宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析

头条@CLauto酷乐汽车/2019-10-08/ 分类:技术解析/阅读:
宝马曾经是一家从来不抄捷径,只是单纯的用自己工程学技巧制造不可思议的引擎,并让同级别竞争对手除了纸面动力之外只能够蒙羞的宝马 ...
1、S38
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
为什么是S38?也许对于国内的车友,应该问的问题是,什么是S38?

S38是第一台真正的宝马M引擎。可以说,S38开天辟地,从此这个世界有了宝马M车系。这台直列六缸引擎搭载着独立节气门,其如同黄油般顺滑的响应为M车系引擎设立下了最重要的标准。这台引擎是基于代号为M88引擎打造而来,换句话说,M88可以看作是所有宝马 M引擎的蓝本,而M88也搭载在第一台宝马 M车系:THE 宝马 M1上。M88为何能够被宝马选中作为M系列开山之作的引擎的蓝本?M88涡轮增压版本被宝马 M在1979年的赛事中使用。

如果这台经受住时间考验并成为宝马 M1心脏的引擎还不够资格,哪台引擎能够有资格成为宝马 M第一代车型的心脏的蓝本?

当然,在E28 M5上的S38仍然和M88有所区别。S38的缸径,活塞行程,缸头等部件都是在M88基础上改进而来。双排正时链条,不同的凸轮轴设定,不同的压缩比设计,加上处于环境保护考虑而加装的催化器也都是将S38和M88区分开的方式。Logheader也作为成本削减的策略引入从而导致S38相比于M88/3有着性能上的劣势。

虽然如此,S38最终在E28 M5和E34 M5上服役,这台引擎仍然如此出色以至于两代M5上的S38仅仅只有细微的修改。从此之后,没有一台引擎能够在两代M5上服役,只有S38才能够达到如此的殊荣。对了,这台引擎也出现在了第一代M6上。

最终,S38达到了3.8升的排量。代号为S38B38的自然吸气版本最终在E34 M5上提供了335hp的输出。宝马将S38B38推向了极致。其气缸与气缸之间的距离是如此近以至于宝马赛用版本的引擎气缸与气缸的间距都高于S38B38。S38的生产一直持续到1995年。这台S38系列引擎的基本格局都和1978年的宝马引擎格局一致。没有一台宝马M引擎的生命周期可以像S38一样跨越三十年。

没有任何一台宝马M引擎能够达到S38历史地位。没有一台宝马 M引擎像S38一样拥有如此之长的寿命和如此之多的故事。没有一台宝马 M引擎能够像S38一样创造M车系。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
宝马 S38B38 马力图
马力:315hp
扭矩:360Nm
轮上马力:250hp
轮上扭矩:313Nm
缸径/活塞行程:93.4/86mm
燃油喷射方式:歧管喷射
引擎红线:7000rpm
压缩比:10.0:1
引擎获奖情况:暂缺

2、S85
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S85是一台V10引擎。这应当成为宝马 M引擎中最佳的那台。可惜的是,宝马从来没有像对待S38一样真正研发S85。

宝马确实做过一些努力。在E60 M5 CSL概念中我们看到这台引擎增加了活塞行程并达到了550hp+的马力。但是,5.0升引擎带来的环保压力加上成本削减最终扼杀了这台宝马高转速自然吸气V10引擎。

即使这个年代,仅仅是想到一台四门轿车搭载一台能够达到8250rpm的自然吸气V10引擎仍然让人头皮发麻。这也是为何S85是如此与众不同,这也是宝马 M为何鹤立鸡群的原因。在这个世界上,说到将一台来源于赛事的引擎和日常驾驶的车辆混搭起来,没有人能够做的过宝马。

除却宝马 M5,唯一能够找到一台类似于S85的引擎的地方只有兰博基尼,而这台车叫做Gallardo。远远低于Gallardo的售价,加上S85与生俱来的低活塞行程设计,都使得S85拥有着更大的潜力。Gallardo的5.0升V10引擎经过历年进化,最终来到了如今的5.2升,8700rpm红线的缸内直喷版本,同时提供接近600hp的输出。而永远停下脚步的S85则不得不说是一个遗憾。

后期改装市场也对这款引擎情有独钟。S85 V10引擎的调教永远是激动人心。而S85上进行机械增压的改装也多于其4.0升V8设计的小弟:S65。

考虑到S85更大的排量,更棒的机油通道以及更多的材料,很难想象会没有人干出一些傻事。于是,我们见到了V.S Motor的1851hp/1817Nm双涡轮增压S85。S85也是宝马历史上获奖最多的引擎。S85也是宝马将转速和排量混交出来的最佳引擎。可惜的是,宝马最终放弃了这台引擎。
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排量:5.0升
马力:507hp
扭矩:520Nm
轮上马力:426hp
轮上扭矩:433Nm
缸径/活塞行程:92.0/75.2mm
燃油喷射方式:歧管喷射
引擎红线:8250rpm
压缩比:12.0:1
International engine of the year:10

