[汽車之家 發(fā)動機(jī)技術(shù)]  自1917年工程師馬克思•弗利茲研發(fā)了第一臺寶馬直列六缸航空發(fā)動機(jī)——BMW IIIa至今，近一個世紀(jì)的年輪碾過，從航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)戰(zhàn)到汽車發(fā)動機(jī)，從化油器到缸內(nèi)直噴技術(shù)，再從自然吸氣到全面推行渦輪增壓，不斷進(jìn)化的寶馬發(fā)動機(jī)成為國際發(fā)動機(jī)大獎名單上的常客，時至今日依舊看到的是寶馬對直列六缸發(fā)動機(jī)陣營的堅(jiān)守。而今天我們不聊過往的歷史情懷和功勛榮譽(yù)，在上一代N55直六發(fā)動機(jī)將被取代的時刻，來理性解讀一下寶馬最新的B58直列六缸發(fā)動機(jī)，看看它到底比N55強(qiáng)在了哪？

● 為什么叫B58？

　　寶馬新一代直列六缸發(fā)動機(jī)的代號為B58（以下簡稱B58），在2013年之后由原先的“N”字頭改成了“B”字頭，“5”和“8”分別代表了直列六缸和汽油機(jī)的含義，并開創(chuàng)了寶馬發(fā)動機(jī)模塊化開發(fā)的理念。

● 寶馬3.0T新一代直列六缸發(fā)動機(jī)（B58）搭載的車型

『2015款 進(jìn)口寶馬340i 基本型』

● 搭載直列六缸發(fā)動機(jī)的車型

● 不談情懷，我們來聊聊寶馬為什么將六個氣缸一字排列?

　　拋開寶馬及寶馬粉對直列六缸發(fā)動機(jī)的鐘愛情節(jié)，也不談多年開發(fā)直列六缸發(fā)動機(jī)的技術(shù)積累和成本控制優(yōu)勢，寶馬堅(jiān)守直列六缸發(fā)動機(jī)的理由還有哪些？

□ 從平順性的角度看，直列六缸發(fā)動機(jī)“天生麗質(zhì)”

　　眾所周知，發(fā)動機(jī)所輸出的動力是來源于一個個氣缸內(nèi)燃油混合氣的爆炸做功，然而想要得到持續(xù)平順的動力源泉，就要利用好這些氣缸們的“暴脾氣”，靠它們互相抵消不平衡力和力矩，而具體的做法就是控制它們“發(fā)火”的時機(jī)，也就是點(diǎn)火順序。直列六缸發(fā)動機(jī)靠特有的點(diǎn)火順序和排列方式，成就了它在傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)中獨(dú)步天下的平順性。

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　　一般來說，普通發(fā)動機(jī)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個行程完成一次工作循環(huán)，單缸發(fā)動機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)720°有一個做功行程，而對于六缸發(fā)動機(jī)而言，曲軸每旋轉(zhuǎn)120°就有一次做功行程。直列六缸發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火順序?yàn)?-5-3-6-2-4或者1-4-2-6-3-5，這樣設(shè)置的目的是為了中間對稱的兩個氣缸的運(yùn)動步調(diào)是一致的，這就抑制了直列發(fā)動機(jī)的“翹板式”振動。另外，由于六個氣缸兩兩一組，三組氣缸的配氣相位正好相差120°，從而在曲軸旋轉(zhuǎn)的任意時刻，活塞的往復(fù)慣性力在各個方向上一直是處于相互抵消的狀態(tài)，這是三缸發(fā)動機(jī)、四缸發(fā)動機(jī)和V6發(fā)動機(jī)所不能達(dá)到的。也因此，直列六缸發(fā)動機(jī)不需要加裝平衡軸。

□ 化不利為優(yōu)勢的縱向布置

　　顯然，相比四缸發(fā)動機(jī)或者V6發(fā)動機(jī)，直列六缸發(fā)動機(jī)的弊端就是體積不夠緊湊，直線排列的氣缸組讓發(fā)動機(jī)整體的長度增大，影響了布置的靈活性。將直列六缸發(fā)動機(jī)橫置會非常困難，幾乎只有沃爾沃這么做了。對于以縱置發(fā)動機(jī)為主的寶馬車型來說，較長的發(fā)動機(jī)帶來的并不只是占用車內(nèi)空間方面的負(fù)面影響，縱向布置的直列六缸發(fā)動機(jī)伸向前軸之后的部分更多，這在一定程度上也優(yōu)化前、后軸的配重，提升整車的操穩(wěn)性。

