宝马B58发动机的优缺点是什么？与N55相比啥变化
BMWCHE/2017-03-03/技术解析/阅读:次
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目前在中国道路上跑的宝马配备B系列发动机的将会越来越多，你可能有疑问，好好的N20、N55发动机为啥突然间换成B48、B58呢，这篇文章就是用通俗易懂的方式给你解析B58发动机与N55到底有什么区别。
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区分B58和N54 / 55，有两个主要的变化：
1、B58的缸体是封闭的，而N54 / 55是开放的。
2、B58采用液体冷却，而N54 / 55是空气冷却
一、封闭缸体设计
让我们先来看看B58的缸体封闭设计。本质上，封闭缸体比开放的更强，因此它更适合于高负荷和高压应用。这就解释了为什么S55发动机（用于M3 / M4），宝马需要将N55的开放缸体块转换为封闭缸体设计。这也是为什么宝马从来没有推动N54 / 55的输出超过340马力的原因（因为该缸体根本不能承担这么多，而不冒风险的结构完整性）。
N54气缸体的开放设计
新B58发动机气缸体的封闭设计
虽然B58的封闭结构坚固，但也有缺点。例如，它具有较高的制造成本; 此外，冷却液流量更受限制，这促使宝马在B58发动机上使用专用的热管理模块。
另一方面，这并不意味着开放设计是坏的。开放缸体更轻，具有更好的冷却效果，因此更适合不需要高气缸压力的应用。
N54 / 55使用铸铁气缸套，但B58是不同的：它使用一种最新的技术称为“电弧线喷涂”。这是一种类型的铁氧体等离子体喷涂方法，其在气缸壁表面上产生铁的薄层（0.3mm厚），因此消除了使用气缸套的需要。最终的目标是减轻体重。注释：等离子喷涂是以前的一种异乎寻常的技术（例如GT-R，LFA等），但是现在，它的成本降低到如此显着，甚至福特使用它在EcoBoost发动机家族。
BMW 4缸发动机缸体采用电弧喷涂（LDS）工艺
你也可以发现大部分BMW内嵌六个冲程都是长冲程，这在B58也是一样的。B58发动机的内径为82 mm，行程为94.6 mm。这种设计的目的不是用于低端扭矩，而是考虑包装。如果宝马使用较短的行程，为了保持相同的位移，其气缸膛需要更大。由于在这里6个气缸一起放置，这将导致过长的气缸体，因此难以在发动机舱内部布置空间，或者需要车辆具有更长的前端（对于许多车型而言是不必要的）。此外，较长的曲轴也较弱。
B47柴油发动机剖面图，显示了B系列活塞冲程
B48发动机的剖面图，注意到活塞头的不同形状
另一方面，涡轮增压发动机可以从长行程中受益：由于涡轮迟滞，当发动机处于自然吸气模式时具有更高的扭矩是有益的，这有助于驾驶员感觉到的节气门响应。
据说，B58的封闭设计似乎更多的成本宝马考虑。然而，从整体上看，这是另一个说法：B58不是一个单一的产品，实际上它是宝马最新的B系列发动机家族的成员。B系列发动机使用模块化设计原理：相同的缸径，相同的行程，甚至相同的汽油/柴油版本。因此，所有这些发动机可以共享许多设计和制造过程，并最终降低总成本。
二、空气对液体中冷器
接下来是中冷器。几乎所有“严重”的高性能涡轮发动机使用空气对液体中冷器，因为它更有效和更稳定。
突出部分是空气对液体中冷器
B58上的空气对水中冷器集成到进气充气室中，进气充气室位于发动机顶部，位于气缸盖下方。由于进气不再需要被引导到前保险杠中的中间冷却器（如N54 / 55），这种紧凑的设计为B58带来巨大的好处：进气路径显着缩短，从而提高节气门响应。
进气通道比较：N55和B58
还有其他提示，表明B58被设计为高输出引擎。例如，其曲轴是锻造的，比N55的铸造单元更强; 活塞连杆也在B58上锻造。
B58的曲轴
所以封闭设计和空气对液体中冷器，确定B58与其N54 / N55前身根本不同。
三、详细改进
除了上面提到的基本级别的增强，B58还包括许多卓越的新设计。这些不应该被视为独立的事件：它们是相互关联的并且相互依赖。将在下面简要介绍一些细节。
1、热管理模块
如上所述，B58的封闭气缸导致更严格的冷却剂流动，并且对发动机冷却系统提出了更严格的要求。
B58：热管理模块
突出显示：热管理模块的驱动皮带轮
因此，宝马在B58上使用了所谓的“热管理模块”，它由曲轴通过蛇形皮带直接机械驱动。在模块内部，通过旋转阀调节冷却剂流量。机械冷却液泵避免了在以前的宝马发动机中电气类型可能故障的麻烦。然而，为了处理在发动机关闭之后涡轮仍然需要被冷却的情况，将额外的专用电泵添加到涡轮单元以解决这个问题。
