宝马为啥淘汰N55发动机?B58发动机的来龙去脉

BMWCHE/2016-03-12/ 分类:宝马资讯/阅读:
宝马N55 3.0T如今已经进入了生命周期的末尾。然而我们并不需要为它的离开而惋惜,因为宝马早就准备好了另一台全新的6缸发动机填补N55走后的空缺。 ...
       1、背景介绍
       所有美好事物都有终结的一天,就好像那台声线甜美、马力十足的宝马N55 3.0T发动机一样,如今已经进入了生命周期的末尾。然而我们并不需要为它的离开而惋惜,因为宝马早就准备好了另一台全新的6缸发动机填补N55走后的空缺,这位新人不但更加生猛,而且背后暗藏着许多不为人知的秘密。表面看来只是一代新机换旧机,但其实宝马正在下一盘更大的棋。
  直列6缸发动机是宝马的拿手好戏。过去的10年里,宝马用直列6缸涡轮增压发动机开辟了一个划时代的篇章:从代号为N54的发动机开始,到后来N55发动机,再加上全新的B58发动机(以下简称B58),每一款都代表了当时宝马在涡轮增压技术领域里最新的研发成果,因此全部都毫无悬念地进入了沃德十佳发动机榜单。第一款搭载这台全新设计的B58发动机的车型是2016款宝马340i(以下简称340i)。在这篇文章向大家深度介绍这台B58的来龙去脉。
       进军250马力俱乐部
  2001年的九一一事件给21世纪初美国互联网泡沫的破灭踩上最后的一脚,那几年美国陷入经济低迷时期。但作为世界上最大的汽车市场,经济的不景气丝毫没有影响老美购买新车的热情。虽然受到经济危机的影响,2002年全美新车的销量却仅仅比2001年少了1.9%。并且就在那个时候,消费者群体和汽车行业里面逐渐酝酿出一个很迫切的趋势:对力量的渴求。换句话说,就是追求发动机的马力输出。
  当时市面上6缸发动机输出功率都在200马力出头。300马力这条界限往上,则是属于V8/V10/V12发动机的领域,因此那个时候300马力级别的车子都不便宜。最早开始在中低价位车型里开展马力竞争的厂家是日产:2001年底英菲尼迪在美国推出的搭载VQ35DE的I35轿车(还有它的“马甲”日产Maxima),首次让亲民价位的V6车型突破了250马力。
  从那个时候开始,各大一线车厂心里都明白250马力级别V6是大势所趋。日产已经唤醒了N头沉睡的狮子,自己当然得铆足劲来开发更加厉害的发动机。欧洲厂家也不甘拜下风,比如说宝马的N52发动机项目进行得如火如荼,巴不得第二年就把250马力这个目标拿下。终于在2005年纽约车展上,宝马发布了新款的北美版宝马330i(E90,以下简称330i),搭载了255马力的N52自然吸气直列6缸发动机。
  但就在330i发布之前的3个月有件事情让宝马大吃一惊:马力竞赛的发起者日产继续出狠招,在当年1月份发布的日产350Z跑车35周年纪念版上,把VQ35DE的输出推到了300马力。更火上添油的是同时还有另一家对手发布了一款新车型,真的让宝马的管理层彻底坐不住了。这个对手就是丰田。
       丰田催生了N54发动机
  丰田的计划相当高明:2000到2005年之间,虽然它也推出新改进的6缸发动机,但马力都是在210、220这种区间内徘徊。因此当时它给人的印象是:我没兴趣参与你们的马力竞争。殊不知,丰田在悄悄地研制几款“大杀器”,并且还是十分顶尖的那类。第一个杀手锏是2005年1月份底特律车展上发布的新一代Avalon,搭载代号为2GR-FE的全新3.5L V6发动机,输出一下子提升到280马力。虽然没到3字头,但这只是表面上的,因为大家都懂得更深层的意味:首先,既然Avalon能装这个发动机,它必然很快就会出现在类如凯美瑞、RAV4、汉兰达等车型身上。对于宝马来讲,连凯美瑞这种车的马力都比3系高功率版本要大,这还得了?其次,2GR-FE发动机没用什么特别高精尖的技术,甚至连直喷都不带。但业内大家都知道丰田已经研究直喷技术好些年头了,因此接下来肯定还有好戏。
  果不其然,2005年秋天雷克萨斯发布了全新一代的IS轿车,其中IS350首次搭载了第二个“大杀器”——2GR-FSE发动机,306马力!这款发动机采用的新技术这里就不细说了。2GR-FSE最厉害的其实不是“306马力”这个输出,而是这款发动机380N·m的扭矩背后所隐含的意义。
  对于自然吸气发动机,最考验厂家能力并不是峰值功率,最重要的其实是它的升扭矩参数(每升排量提供多少扭矩),因为这直接代表了发动机的填充效率。当时宝马同价位最新的6缸发动机N53,用了直喷、VANOS、稀燃(分层燃烧)等技术,升扭矩是106.7N·m/L;但丰田这个2GR-FSE,不用稀燃技术,甚至压缩比还比N53小一些,扭矩就已经做到了108.6N·m/L。一般消费者可能没看出什么门道,但对于宝马的发动机工程师这意义非同寻常:因为当时升扭矩能上108N·m/L这个台阶的量产自吸发动机,寥寥可数;这表明在中低价位6缸自吸发动机领域里面,丰田已经掌握了比宝马更加厉害的设计能力。有的读者可能会说,为啥不提宝马用在M3上的那台S54直列6缸发动机呢?它的水平一流呀。
  对于民用发动机,不能脱离成本来评论技术水平。S54虽然技术水平高,但成本也很高,并且还很耗油,跟N52/53、2GR、VQ35等这些发动机完全不是同一类的。宝马没办法拿S54来去进入这个市场,因为成本上根本做不到,不然接下来的335i直接用S54好了。
  雷克萨斯IS直接跟宝马3系面对面地竞争。当时2006款330i只有255马力,落后51马力的巨大差别造成330i在性能上完全无法与之抗衡。因此330i在市场上待的时间越长,情况就越不妙,宝马决定马上行动。其实宝马也并非毫无准备:之前每个车厂在鼓捣新一代6缸发动机的时候,宝马也是提早留了一手。甚至宝马在下一盘更大的棋——你们都在绞尽脑汁提升自然吸气发动机,我干脆来个颠覆性的:在这个价位上搞高性能涡轮增压发动机,事半功倍!