□ 省去一個氣缸蓋

　　相比V6發(fā)動機(jī)，由于直列六缸發(fā)動機(jī)的六個氣缸站成了一排，所以只需要一個氣缸蓋。對于采用雙頂置式凸輪軸（DOHC）的發(fā)動機(jī)就意味著省去了兩根凸輪軸。這一方面縮減了零部件的數(shù)量，減輕了重量，也簡化了發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)；另一方面也減少了多一套配氣機(jī)構(gòu)帶來的功率損失。

　　或許通過加裝平衡軸，三、四缸、V6發(fā)動機(jī)也能達(dá)到很好的平順性；或許通過優(yōu)化整車結(jié)構(gòu)布置，其它車型也能取得完美的前后軸重量分配；或許通過其它方面的改進(jìn)也能使發(fā)動機(jī)保持很高的燃效，而寶馬的選擇很簡單，就是繼續(xù)研發(fā)直列六缸發(fā)動機(jī)。那新的B58發(fā)動機(jī)在N55基礎(chǔ)上有什么改進(jìn)呢？我們接下來給出答案。

● 和現(xiàn)款的N55直列六缸發(fā)動機(jī)相比，B58強(qiáng)在哪？

　　對比代號為N55的前輩，新一代直列六缸發(fā)動機(jī)B58在進(jìn)、排氣和渦輪增壓器結(jié)構(gòu)上做了改進(jìn)，采用了集成在進(jìn)氣歧管上的水冷式中冷器，同時也優(yōu)化了可變進(jìn)氣升程機(jī)構(gòu)Valvetronic。另外，對整個發(fā)動機(jī)的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行了升級，包括利用熱管理模塊控制冷卻液溫度、采用新的工藝在氣缸壁上配涂耐磨涂層等等。這些革新都使B58發(fā)動機(jī)在性能和燃效方面進(jìn)行了提升。

□ 功率提升20Ps、扭矩提升50N·m

　　同樣為3.0T渦輪增壓發(fā)動機(jī)，為什么新的B58能夠?qū)⒆畲蠊β屎团ぞ靥岣吣敲炊?尤其是在扭矩方面提升了50N·m。除了壓縮比由原來的10.2:1變成11:1的因素外，其與B58減小了缸徑,采用了更長行程的設(shè)計(jì)脫不了關(guān)系。

　　B58發(fā)動機(jī)不只是氣缸尺寸發(fā)生了變化，在氣缸壁的處理工藝上也做出了改進(jìn)。目前大多數(shù)廠家都是采用等離子熱噴涂技術(shù)，在氣缸壁上噴涂合金碳化物或者其他復(fù)合材料來提高氣缸壁的耐磨性和熱傳導(dǎo)性。B58采用了電弧噴涂方式，相比之下它的工藝難度更高，但效果更好，能夠使氣缸壁擁有良好的耐磨性，并且一定程度能減少摩擦帶來的功率損失。

　　另外，仔細(xì)觀察兩款發(fā)動機(jī)的扭矩特性曲線，你會發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)升高轉(zhuǎn)速的過程中，起初階段B58比N55的扭矩要小，但B58的扭矩曲線斜率更大，也就是發(fā)動機(jī)扭矩攀升的加速度要大。是什么導(dǎo)致了它們?nèi)绱瞬煌�的扭矩特性呢？答案是B58采用了更小的渦輪。

□ 如何讓發(fā)動機(jī)更好地“呼吸”

　　為了適應(yīng)不同工況下發(fā)動機(jī)的配氣需求，新一代直列六缸發(fā)動機(jī)B58與N55一樣采用了進(jìn)、排氣雙可變正時系統(tǒng)（VANOS）和可變氣門升程技術(shù)（Valvetronic）。不同的是在可變氣門升程技術(shù)的物理結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)。

　　總體來說，新一代B58發(fā)動機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)、增壓系統(tǒng)和配氣機(jī)構(gòu)發(fā)生了一定變化，主要體現(xiàn)在了氣缸尺寸設(shè)定、加工工藝、渦輪尺寸以及氣門可變升程機(jī)構(gòu)等方面。然而讓這些改進(jìn)后的部件發(fā)揮作用還有一個前提，那就是讓冷卻系統(tǒng)為它們保持正常的工作溫度。