3、S54
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
首先要说明,S54是将很多人变成真正的狂热的宝马粉丝的引擎,包括编写这份名单的Bimmerboost。因此,一些偏见是不可避免的。即使在宝马 M引擎中,S54也是非常特殊一台引擎。这是过去,现在,未来的宝马3系上最好的引擎,没有之一。

当说到最佳直列六缸引擎,S38可能会因为更长的赛事记录,更多的赛事冠军,更大的排量,当然,更重要的历史地位击败S54。但是,S54仍然是BIMMER心中的baddest直列六缸引擎。

高活塞行程下仍然能够达到8000rpm的转速保证了S54的活塞速度能够匹敌当年F1引擎活塞速度。每升超过100hp的输出。

铸铁缸体的强度丝毫不逊色于2JZ-GTE。赛场上S54的成绩丝毫不逊色于保时捷并导致保时捷不得不对引擎一直扩缸来保持竞争力。美国人也是在S54上第一次没有被宝马歧视,他们获得了非阉割版本的S54引擎。

另外一个你可以获得类似引擎性能的车型则是第一代保时捷996 GT3,只有宝马提供一台搭载有六缸准赛用引擎的E46 M3“买菜车”供大众使用。加上宝马独有的SMG(sequential manual transmission),你就拿到了一台可以合法上路的赛车。

只有通过独立节气门,降低缸体强度,降低引擎转速同时使用低压缩比,现代的宝马 M引擎才能达到S54的响应程度。对于S54,给它一点点的增压,你可以在1/4mile加速赛中以9秒完赛,尾速225km/h。没有S54做不到的事情。成也萧何败也萧何,最终生于赛事的S54因为赛事退出了历史。

宝马用一台4.0升的V8引擎代替了S54。宝马在这台V8引擎的加持下所向披靡,保时捷被迫要求ALMS禁止这台V8引擎参赛。当宝马携带S65 V8引擎再度参赛之日,保时捷再也无力阻止宝马登顶。S54同时也是宝马 M第一代横扫各大奖项的引擎。其赢得了international engine of the year的3.0升组连续六年。这才是真正的直列六缸引擎。
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排量:3.2升
马力:343hp
扭矩:364Nm
轮上马力:280hp
轮上扭矩:318Nm
缸径/活塞行程比:87.0/91.0mm
燃油喷射方式:歧管喷射
引擎红线:8000rpm
压缩比:11.5:1
International engine of the year:8

4、S65
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
S65是绕不过去的主题。即使在Bimmerboost中,各种与S65爱恨交织的故事天天上演。从效率角度考虑,S65恐怕是S85之外最棒的了。S65和S85就像两个孪生兄弟,相差的仅仅是两个气缸。S65出生于宝马变得越来越便宜,而宝马 M系列车型的自然吸气引擎走向穷途末路之际,这也让S65变得更加戏剧化。

MW在设计S65之处就参考了赛用引擎,同时,工程师也保证S65能够和S85共享绝大多数部件。当你比较S65和S85的活塞行程或者缸径,它们是一样的。

当你分解S65和S85的时候,你会发现这两台引擎完全一致。但是,机油系统是完全不同的。S85采用了被称为quasi dry sump的设定,因此其的机油表现更好,润滑自然也好于S65。即使在E92 M3 GTS上,宝马将S65扩缸到4.4升,S65仍然和干式油底壳无缘。

成本控制是万恶之源。赛用版本则换上了干式油底壳,在ALMS赛事中其大放奇光异彩。在面对诸如保时捷,法拉利,克尔维特以及任何想要挑战宝马的赛车的时候,宝马赢得了背靠背的两次总冠军。S65甚至将Grand-AM和戴通那的冠军收入囊中。

出色的赛事经历意味着后期成熟的改装部件。但是,S65最大的缺陷则是不足的马力。S65在每PSI下获得动力极大,甚至远远超过了前辈S54。但是,S65不是一个高强度的引擎。这台引擎只是为了自然吸气的赛道模式打造,动力永远不是它的强项。

其采用了轻量化的来自于F1的硅铝合金打造。但是硅铝合金永远无法与铸铁缸体的强度相比。这台引擎非常紧凑,气缸与气缸之间没有太多的距离。这台引擎是为了绝佳的前后重量比打造,宝马吸取了S54直列六缸过长的缸体的教训。

