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源自F1的设计灵感 剖析宝马V10发动机

  [技术设计 技术讲堂]在汽车工业一百多年的历史长河中,有诸多经典的设计被人们津津乐道,而发动机作为一个具有很高技术上的含金量和科学技术水平的工业产品在某些特定的程度上反映了一个厂商,甚至一个国家的工业技术水平,同时也代表了一款车的实力。今天起我们将开启一个新的系列文章,全面回顾和剖析历史上的经典发动机,带您去了解每款发动机的设计亮点以及隐藏在其背后的技术秘密。

  BMW的M系列车型可以说是BMW汽车设计理念的极至体现,每一款M车在驾驶乐趣方面都毫不妥协,然而专门为M系车型开发的发动机更是展现了BMW的技术实力,而且深深吸引着众多性能狂热者。而专为M系车型开发和调校,且曾经搭载于M5和M6上代号为S85B50A的V10发动机则堪称经典。因为它是迄今为止,BMW唯一量产的V10发动机,其整体结构和电控系统都源自F1赛车的设计,同时最高转速超过了8000rpm。所以说非常大程度上,它的面世在发动机工业具有里程碑式的意义。虽然它已经被动力性更出色的双涡轮增压发动机所取代,但是毋庸置疑这款发动机上众多的设计亮点和很高的科技含量,接下来我就全面剖析一下这款史无前例的经典发动机。

  在上个世纪90年代中后期,F1进入了V10发动机的时代,这种形式的发动机无论在升功率扭矩,还是在功率重量比、平顺性上,可以说都达到了内燃发动机的最高技术水准。作为发动机供应商,BMW凭借自身强大的技术实力打造的P84,被公认为是当时赛场中的动力之王,而搭载于M系上的这台V10发动机的很多设计恰好也源于此。

  S85发动机采用了V型90度夹角的设计,这对抑制发动机的振动以及在发动机运转的平顺性上都能取得很好的效果。在怎么样提高发动机的动力性上,BMW的工程师选择了提高发动机转速的解决方案,因此这款发动机的最高转速达到了令人痴狂的8250rpm,虽然相比普通发动机只多出了2000转左右的最高转速,但就是增加的这2000转转速会对发动机的正常运转产生一系列不良的影响。这种提高发动机动力性的方法对技术有着极高的要求,因此BMW的工程师需要付出更多的努力来保证其正常的运转以及达到与车辆本身一样长的使用寿命。

  S85的曲轴箱主要由铝和硅合金制成,而且曲轴箱不带有气缸套,气缸的内表面为坚硬的硅晶体,而经过镀铁处理的活塞,可以直接在不经过涂层的气缸筒中运行。由于S85的高转速对曲轴箱提出了很高的要求,因此BMW的工程师利用了源自赛车的技术,将曲轴箱分为两个部分,一个为曲轴箱主体,另一个结构则被称作“台板”。这个铝质的台板结构能为缸体提供足够的扭转刚性,同时能对高转速下的曲轴提供精确的支承。

  发动机的高扭矩输出对曲轴的强度提出了很高的要求,S85的曲轴采用了钢制锻造工艺,不仅做到了轻量化,而且达到了很高的扭转强度。而高转速下曲轴的动平衡也关系到发动机整体运转的平稳性,所以曲轴在经过高精度的加工工艺处理后,能够在8000rpm时保持良好的运转,不会产生相关振动和噪音等问题。

  BMW的工程人员为降低这款大排量自然吸气发动机在冷启动时CO和HC的排放以及尽快让三元催化器达到正常工作温度,在气缸盖内集成了二次空气喷射装置。它可以在发动机工作时,特别是冷启动条件下向排气歧管内泵入新鲜的空气,使废气在排气管中进行二次燃烧,降低有害物质的排放,同时可以加快提高三元催化器的温度,使其在最短时间内达到正常工作温度。

  为降低发动机的整体重量,S85的凸轮轴采用空心结构。通过上图我们还可以看到,S85发动机每一侧的进气凸轮轴通过链条与曲轴相连接,而排气凸轮轴则是通过齿轮直接与进气凸轮轴相啮合,这样的设计使得配气相位机构的结构更加紧凑,提高充气系数和进气门的充气效率,同时能为发动机在高速运转时提供精确的配气正时。

  宝马M5 雷霆版可动可静,4.4T发动机在加速时让人很有恐怖感,日常驾驶又非常平顺。

  纽博格林北环的赛道成绩已经说明了一切,超越了自家的M4 GTS。3.45秒的0-100km/h加速成绩堪称恐怖,路面上几乎无惧任何超跑了。

  低速时的悬架并不是很舒服,一切的调校都是为了赛道。8挡手自一体变速箱换挡速度很快,并且能很好的完成驾驶员的指令,调校接近于完美。

  全新M5是一款沟通非常好的车,它的转向比M3舒服,但依然具有十分精准的指向性,还可以反馈一定的路感。油门的线AT变速箱有关,既保证了快速换挡,又降低了换挡时的突兀与顿挫。如果非要鸡蛋里挑骨头的话,那么车重可能是制约其操控的唯一因素。毕竟这是一款中大型车,新新一代M5已经在减重方面下了很大功夫,它的各项表现都超出我们的预期。

  宝马M5就像导师一样,即使有一天你已经进阶到很高的水平,开着它也从不会觉得无趣。4WD Sport模式也能够在湿滑路面漂移,而且速度更快、容错率更高。相比之下,2WD的容错率就没那么高了,驾驶员需要有更快速的反应和动作。我个人更喜欢使用激进、纯粹的2WD模式漂移,因为此模式你永远都不需要过多的担心四驱过热的问题。

  全新M5的进步是巨大的,它不仅直线加速极快,而且在加入了四驱系统之后,弯道中的驾驶乐趣竟然不降反升。现在,我们十分期待它能和全新AMG E63 S来一场正面对决。

  高性能四门轿车的代表作,但新款M5比过去理智了许多,不在那么不顾一切的纯粹,除了能下赛道之外它也能带着你到处游走,并且不会让你感觉有什么不适,宝马能把自己的高性能版轿车做到如此均衡实属不易。

  V10发动机被V8取代,变速箱也不再顿挫,新一代M5有能力在夜场和赛道之间穿梭表演。全能冠军是很困难的,M5做到了。

  的确像一位M5车主说的一样,这个“低调”的家伙安静的时候会丢失大部分眼球,但当M5选择嚣张的时候,无人能挡的气势会震撼每一个人!震撼的同时,你也需要忍耐一个东西,那就是SMG变速箱的顿挫,就算把换挡速度降至最慢挡,这个高科技的变速箱还是会给驾乘者带来一种手动菜鸟驾车的感觉。

  虽然体验宝马M5的时间很短,但是这足以让我感受到它暴戾品性。迷人的外观设计就不用多说了,动力性才是M5的精髓,换挡间隙更让人窒息。500马力+后轮驱动,这两点就可以说明M5绝对是一匹烈马!而当电子稳定程序工作的时候你还是可以很轻松的驾驶它的。

  开过高性能版的爆裂S8,再看到宝马M5会感觉后者更加恐怖,如果一般的驾驶技术还是很难以驾驭它的;在400~500匹大马力+后驱下,在全油门起步时那种无法按耐的甩尾表现下,在强烈的推背感下,你会很快兴奋起来并享受其中。不过线在城市中驾驶费心比费力越来越明显。