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发动机中的杰作 宝马M6新V10发动机

http://www.sina.com.cn  2006年04月20日 15:24  新浪汽车

  BMW M6装备的10缸发动机绝对是量产汽车中最迷人的发动机。这款半年前刚刚在BMW M5上推出的独特发动机一开始就令世界各地的客户和汽车新闻记者惊叹不已,它的澎湃动力和性能似乎永远源源不绝、无穷无尽。的确,很多人都把这款发动机看作是BMW F1赛车发动机的“民用版”。

  V10的声音也让人想起BMW一级方程式赛车发动机:BMW M6装备的V10发动机的声音甚至比M5装备的还要浑厚一些,也更具力量感,清楚地“喊出”了它的运动属性。

  来自一级方程式发动机的灵感

  BMW M6装备的V10发动机的气缸数以及高转速概念都与BMW一级方程式发动机相同。这种超高转速正是确保发动机具有巨大推力与强劲动力的决定因素,也是BMW M GmbH开发和制造的所有高性能自然进气发动机共同具有的一项特色风格。

  与这项独一无二的高标准相呼应,这款顶级发动机的所有技术数据均给人留下了同样深刻的印象:10气缸,5升排量,最大输出功率507马力(373 千瓦),最大扭矩520牛顿米,最高转速8,250 转/分钟:一个最具纯粹运动风格的动力单元。

  然而,这款发动机远远不只是这些出色性能数据的简单叠加:只需轻触油门踏板,您就会立刻发现这款高速自然进气发动机绝对是一款典型的运动型发动机。同时,它在日常交通中的表现也同样完美:有时是豪华的双门轿车,有时则是纯正的跑车。所以,M6为您带来了两个世界的精华,在两个类别中都设立了基准。

  全新研发 奉献精华

  BMW M GmbH的工程师们为M5和M6开发的V10发动机采用了彻底的全新设计。在开发这款发动机的过程中,他们的灵感首先是来自于BMW F1发动机,这是最高级别的汽车运动中最为强大的一款发动机。同时,他们第二个考虑到的就是具有M特色的量产汽车装备,比如Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统、独立节气门、高性能发动机电子装置和带离心力控制的机油系统。

  从原理上来说,有三种发动机结构的设计方法可以获得最佳的动力和性能:增加发动机排量,从而获得更高的扭矩;通过涡轮增压器或压缩机提高发动机的输出功率;或通过高转速发动机概念提高发动机转速。

  动力不仅仅是一个数字

  这意味着在行驶中,动力和性能不仅仅是一个给人留下深刻印象的马力数值。更重要的是车辆在加速时的表现以及对应的驾驶动态。而这主要取决于传动系统实际产生的推力以及车辆的重量。其中,传输到驱动轴的推力取决于发动机扭矩和总传动比。高转速发动机概念具有适当的变速箱和主减速器传动比,从而确保了在日常驾驶中车辆也具有非常出色的性能。

  根据这些基本物理定律,我们发现了各种发动机之间的巨大差别,虽然在纸面上它们有着相同的输出功率。比如那些大排量的发动机,不仅重量高、尺寸大,而且还因此导致了更高的耗油量。而涡轮增压发动机也有油耗高和缺乏自发性的缺点,自发性是指发动机可以根据驾驶者的指令立刻做出反应的能力。

  最佳答案:高转速概念

  这样就只剩下第三种方法了:结构紧凑的高转速自然吸气动力单元。实际上,基于传统的原因,BMW M的工程师们早已把这一概念当作了最理想的解决方案。他们一直热衷于通过适当提高发动机转速提高发动机的输出功率和性能。然而在实际应用中,高转速发动机的概念在技术方面有着极高的要求,这是一个非常严峻的挑战,需要制定特别完善的解决方案。V10发动机的最高转速可达8,250转/分钟,这种转速性能此前一直都是纯正赛车的专利。

  公路上的一级方程式技术

  具有这种品质的新V10发动机把系列化生产发动机的技术极限提高到了前所未有的标准。就作用在不同材料上的负载和作用力而言,可以用一个对比数据清楚地说明这意味着什么:转速达到8,000转/分钟时,10个活塞中的每一个都要在一秒内跑完约20米的距离。而当BMW F1的转速达到18,000 转/分钟时,每个活塞的每秒行程也不过是25米。但是,在赛车运动中是无需特别考虑耐用性这个因素的,而BMW M的发动机则不同,它的使用寿命必须和车辆本身一样长。同时还必须考虑不同的天气变化、各种各样交通状况、以及典型的M驾驶风格。

  507马力开创驾驶动力特性的全新境界

  这款高转速10缸发动机在7,750转/分钟时达到507马力(373千瓦)的最大输出功率。但相对于其输出功率和性能来说,它仍是一款仅重240千克的轻质发动机。而另一方面,就升输出功率而言,它绝对是一个“重量级”选手,轻松地超过了每升100马力的极限,它的比输出功率甚至可以与赛车发动机相媲美。

  只有发动机转速能真正带来动力和扭矩

  转速6,100转/分钟时,发动机达到520牛顿米的最大扭矩。3,500转/分钟时扭矩就可以达到450牛顿米,并且在5,500转/分钟之前的宽广范围内均可获得最大扭矩的80%。

  仅此一点,就足以让BMW M6及其高转速发动机远远领先于其竞争对手,因为,几乎其它所有的高扭矩车型都是利用增加发动机排量和/或安装涡轮增压

  装置的方式实现。其它车型的另一个缺点在于,都不得不配备一个经特别加固、因而非常笨重的传动系统,以传输其高扭矩。这样,被加速或减速的质量和重量也必然会随之增加。而采用高转速概念的BMW紧凑型V10发动机则可以搭配一个轻得多的传动系统、以及一个快得多的换档机构。

  一位自行车运动员骑车上坡的示例生动地说明了其中的原理:降低变速比后,骑车人需要更快地蹬踏板,但这样做以后却几乎可以骑上每个陡坡。而如果保持原来的变速比,甚至换至更高档,他就不得不用更大的力气蹬车,甚至下车推行。所以假定两个骑车人的力量和耐力完全相同,获胜者始终都是那个能够更快蹬车的选手。

  10气缸:来自赛车运动的概念

  10气缸是高性能运动发动机的最佳概念:这种发动机的尺寸、部件数量和排量都非常合适。每个气缸的排量为500立方厘米,其尺寸经由发动机专家们的最严格计算,非常精确。

  紧凑结构带来更高强度和更佳舒适性

  作为世界领先的发动机制造商,BMW的直列发动机久负盛名。现在,设计这款10缸发动机的BMW M GmbH的工程师们把两列5气缸组按90°的V形角相邻排列,气缸列之间距离17毫米,从而形成一个非常紧凑和动感的结构。之所以选择90°角,是出于震动和舒适考虑而采取的质量平衡,巧妙地解决了无震动的高平稳性与高标准的部件强度之间的利益冲突。

  气缸曲轴箱采用低压模铸造工艺制成,并采用超低共熔铝硅合金,其中硅的含量至少占17%。气缸套的制造工艺中采用了硬硅晶体,带有铁涂层的活塞直接在无涂层的气缸内运行。气缸冲程75.2毫米,气缸内径92.0毫米,总排量4999毫升。和一级方程式的发动机缸体一样,M发动机的缸体也是BMW位于慕尼黑北部兰茨胡特的轻合金铸造厂生产的。

(编辑:卿钦)
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