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美洲杯外围下注水冷的奥秘 解析主流水冷涡轮增

2019-08-02 17:07 来源:未知

新一代M3发布,经典的自然吸气发动机S65B40(4.0L V8)毫无悬念地被全新的直喷涡轮增压发动机S55B30(3.0T L6)所取代。面对S55,很多人理所当然的认为它就是N55(各款宝马“35i”搭载的机型)的M-Power版本——强化程度更高了而已。实际情况并非如此。对于宝马来说,S55的诞生意味着它在发动机技术领域又树立了一块新的里程碑。

[汽车 技术] 伴随着新一代M3/M4车型的问世,宝马在M车系上全面舍弃了自然吸气式发动机,而搭载在新车型上的直列6缸涡轮增压发动机虽然在排量和气缸数量上都进行了“精简”,但凭借装备的一系列先进技术却使其在动力性能上依然迅猛强劲。

咱先来聊聊,中冷器(InterCooler)是个什么东西?

关于S55介绍的文章不少,提到的相关技术也很多。例如锻造曲轴、采用激光涂层的无缸套铝合金缸体等等。这些固然非常体现技术功底,但这都不是S55的重点,类似的设计在其他的宝马发动机上也有。镁合金油底壳虽然算是创新,但也不足以上升到“里程碑”的程度。那么,S55的真正价值在哪里呢?

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通俗的说,就是给空气降温的东西,嗯,类似于空调。

美洲杯外围下注 2宝马S55B30发动机

现款的M3车型搭载了一台4.0L V8汽油发动机,但在严格的排放法规面前,它被“下课”相信也是迟早的事,这样它也成为现今宝马M车系中最后一款自然吸气发动机。

因为中冷器实际上是涡轮增压的配套部件,其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷,提高进气量,进而增加发动机的功率。对于增压发动机来说,中冷器是增压系统的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机,都需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器。(某些增压值很低的机械增压可以忽略这个东西)

终于解决了直六双涡轮增压与VALVETRONIC结合的问题

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还记得我们曾经说到过的第一款宝马直喷涡轮增压发动机N54吗?曾经连续三年获奖,却只问世三年就被N55所取代。这其中有个很重要的原因,就在于N54没有采用VALVETRONIC。

『新一代宝马M3』

先来说说中冷器这东西的原理吧:涡轮增压的发动机为何会比普通发动机拥有更大的动力,其中原因之一就是其进气的效率比一般自然吸气发动机要来得更高。当空气进入涡轮增压后其温度会大幅升高,密度也相应变小,而中冷器正是起到冷却高温空气的作用。高温空气经过中冷器的冷却,再进入发动机中。如果缺少中冷器而让增压后的高温空气直接进入发动机,则会因空气温度过高导致发动机爆震甚至损伤熄火的现象。

VALVETRONIC是宝马的看家法宝,无级调节气门行程的特性可以让发动机实现最完美的配气效果。N54没有采用VALVETRONIC有两个原因。一个是宝马出于高性能、低迟滞的考虑,为它的第一款直喷涡轮增压发动机配备了双涡轮增压器,使得配气系统过于复杂,为VALVETRONIC的采用造成了困难。另一个是VALVETRONIC不太擅长持续超高强度、超高转速的工作。这也是为何在过去的宝马M-Power自然吸气发动机上找不到VALVETRONIC的主要原因。

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说白了,这玩意的作用就是,让热空气尽快的凉下来,好适合发动机使用。

S55算是宝马在直喷涡轮增压发动机领域的一次突破,它终于在直列发动机上,将双涡轮增压与VALVETRONIC结合在了一起。在此之前,没有任何一款发动机能做到这一点。这个突破,最具价值的还是宝马终于通过优化设计和布局,解决了(直列)双涡轮增压与VALVETRONIC的组合问题。

『宝马M4』

那么中冷器如何给热空气降温呢?

至于VALVETRONIC的高强度运行方面,之前的S63(M5、X5M等配备的机型)已经有过尝试。这也的确显现出第三代VALVETRONIC的进步。只不过相比S63,S55的转速更高,更体现出VALVETRONIC适应性方面的提升。

动力遵循了每一代都比上一代更强

中冷器的材料一般为铝合金,形状就像一个压扁的空调散热器一样。热空气从这个散热器的一端进入,通过细密的鳍片后,再经由另一边的出口吹出去。空气冷却的中冷器与水箱散热器装在一起,安装在发动机前方,靠吸风风扇和汽车行驶的通面风对热空气进行冷却。

美洲杯外围下注 6双涡轮增压系统

新一代M3的3.0L直列6缸发动机的排量相比现款缩减了1020mL,这样在基础架构上就更利于对油耗和排放的控制,但是你又大可不必担心其动力的衰减。凭借双涡轮增压系统,这台S55发动机的最大功率达到了430Ps/5500-7300rpm,最大扭矩为550N·m/1850-5500rpm,这样的表现完全超越了现款M3上4.0L V8发动机的动力水平,同时这也遵循了宝马M3在近30年发展史中的惯例:每一代的动力都比上一代更强。

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斜置 水冷中冷 电控泄压阀的价值

现款M3和新一代M3的动力比较

中冷器拆开后就长这个样子,里面的结构非常简单,就是一排排的铝合金风道和散热鳍片。当热空气在鳍片中高速通过时,铝合金风道内吹过凉爽的自然风,经过热交换,增压热空气的温度就被降下来了,就这么简单。

与其他发动机不同,S55装在M3上,采用的是斜向前方的布局。也就是活塞的上下并非与地面垂直,而是有一定角度。如此“有创意”的布局是为了更平顺?更高性能?都不是。这种独特的布局其实是被迫为之,其目的是为了实现水冷中冷器的采用。

现款M3

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是普通的风冷中冷器满足不了高强度的运转需求吗?看似有理但并非如此。S55 1.25bar的增压值并不算大,常规的风冷是足以满足的。煞费苦心的采用水冷,除了能更精准控制进气温度以外,它还有一个好处——大大缩短进气管的总长度。而这个长度,对于发动机的响应性的影响是非常大的。这其实也是涡轮增压发动机“有迟滞”的一个重要原因。

美洲杯外围下注,新一代M3

那么,传统的空气冷却中冷器,有什么弊端么?

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