2024年04月24日 星期三

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宝马最具传奇色彩的发动机都有哪款?

大部分人的答案或许都将指向某款直六、V8或V12。

但笔者则认为这其中最易被忽略的是一款直列四缸机。

时势造“英雄”

1984年,Deutsche Tourenwagen Meisterschaft(DTM前身)作为基于FIA Group A规则的房车赛在德国兴起,参赛车辆必须量产5000辆市售车的规则,造就了包括梅赛德斯-奔驰190E EVO2在内的一众经典性能车。

而宝马则凭借635 CSi成为了这一赛事的首位总冠军,良好开局让宝马下定决心深耕这一赛事,并转为轻量化策略,采用E30紧凑型轿车参赛。结果就是随后两个赛季的冠军接连被沃尔沃与罗孚收入囊中。

痛定思痛,接连两个赛季的失败让宝马意识到,轻量化并非最有力的武器,轻量化+大马力才是出路。因此,一项基于E30车型的秘密开发计划便就此展开。

这里的轻量化+大马力并非在原本E30的车身中塞入一个大排量直六就万事大吉,尽管当时该车存在2.0L至2.7L的原装直六发动机选项,但负责动力总成开发的Paul Roche,还是将视线锁定在了一款型号为M10的入门级四缸发动机上,而它就是本文主角的前身。

“选角”

选择M10发动机的原因大致如下。

首先,四缸发动机相比六缸发动机拥有更小的曲轴长度,扭转刚度更强,更不易发生曲轴扭振现象,因此可以采取高转策略换取大马力,无需安装扭转减振器保证可靠性,兼顾了轻量化。

其次,更加紧凑的发动机也有助于平衡前后车重。

(M12发动机)

最后,M10发动机的铸铁中缸强度高、潜力大,且经历过F1的赛场考验,同样采用这一中缸的M12/13发动机作为上世纪70年代的F1动力总成,时至今日仍可算作历史上最强大的F1发动机之一。

在博世电喷系统以及大型KKK涡轮增压器的加持下,M12发动机最大可在11000转时输出大约1044kW的峰值功率(当时无法准确测量超过735kW以上的动力数值,该数据为工程师理论计算),以及1152N·m至1261N·m的峰值扭矩,配合优异的散热效率以及更加紧凑的体积,这部发动机助力皮奎特赢得了人生中第二个车手总冠军奖杯。

脱胎换骨

基础既然已经选好,那么下一步便是进行强化,Paul Roche作为这一项目动力总成方面的负责人从多个方面入手,针对M10发动机进行了升级。

排量即是马力,对自吸发动机而言更是如此,因此强化M10发动机的第一步便是扩缸,初期增至了2.3L,到最终版更是提高到了2.5L,同时95mm×87mm的气缸尺寸,也提高了其转速提升表现。

对于高转自吸发动机而言,顺畅、低阻的气流通道是决定功率表现的关键,因此缸盖部分对于发动机整体表现有着举足轻重的作用,在进行这一部分的优化时,Paul Roche想到了自己此前的另一个项目——宝马M1(宝马首款超跑)。

他为这款传奇车型开发的M88发动机就十分合适,缸盖部分多喉直喷以及较窄的气门夹角的设计充分降低了泵气损失,有效提高了高转速下的充气效率,响应速度也有所增加,并且得益于后者,燃烧室也更加紧凑,令火焰的传播距离更短,提高了燃烧效率。

(M88发动机)

另一方面,M88/3变体型号还采用了博世的Motronic控制单元,可以更加精确的控制喷油量与点火正时,可以在更加经济环保的情况下压榨更多动力,发动机寿命也有所增加,铝制缸盖也能一定程度上减轻重量。

最重要的是其与M10发动机的气缸间距同为100mm,令适配性得到了有效保证,尽管M88是一款直列6缸发动机,但在切掉多余的两个燃烧室并焊上一款铝板后,二者顺利合二为一。

此外,在采用了M88/3发动机的缸盖后,气缸的压缩比也提高到了10.8:1,在高功率、高转速、高压缩比的影响下,腹内加强也是势在必行,换上了铸造活塞、连杆以及完全重做的曲轴配重。

至此,本文主角S14发动机正式诞生,在经过以上优化加强后,2.3L排量下可输出147kW的最大功率,以及240N·m的峰值扭矩,后期提高到了162kW,峰值扭矩为245N·m,2.5L发动机的赛化版最大功率更是可以达到278kW。

战绩辉煌

宝马M3(E30)的轻量化+大马力策略大获成功,连续两年登上了Deutsche Tourenwagen Meisterschaft的最高领奖台。

极佳的平衡性是宝马M3(E30)成功的根本原因。除S14发动机以外,该车不但进行了减重,还采取了激进的空气动力学措施,通过改变挡风玻璃的固定方式有效减阻,加装前分离器、侧裙以及尾翼的措施也降低了高速行驶时产生的升力。

制动系统还搭载了ABS,有效提升了制动效率,5挡传动比为1:1的密齿比“狗腿”挡5速变速器,以及摩擦片式限滑差速器也令其加速能力和操控性有所加强。

此外,宝马M3(E30)在世界范围内的房车赛事中都获得了成功,先后赢得了世界房车锦标赛、欧洲房车锦标赛、澳大利亚房车锦标赛、日本房车锦标赛等赛事的冠军,几乎横扫了其参加的所有比赛,同时得益于发动机优异的可靠性,该车还曾连续5次赢得纽博格林24小时耐力赛。

结语:

M10与M88两款发动机无疑均拥有举足轻重的历史地位,前者在围场内的出彩表现虽仅为昙花一现却足够深刻,后者则因M1这一宝马品牌历史上空前的佳作而被众多车迷所熟知,两者强强联合后诞生的S14发动机,不但横扫了当年的各大房车赛事,更催生出了延续至今且声名远扬的M3系列车型,在种种光环的加持下,令其成为了宝马最具传奇色彩的发动机之一。

(文中图片来源于网络 侵删)

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