当你将这些综合起来,这就是一台赛用引擎,这就是赛用引擎的蓝本!但是,这意味着超过轮上700hp的时候,S65已经来到了它的极限。这台引擎的问题在于,产生巨大的马力不是问题,但如何将引擎稳定在大马力下并维持可靠性是个问题。当S54缸体在赛事上成为拖累的时候,S65的缸体在后期改装上成为了拖累。

8400rpm,独立节气门,完美的扭矩曲线,平顺的动力。这台引擎在更轻更紧凑的基础上提供了更大的动力,这件事本身就是一件了不起的事情。自然,它也获奖无数。因此,S65是宝马最棒的自然吸气V8引擎。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
排量:4.0升
马力:414hp
扭矩:406Nm
轮上马力:350hp
轮上扭矩:344Nm
缸径/活塞行程:92.0/75.2mm
燃油喷射方式:歧管喷射
引擎红线:8400rpm
压缩比:12.0:1

5、S63/S63 TU
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
这是第一台增压的BWM M引擎。为什么是S63?因为S63是设计和工程学的结晶。在这台引擎上,我们看到了宝马创新。S63是基于代号为N63的V8引擎打造,当然,N63的设计中也有宝马 M工程师的参与。这也是为何N63成为了S63的蓝本。这也是为何我们能够看到宝马将涡轮顶置并且放在了V8引擎的V型夹角之间。

同期的欧洲V8引擎上你是看不到这种设计的。当宝马设计出这么一款惊为天人的引擎后,奔驰和奥迪纷纷选择了“抄袭”。你可以在奥迪的4.0升涡轮引擎上看到这样的设计,你也可以在梅赛德斯奔驰的M178上看奥这样的设计。这些设计最终都来源于宝马,来源这台S63上。抄袭就是最好的称赞,不是吗?

为什么S63的中顶置涡轮如此特殊?宝马 N63和宝马 S63引擎都是双涡轮增压的缸内直喷V8引擎。和传统的涡轮增压V8引擎不同,这两款引擎的进气和排气是颠倒的。通过颠倒设计的进气和排气,宝马将涡轮放置于V型夹角之中。换句话说,也就是传统涡轮位置的上方(传统涡轮放置于排气端的下方)。这种设计的好处在于排出的废气可以在极短的距离里接触涡轮,从而提高响应速度。这也是宝马工程师最自豪的一点。这种设计保证了即使是大尺寸涡轮,即使没有保时捷可变截面涡轮这种更好的技术,宝马也能够提供低转速下不逊色于自然吸气引擎的响应。

那么,S63和N63的区别在哪里?S63是基于N63打造,但是两者有着天与地的差别。S63采用被称为pulse tuned的设计。这种设计保证了每一个涡轮都能够拿到来自于同侧四个排气的废气压力,同时也获得对面气缸的排气压力。

宝马采用的是双涡管涡轮,这意味着每个涡轮上有两个通道。这些废气通过双涡管涡轮从而推动涡轮旋转。N63则采用了单涡管涡轮,意味着涡轮仅仅只有一个通道。Pulse tune和双涡管是S63与N63最大的区别。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
通过双涡管设计,宝马能够在每180度旋转就给于涡轮一个排气波。N63则由于单涡管设计,其只能接受一侧的气缸压力。这是宝马在涡轮设计上的独特之处。关于双涡管的设计我们在之前文章中已经专门,这里就不多说了。

宝马的设计让人敬佩,但是,在Bimmerboost看来,S63不如其自然吸气的同门兄弟。宝马在调教上非常慵懒。通过不同的软件调教,宝马可以在这些引擎上获得巨大的动力。换句话说,宝马不会通过重新设计硬件去进一步进化这台引擎。这台引擎进入了重量相对较大的并需要成吨的扭矩来拉动的车型中。你能够回忆起来任何一部自然吸气的宝马 M SUV吗?你不能。因为自然吸气的宝马 M SUV不存在。

宝马将这些涡轮引擎调教为注重扭矩输出,这在动力曲线图上看的非常明白。这些引擎不是过去的M引擎的高转速设计,这些引擎在高转速下的扭矩下降得非常快。这不是传统的宝马 M引擎特点。这些引擎也存在响应性的问题。涡轮延迟仍然存在,同时独立节气门也没有被进一步开发。这些引擎仅仅是为了纸面上的苏子而不是引擎的响应度和精确度开发的。

