱系统也能够满足一部分人群对于非铺装路面的行驶需要。我们期待宝马车型搭载的B48 2.0T发动机,然而,众人对于宝马X5、7系搭载2.0T四缸发动机的看法不一,但不管怎样,入门级动力带来的市场价值也是不可估量的。
宝马发动机可变气门正时技术VANOS
VANOS是宝马发动机连续可变气门正时技术(Steplessly Variable Valve Timing)的简称,类似丰田的VVT-i技术,是由受控于发动机管理系统DME的液压及机械机构组成的凸轮轴控制装置,VANOS技术能够明显地增强排放管理,提高输出功率及扭矩和提供更好的怠速质量及燃油经济性。
单-VANOS是指进气气门正时可变(排气气门正时不可变)技术,即系统能够根据发动机转速及加速踏板行程来调节进气气门正时。在发动机低转速区,进气气门开启略为延后,有利于提高怠速工况的质量及平顺性;在发动机中转速区,进气气门开启略为提前,有利于增大扭矩及使更多的废气再循环进入燃烧室,以降低燃油耗及排放;在发动机高转速区,进气气门开启再次进入延后状态,有利于较强功率的生成及稳定。
双-VANOS是基于单-VANOS的进气气门正时和排气气门正时都可变(可调节)的技术。单-VANOS系统只是在两个rpm临界点调节进气气门正时,而双-VANOS系统能够在大部分rpm转速区内持续地调节(可变)进气气门正时及排气气门正时。另外,双-VANOS系统还能够在各种工况下控制高温废气再循环进入进气歧管的流量。在发动机暖机阶段,双-VANOS系统增加燃油/空气供给,有利于催化转化器快速加热至正常的工作温度;在发动机怠速阶段,系统较强限度地降低了再循环废气量,以确保怠速的平顺与稳定;在发动机部分负荷工况下,再循环废气量达到了比较高的程度,有利于提高燃油经济性;在发动机全负荷工况下,系统再次降低了再循环废气量,以确保各汽缸能够获得尽可能多的氧气供应及产生较强的输出功率。
采用了Valvetronic技术V12的宝马发动机
Valvetronic发动机的工作原理
顾名思义,Valvetronic发动机就是Valve(气门)+Tronic(电子控制),即电子气门。Valvetronic发动机在宝马原有的进气气门正时及排气气门正时无级可变的双-VANOS技术基础之上,还增加了进气气门升程可变功能。与传统节气门发动机相比,Valvetronic发动机采用升程连续可变的进气门代替了原进气门阀结构,即Valvetronic发动机不是通过节气门阀的开度控制吸入汽缸的空气量,而是通过进气气门升程的变化控制吸入量,进而减少了发动机的泵吸损失。
与传统的**置双凸轮轴发动机相比,Valvetronic发动机增加了一根辅助偏心轴、一只步进电机及一些中间杆等部件。其工作原理如下:发动机管理系统根据车辆的动力及扭矩需求,通过电气系统驱动步进电机;步进电机通过蜗杆将动作(指令)传递给偏心轴;偏心轴发生转动,其转角变化导致凸轮与气门之间多连杆系的杠杆比发生改变,进而将凸轮轴轮廓线的变化以放大或缩小的方式传递给进气气门挺杆,使得气门升程根据需要产生了适当的变化。也就是说,当驾驶者大踩油门时,进气气门便开得深(升程大);反之,当油门踩的浅时,进气气门便开得浅(升程小)。
发动机管理系统通过步进电机驱动进气气门升程的变化。其中,青蓝色凸轮轴及进气气门为升程较小时的状态;粉红色凸轮轴及进气气门为升程较强时的状态。Valvetronic发动机进气气门开启深度较浅为0.25mm;较深为9.7mm。
Valvetronic发动机的性能优势
提高了燃油经济性及输出性能。Valvetronic发动机省却了传统发动机的节气门结构,减少了泵吸损失,进而可以大大节省耗油量,特别是当发动机处于低转速区时。同时,没有节气门阻流效应的Valvetronic发动机的进气气门周围的进气流速加快,加速了燃油/空气混合物的雾化,提高了燃烧速度。所以,Valvetronic发动机在提高燃油经济性的同时,还能够提高发动机功率及扭矩输出和降低排放。
以BMW 316ti搭载的1.8L Valvetronic发动机为例:采用Valvetronic技术的新发动机较强功率为85kW/115bhp,比原发动机增加了8kW;较强扭矩180Nm,增加了20%以上;燃油经济性提高了15%以上,欧洲循环工况下的百公里燃油耗6.9L,比原发动机减少0.7L,与同级别的其它发动机相比减少约1L以上。BMW 316ti 0~100km/h的加速时间比原有的10.9秒记录快了1秒以上;静止-起步0~1km的行驶间隔为31.6秒,比原车型快了1.8秒;较快车速201km/h,比原车型快了11km/h。另外,BMW 316ti的排放也大为减少,能够满足2005年开始执行的欧Ⅳ排放标准。
高响应性。传统节气门发动机控制油门的过程是:踩下油门踏板;节气门阀打开;等待空气流入并充满进气歧管之后,才会有大量空气进入汽缸,产生所需的动力输出。对于Valvetronic发动机而言,控制油门的过程简化为:踩下油门踏板;Valvetronic电子控制系统直接驱动进气气门升程产生变化;气门升程加深;大量空气立即流入汽缸,产生所需的动力输出。Valvetronic发动机进气气门开启深度较浅为0.25mm;较深为9.7mm(差距近40倍)。然而从较浅变化到较深,Valvetronic整个机构所需的反应时间大约只需0.3秒。所以,与传统节气门发动机相比,Valvetronic发动机加快了踏踩油门踏板到发动机产生响应的速度,具有更高的响应性。
不挑食的燃油系统。虽然Valvetronic发动机的燃油经济性达到了当今先进的直喷汽油机的标准,但是其对燃油品质的要求并不挑剔,不需要特别的低硫燃料就可以满足比较苛刻的排放标准。事实上,Valvetronic发动机能够使用各种标准牌号的汽油(87#~99#),驾驶者可以放心地在尚不能供应低硫燃油的城市旅行,毫无燃油供给的后顾之忧。