□ 如何讓發(fā)動機(jī)不“發(fā)燒”

　　發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒產(chǎn)生的溫度是非常高的，如果不能正常地對發(fā)動機(jī)冷卻，那么將會嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性，甚至?xí)�損壞發(fā)動機(jī)。當(dāng)然，也不是溫度越低越好，一般來說最佳的發(fā)動機(jī)冷卻液工作溫度在80-100℃左右，所以在冬天啟動車輛時，要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行升溫并維持最佳工作溫度。新一代B58發(fā)動機(jī)便在冷卻系統(tǒng)方面下足了功夫。

　　首先，B58的中冷器由原來N55的風(fēng)冷式中冷器改成了水冷式。風(fēng)冷式中冷器是借助車頭“撞”進(jìn)的空氣為增壓后的進(jìn)氣降溫，顯然它會受到車速的影響，不能在任何工況下都能保持最佳的冷卻效果。水冷式中冷器則不同，它通過電腦主動控制循環(huán)冷卻液的流速，來達(dá)到“隨叫隨到”的降溫“服務(wù)”。 

　　除了對發(fā)動機(jī)吸進(jìn)的空氣降溫，還要對整個發(fā)動機(jī)本體進(jìn)行復(fù)雜的溫度管理，其中不僅包括了對六個氣缸、機(jī)油、渦輪增壓器等部件的溫度控制，還要對空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器溫度進(jìn)行控制。

　　在冷卻系統(tǒng)中起到很大作用的是節(jié)溫器，相比傳統(tǒng)石蠟受熱膨脹原理的節(jié)溫器，新的B58發(fā)動機(jī)依靠溫度傳感器和電控旋轉(zhuǎn)閥門等組成了熱管理模塊，在不同的工況下對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了更精確、更智能的控制。

　　另外，在作為驅(qū)動冷卻液循環(huán)的動力源——水泵方面，B58也相比N55做出了一些變化，N55的冷卻系統(tǒng)中采用了一個電動水泵，而B58搭載了兩個水泵，其中一個機(jī)械水泵來驅(qū)動發(fā)動機(jī)的主要冷卻循環(huán)，另一個為電動水泵，有它來單獨(dú)控制渦輪增壓器的冷卻。機(jī)械水泵靠發(fā)動機(jī)曲軸的來驅(qū)動，因此缺點(diǎn)就是車輛熄火后便不能在循環(huán)冷卻液了。所以，可以說寶馬在B58發(fā)動機(jī)上采用的策略是，根據(jù)不同工況選擇適合的冷卻循環(huán)方式來對不同部位進(jìn)行冷卻。

● 采用模塊化開發(fā)方式

　　在這款直列六缸發(fā)動機(jī)上也體現(xiàn)了寶馬未來發(fā)動機(jī)模塊化生產(chǎn)的趨勢，以單缸0.5L排量為基礎(chǔ)擴(kuò)展了其三缸、四缸、六缸機(jī)的研發(fā)，原因是以此為單元的每個氣缸的動力輸出、燃油經(jīng)濟(jì)性、機(jī)械摩擦等都能保持在比較理想的狀態(tài)。相比三、四缸發(fā)動機(jī)，這款新的直列六缸發(fā)動機(jī)或許沒有模塊化的最大不同點(diǎn)是在于中冷器采用了性能更優(yōu)秀的水冷式。

　　從N55到B58，在這個三缸機(jī)、四缸機(jī)橫行的年代，我們可以相信未來寶馬依然不會讓鐘愛直六發(fā)動機(jī)的粉絲們失落，寶馬依舊會傳承這一發(fā)動機(jī)形式。并且，不光是對進(jìn)排氣系統(tǒng)和渦輪增壓器的改進(jìn)，還是對發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化，我們都可以看到在N55基礎(chǔ)上，B58在再一次壓榨出了直列六缸發(fā)動機(jī)的各方面性能。另外，很重要的是寶馬B系列發(fā)動機(jī)模塊化的設(shè)計(jì)理念，也將降低發(fā)動機(jī)的研發(fā)、制造的成本，縮短研發(fā)周期。總之，寶馬對直列六缸發(fā)動機(jī)的偏執(zhí)是有理由的。那實(shí)際上新一代B58直列六缸發(fā)動機(jī)表現(xiàn)怎樣，我們還是要等真正試駕過搭載它的車型后再下定論。（汽車之家 文/圖 夏志猛）

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