更不用说,这些车从未上过赛场。你看到过X5M在赛场上奔驰?在多次跑圈后,涡轮引擎带来的热量加上本身的自重,这些车辆就会进入跛行模式。从这个角度来说,自然吸气引擎是更好的选择。

虽然S63是一个出色的设计,但是S63的诞生也意味着宝马更关注纸面数据而不是引擎真正的内涵。有些人很喜欢这些,但是Bimmerboost并不喜欢。S63并不能代表真正的宝马 M,它不能代表真正的宝马之悦。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
排量:4.4升
马力:547/575hp
扭矩:677/745Nm
轮上马力:527hp
轮上扭矩:645Nm
缸径/活塞行程:89.0/88.3mm
燃油喷射方式:缸内直喷
引擎红线:7000/7200rpm
压缩比:9.3:1/10.0:1

6、S50B32/S52
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
这是一个相当有争议的引擎,很多E36车主们肯定不会同意。在那个年代,美国E36车主确实拿到了一台宝马 M引擎,但是这台引擎不是真正的宝马 M引擎。这台“美国特供”的S52引擎只是一台升级版本的M52。输出也仅仅只有240hp。相比之下,欧洲的车主们拿到的是一台代号为S50B32的能并迸发出316hp的高转速引擎。

也是因为宝马这种“特供”的做法,这台引擎的排名才如此靠后。后期对这台铸铁引擎的改装相当之多,宝马 M50家族也值得我们的称赞。S52则是这个家族究极版本。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
排量:3.2升
马力:240hp(美版)
扭矩:325Nm(美版)
轮上马力:226hp
轮上扭矩:307Nm
缸径/活塞行程:86.4/89.6mm
燃油喷射方式:歧管喷射
压缩比:10.5:1

7、S14
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将S14放在这里是一个非常艰难的选择。S14是一台好引擎,可惜,岁月无情斩天骄。S14的问题在于它是一个小排量引擎,而后期其它M系列引擎的动力增长也远远超出S14的能力。更不用说宝马在后期放弃了S14在赛事上的使用。

这并不是说S14是一台差引擎。如果对S14不了解的话,我们可以这么说,本田F20(S2000)可以看作是新时代版本的S14。S14作为赛用引擎一度统治了DTM。在那个年代S14是无可匹敌的。在那个年代没有一台四缸引擎能够达到S14的高度。

赛用版本的S14能够达到超过300hp。考虑到它仅仅只有2.0升排量,这是一个不可思议的数字。S14一度扩缸至2.5升,成为了代号为S14B25的引擎,在可以合法上街的E30 M3上提供了出色的217hp动力。

当S14退役之日,接替它的是注定名扬万里的宝马直列六缸引擎。但是就赛事而言,那段日子里没有一台引擎能够挑战S14。这才是真正的宝马 M引擎。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
排量:2.3升
马力:189hp
扭矩:210Nm
轮上马力:157hp
轮上扭矩:214Nm
缸径/活塞行程:93.4/84.0mm
燃油喷射:歧管
引擎红线:7300rpm
压缩比:10.5:1

8、S55
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对S55的痴迷往往来源于原厂动力。是的,宝马严重低估了这台引擎的实际动力以至于每台出场的S55都高于宝马提供的官方马力。简单来说,宝马声称这台引擎能够提供425hp的轴上马力,但是常见的原厂轮上马力往往能够达到427-430hp,这意味着超过500hp+的轴上马力!听起来很棒,但是在一台直列六缸涡轮引擎上压榨出这个数字并不是一件困难的事情。

从自然吸气引擎中压榨出更多的马力才是最考验技师和工程师的项目。当然,宝马并没有直接从从N55上压榨马力。S55相比之下还是做出了相当大的修改。引擎气缸为封闭式设计,S55因此可以达到7500rpm的转速,很出色。S54可以达到8000rpm的转速,其的铸铁缸体可以达到更高的动力输出。同时S54也拥有更大的排量。任何S55可以做的事情,S54都可以做得更好。更不用说S54由于自然吸气的设计所带来更高的效率。仔细看下扭矩曲线你就可以看出这些差别。

S55很难说是宝马让人印象深刻的M引擎,更不用说印象深刻的直列六缸引擎。如果拿掉涡轮,S55就变得平淡无奇。但是没有涡轮,S54或者S50仍然是一台让人如痴如醉的引擎。将以上总结起来,也就难怪S55不能成为一台赛用引擎。在赛道上S55经常进入跛行模式,这些M3的车主拥有一台属于宝马 M系列但本质上不是宝马 M系列引擎的引擎。如果你仅仅认为M3是一台跑加速的车,恭喜你,你选对了引擎。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
排量:3.0升
马力:425hp
扭矩:550Nm
轮上马力:427hp
轮上扭矩:581Nm
缸径/活塞行程:84.0/89.6mm
燃油喷射:缸内直喷
引擎红线:7500rpm
压缩比:10.5:1

