宝马M3/M4发动机S55B30技术解析
BMWCHE/2015-12-30/技术解析/阅读:次
1、宝马S55B30引擎可看作是N55的强化版
在近年涡轮增压汽油机盛行的潮流以及日益严格的排放法规催鼓下，宝马也不得不放弃自吸传统，而全面把自家的发动机更新了一个遍，全面涡轮化。对于M系列车型来说，连M3上仅余的那台S65B40自吸V8发动机也即将被“和谐”掉，换成是双涡轮加持的代号为S55B30的直6发动机。下面我们要介绍的就是这款既传统又创新的S55B30发动机。
在近年涡轮增压汽油机盛行的潮流以及日益严格的排放法规催鼓下，宝马也不得不放弃自吸传统，而全面把自家的发动机更新了一个遍，全面涡轮化。对于M系列车型来说，连M3上仅余的那台S65B40自吸V8发动机也即将被“和谐”掉，换成是双涡轮加持的代号为S55B30的直6发动机。下面我们要介绍的就是这款既传统又创新的S55B30发动机。
S55B30发动机参数：
向传统致敬——可以看做是N55的强化版
直列6缸发动机的平顺性曾是宝马发动机引以为豪的特性之一。直6比直4运转更平稳，而比V8更为小巧，因而被认为是最理想的前置后驱车的发动机布置形式。对于近年M系列车型所采用的V型大排量自吸发动机而言，S55返璞归真重用直6设计可说是对传统致敬。
S55B30的活塞行程为89.6mm，气缸直径为84.0mm。这与同为直列6缸涡轮增压的N54/N55系列发动机完全相同。长形气缸（行程>缸径）设计，能够在更低的转速达到扭矩峰值。
从动力输出的巨大落差与相似的发动机基础参数来看，把S55说成是N55的改装版也不无道理。
2、宝马S55B30引擎的技术特点
堂而皇之的双涡轮与全面电子化
回想在N54刚出来的时候，复杂的进气泄压系统、精巧的小型双涡轮设计以及各种电子化部件让人不得不感叹德国人对机械设计的那种偏执。直至N55的出现，设计才回归正常，单涡轮双涡管，简化的进气系统，在机械设计上完全是另一种风格。N54在N55面前，真的是来自星星的你。
到了S55，作为一款性能车发动机，堂而皇之的双涡轮、水冷式中冷器以及电子排气泄压阀等部件，在节能减排的同时压榨出最强动力。和N54右派保守设计相比，S55才是真正的M-Power，这里的“M”可以理解为够“Man”够男人。
S55B30的排气旁通阀（也叫泄压阀），它采用了电子直接控制方式。传统涡轮排气旁通阀是通过真空作动器控制阀门的开闭的，而真空管路真空度则是由电子气动压力转换器控制（宝马内部称为EPDW）。所以传统涡轮排气旁通阀的控制方式是间接的，这就存在控制的延时和欠精确。排气旁通阀控制的电子化，使得直接精确控制排气旁通阀成为可能，发动机增压值能够被更为精确地控制。
双涡轮与水冷中冷器
S55B30的双涡轮是霍尼韦尔生产的，单涡轮增压值达到1.25bar。从增压值上看，S55B30原厂的增压值仅仅设定在比普通民用涡轮车（1bar或以下）要高，但提升空间还是有的。后期通过ECU程序升级，实现动力提升可行性相当大。
从现在得到的资料来看，S55B30原厂的涡轮是单涡管设计的涡轮，三个气缸排气推动一个涡轮对进气进行增压。这种采用两个轻质小涡轮的设计产生的效果与单涡轮双涡管设计产生的效果是一样的，能较好地解决涡轮迟滞的问题，即提升发动机的响应性。
传统的空冷式中冷器所占用的体积较大，一般会安装在水箱散热器下方。而水冷式中冷器冷却效率更高，其引入使得发动机总成更为小巧紧凑。S55发动机水冷式中冷器位于发动机顶部，靠近进气歧管一侧。
锻造活塞/曲轴与高效冷却系统
S55B30是一款高转速发动机。从它的气缸直径与活塞行程就可知一二。因而轻量化的活塞以及高强度的曲轴是必须的。S55B30的活塞与曲轴均采用锻造工艺制造，高强度和轻量化是这两个零件的设计制造目标。
为了让新M3/M4既可以日常代步也能上赛道，宝马为S55B30设计了一个复杂高效的冷却系统。该冷却系统带有主副散热器，能够在不同的驾驶工况提供最优化的散热性能。
宝马看家本领——VANOS与Valvetronic
Valvetronic一般仅应用在民用发动机上，是一种可以无级改变气门开度的技术，首次应用是在2001年的316ti上的N42B18发动机上。Valvetronic的优势在于能降低发动机换气损失。而S55B30作为一款性能车发动机，笔者认为其装配Valvetronic系统的主要目的在于让车辆在日常驾驶拥有更好的燃油经济性，从而满足日益严苛的排放法规。
VANOS本质上就是VVT可变气门正时技术，也算不上是什么先进的东西，这里就不作详细讲解了。感兴趣的朋友请看：《图解汽车 解读可变气门机构》。
偏执狂——镁铝合金油底壳
虽说是镁铝合金会比铸铁甚至硅铝合金更轻，但是镁铝合金的耐腐蚀能力则是相当不靠谱（不排除宝马采用特殊工艺能做到耐腐蚀）。N52系列发动机上的镁金属气门罩盖就被验证是一个不靠谱的做法，使得其改进型号N52K换用了树脂气门罩盖。对于与地面距离那么近的油底壳而言，笔者认为采用镁铝合金制造油底壳并不是一个好主意。
但在账面数据上来看，镁合金油底壳加上各种轻量化材料的运用和结构优化，使得S55B30比起S65B40要轻了10kg。又是10kg，当年N52B30与M54B30的进步也是10kg。难道偏置的宝马工程师为了达到10kg的轻量化目标，所以才采用的镁铝合金油底壳？
能关掉吗？——制动能量回收与启停系统
S55B30这套发动机总成带有制动能量回收系统以及启停系统，这是在节能减排的大趋势下必不可少的两项配置。各种轻量化加上这两项配置，使得新一代M3的百公里综合油耗为8.8L，碳排放量为204g/km。但对于一款性能车而言，这两个东西确实需要一个开关。总不能花上百万买个车，输在起跑线上吧？
总结：S55B30的各种改进升级使得其性能再次得到提升，而对于M系列的拥护者来说，购买的欲望又来了。如果你是一位老M3的车主，那么新M3是绝对有必要上的；至于上不上M4就要看你是不是一个愿意接受新事物的人了。在德国，4系和M4可是相当受到本地人的欢迎。至于为什么？个人认为，1、3、5、6都是老爷车，4才是真正的新款式。PS：新M3/M4有6MT和7DCT，想上赛道的必须买6MT，个人观点。
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