2、发动机重量分布优化
在N54 / 55发动机上，宝马将交流发电机，空调压缩机，正时链条和发动机机油滤清器组件放置在发动机的前部，因此发动机的重心倾向于是前偏置的。
然而，B58的处理方式不同：它将油过滤器及其散热器，VANOS正时链条放置在发动机后部。这对于重量分布是有好处的，但是具有高难度的维护。
发动机机油滤清器总成位于后面
虽然机油滤清器盖在发动机舱中隐藏了一点点深，但它仍然不是太难达到。然而，VANOS系统对于维护是巨大的痛苦：由于其位于发动机的正后方并且极其靠近防火墙，所以不可能在不将整个发动机从发动机舱中取出的情况下维修VANOS系统。因此，对于那些超出保修范围的B58用户，祈祷VANOS系统不会坏。
B58的VANOS组件位于发动机缸体的后面
由于正时链条运行时会有噪音，宝马在汽缸盖/阀门盖和客舱防火墙之间放置隔音泡沫。
3、阀系统和节气门体
VANOS负责定时调整，Valvetronic用于控制阀门的提升高度，并用作节气门体。在N55上使用的Valvetronic是第三代，而在B58上的是最新的第四代。工作原理没有根本的变化，B58的Valvetronic系统的主要区别是它将伺服电机从阀盖（这是N55的设计）移出，并将其放置在气缸盖的右上侧。这种设计带来两个主要优点：
（1）显着减少了安装空间;
（2）降低发动机的总高度并降低发动机的重心。
突出显示：B58的Valvetronic外部伺服电机
从理论上讲，由于存在Valvetronic，节气门体是不必要的。然而，B58仍然配备了一个真正的节气门体，在中冷器的入口前。
节气门体的目的是：
（1）当出现突然的负载变化时，Valvetronic机构可能不能快速反应以适应新的操作要求; 节流阀可以帮助提供无缝过渡;
（2）发动机通风需要微小的真空;
（3）节气门体作为一个冗余备份，以防Valvetronic发生故障。
B58的节气门体
4、燃油系统
B58的燃油输送系统的一个主要变化是每个喷油器现在直接螺栓连接到轨道，而不是像N55那样通过额外的高压线路。益处是更少的压力损失（路径越长损失越大）和稍快和精确的压力控制。
B58的六个燃油喷射器直接用螺栓固定在燃油轨上
B58仍然使用电磁阀喷油器，而不是在早期的N54和当前的N63发动机中发现的更昂贵的压电单元。不使用压电喷射器的原因是由于美国市场的汽油中的高硫含量，这使得实现“贫燃”特征是不可能的。
博世电磁阀在B58发动机上使用
5、涡轮充电器
B58仍然使用类似于N55上的双涡轮式涡轮增压器，但是尺寸更大。与N55上的单元相比，B58涡轮增压器的涡轮增加了6％，压缩机叶轮直径也增大了10％，因此B58的增压压力增加了20％。
B58的双涡流涡轮增压器，以及电子废气门控制单元
从以下官方功率/扭矩曲线图，功率输出在5000RPM之后具有平台区域。这很可能是由于ECU软件中的人为限制逻辑，或者宝马绘制曲线的目的 ，因为任何“无约束”的功率输出应该是一个平滑的曲线，而不是像下面这样的突然高原。因此，这表明B58应该有一个高输出版本（事实上，宝马现在提供M性能功率套件在2016年340i，这提高了B58到355马力和370磅英尺）。
输出曲线比较：B58 vs N55
B58发动机的涡轮增压器利用电致动器来控制废气门阀; 这是一个不同的方法，比N55发动机，它使用真空控制充气压力控制系统。然而，由于涡轮增压器产生的高热量，在340i的应用中，宝马在电致动器部件周围设置了隔热罩。
电动执行器单元周围有金属热屏蔽
6、发动机控制单元
将发动机ECU放置在车辆的发动机舱中是一种BMW传统。在N55上，ECU位于进气充气室下方，因此被进气冷却。对于B58发动机，ECU位置被移出发动机，并且它位于驾驶员侧支柱塔的旁边。我注意到，ECU周围的电插头/插座没有密封，它确实引起关于在各种天气要素下的长期可靠性。
B58的ECU位于驾驶员侧支柱塔旁（以绿色突出显示）
您可以看到ECU是如何位于B58进气歧管和340i的驾驶员侧支柱塔之间
结论：
B58发动机代表了宝马最新的动力总成技术，新的设计理念，新的方法。封闭式设计以及集成的空气液化中冷器使其比以前的N55具有绝对的优势。B58动力总成提供了前所未有的快速油门反应，涡轮迟滞的感觉是如此昏暗，几乎不可能在日常驾驶条件下被感知，你必须使用变速箱的手动模式来检测它。
随着B58发动机，宝马终于恢复了在350hp 6缸发动机部门，对梅赛德斯奔驰M276 DELA30和奥迪的新3.0T V6（用于2017年S4）竞争的力量。
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