9、S62
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
S62是一台出色的引擎。在当你主流汽车杂志上曾经这样评价过:“只有法拉利恩佐的公司才能做出更棒的V8引擎”。S62在E39 M5上非常出色,但是这不是宝马 M最棒的引擎。S65引擎实际在轮上有着更大的动力。而S85引擎在类似的排量下轮上动力多了足足100hp。这是由于S62是基于M62 V8引擎打造。

宝马在气缸缸径上进行了改动,增加了一点活塞行程,转速升高了一些,并给与了独立节气门的设计,于是我们有了S62。但是相比于S65或者S85从零做起的设计,S62这种修修改改的设计就不够看了。但是S62仍然是一部出色的引擎。

在同时代,其击败了搭载更大排量的5.5升M133 V8引擎的W210梅赛德斯奔驰E55 AMG。宝马有着更好的动力,更高的转速,更快引擎响应,更好的扭矩,等等等等。

后期改装绝大多数见于加装机械增压。但是考虑到其他M引擎,在相似的缸数,排量下,S62就不够了。S62让我们想起了S14。时间对于S62就如同时间对于S14一样不友好。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
马力:394hp
扭矩:500Nm
轮上马力:326hp
轮上扭矩:443Nm
缸径/活塞行程:94.0/89.0mm
燃油喷射:歧管
引擎红线:7000rpm
压缩比:11.0:1

10、S70B56
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
这是长久以来被人遗忘的宝马 M旗下的V12引擎,也是产量最低的M引擎。这是一台M引擎,但是从未被放在一个宝马 M车型中,你只能在E31 850csi中看到它。引擎动力和扭矩维持在380hp和555Nm上。这不是一个强力引擎,转速也不高。这是一台为了长途舒适旅行而设计的引擎。

但是,如果你考虑在这台M引擎上打造的而来的另外一台引擎:宝马 S70/2,这绝对是这个榜单的榜首。可惜的是,这台S70/2引擎仅仅服役于神车迈凯伦F1中,没有一台宝马车型有搭载S70/2的殊荣。这也是为何S70位于这个榜单的最后。当然,S70/2还为宝马赢下了勒芒的总冠军头衔,这是其它宝马 M引擎无法媲美的。

S70/2证明了宝马 M也可以做出一台出色的V12引擎。更高的转速,每升超过100hp的输出,极度紧凑和轻量化。S70/2是那个年代的工程学的奇迹。而S70则因为其不是一台优秀的引擎而被遗忘。
宝马的至高信仰!代号S的“M”全系列引擎技术解析
动力:380hp
扭矩:555Nm
轮上动力:301hp
轮上扭矩:448Nm
缸径/活塞行程:86.0/80.0mm
燃油喷射:歧管
引擎红线:6400rpm
压缩比:9.8:1

这个榜单上所有的引擎都是优秀的引擎。是的,有一些更加出色,有一些惊为天人。是的,自然吸气的时代已经落幕,涡轮的大潮才刚刚开始。

当看到这些马力图的时候,宝马 M的粉丝们会感到丝丝的怀旧。我们再也不会见到宝马 M的超高转速引擎。这伤透了一些宝马 M死忠的心,宝马 M部门的部分人可能早已忘记什么才是宝马 Motorsport。宝马 M的引擎永远是宝马驾驶之悦的核心。

正是这些引擎提供给一台能够日常驾驶车辆无与伦比的赛车特征。而现在,宝马引擎也加入了涡轮大潮。这是一场看谁能够压榨出更高的增压和搭载更大尺寸的涡轮的游戏。而这样的宝马不再激动人心。

宝马曾经是那个用F1工厂做出引擎气缸然后制造出一部超高转速引擎的宝马,宝马曾经是那个将那种高转速引擎塞入一个四门轿车并且告诉竞争对手宝马不需要更大排量或者机械增压,因为宝马就能制造出世界上最好的引擎的宝马。

宝马曾经是一家从来不抄捷径,只是单纯的用自己工程学技巧制造不可思议的引擎,并让同级别竞争对手除了纸面动力之外只能够蒙羞的宝马。

可惜的是,这些年这些真正的宝马驾驶者之车已经退出历史的舞台。让我们祈祷我们在未来不需要写一篇文章,讲诉曾经的宝马是驾驶者之车。
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