  于是这就是传奇的N54发动机的来由。美国市场高功率版的N52只在2006款330i上生存了短短的一年,马上就被搭载双涡轮增压N54发动机的2007款335i取代了。在这场竞争里面宝马实质上没有拉下太多距离——他们研发N54已经好几年了,只不过宝马没想到竞争对手们动作更快,更早把成果亮出来而已。
       2、重要亮点
       N54/N55的“退休”另有隐情?
  要想深入认知B58发动机,最好的方法是先去了解一下它的前辈,这样我们才能明白在一些具体细节上,B58为何会采取那样的设计方案。
  N52高功率版发动机在美国市场短暂的一年生命之后,宝马重拳出击,推出了双涡轮增压的N54。这是一款革命性的发动机,除了它优异的“双300”输出(马力、扭矩都是“300”,美国市场用的扭矩采取英制单位lb-ft,300lb-ft相当于407N·m),它采取的两个涡轮增压器,把以往增压发动机“涡轮延迟”这个弊病在很大程度上掩盖掉,因此实际开上去给人一种小型自吸V8发动机的感觉,这是别的竞争对手所望尘莫及的。
  虽说当年N54发动机以这种近乎铺天盖地的优势夺得了很多荣誉,但因为它是宝马在特殊情况下“加急”推出的,通过和后继的N55进行交叉对比就能发现一些仓促的痕迹:
  第一类,属于“因为是第一次这样干,不知道耐用性如何,所以采取过量设计”的情形,比如说N54的曲轴采取锻造的设计,强度高但是成本也高。
  第二类,属于“因为猛料太多工期太紧,为了控制进度和成本,只好采取一些妥协”,比如说N54/N55的缸套都采用最传统和便宜的铸铁,而不是宝马其它同期发动机上的高硅铝缸套。
  第三类,属于“一时大意没考虑周全”。最著名的例子就是N54上高压油泵(HPFP)缺陷的问题。这个事件曾经闹得很大。作为弥补,宝马在美国市场为涉及的车辆提供10年或12万英里的保修。
  N54推出三年之后,宝马发布了它的“改进版”N55,首先应用在2010款5系GT 535i上。N55可以说是N54经过几年市场应用,宝马根据实战经验作出的调整和改进。比如说,N54的锻造曲轴待遇过高,所以N55上改回用铸造的形式;铸铁缸套没对使用造成影响并且成本低,予以保留;高压油泵经过历次改进,问题已经不大;N54上用的压电式喷油器也被证明成本过高而没有必要,所以N55改而用螺线管喷油器。除此之外,N55加进了N54所没有的Valvetronic技术、用一个双涡管的增压器取代原先的两个独立增压器。在当时,N55拥有了宝马几乎所有最新的发动机技术。

  N55名义上虽然拥有更多新技术和新改进,但是在爱好者圈子里面一直都有这样的看法:N55的输出实际上略差于N54。曾经有一家媒体做过功率机实测,的确显示出N55在高转区域的输出、还有峰值轮上功率都比不过N54。这里请注意,虽然宝马标称N54和N55发动机都是300马力,这并非意味着它们恰好一定是300马力。美国的法律规定你不可以多报,但是允许你少报。因此宝马的涡轮增压机器厂方标称有时候是保守数值。
  尽管N55是一台很优秀的发动机,但自2015年开始它逐渐受到同级竞争者的威胁,它们共同的特点就是输出都是350马力左右。比如说奔驰C 450 AMG,362马力;奥迪新S4,354马力;捷豹XE3.0,340马力。搭载N55的335i以区区300马力去竞争显得力不从心。
  这里,宝马并非是不想提升N55发动机的输出,而是N55在一些基础层面上的架构使得它并不适合承受太大的增压和输出,在下面的章节我会详细解释。因此这就是宝马这次要推出全新设计的B58发动机的缘由。
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