很多汽車制造商宣佈放棄燃油發動機時,BMW卻選擇繼續研發內燃機。
接下來將要驅動BMW新7系的必然是一臺發動機領域的璀璨明珠。
讓我們來共同見證一下吧。
如果說BMW集團決定繼續研發傳統發動機,那這對於查驗汽缸蓋罩下的部分來說絕對是個很好的理由。
BMW開發部主管弗蘭克·韋伯明確表示,BMW要多條線路並進,這其中當然包括了內燃機。
他還說,對於新7系來說,歐7、歐8排放標準都不在話下。
這番話似乎是想要告訴我們什麼,而且他居然還用『調皮的』眨眼動作來撩撥我們的好奇心。
BMW是如何以合理的成本來實現技術可行性內最低排放水平,以及應該如何來打造一款既能兼顧舒適、平順又帶有典型BMW運動風格、動力強勁的直列六缸發動機呢?想必BMW一定是使用了一些特殊手段,否則應該是行不通的。
難道是在一級方程式裡使用的預燃室燃燒系統?室內點火?可變壓縮比?好像又都不是。
倒更像是他們對先前已掌握的技術的進一步開發及完善,同時引入更新的48伏混動技術,這樣的事情似乎也隻有BMW才能做得來。
讓我們一步一步來了解吧。
BMW發動機項目經理托馬斯·賽勒和馬丁·韋策爾已經在測試車間等候我們了。
現在是周五中午,我們將所駕駛的長期測試車iX3接上線充電,抬頭就看到一臺大號六缸發動機在強光照射下被抬升起來。
不知何故,此時有些惆悵,同時伴有些許世界末日的情緒,或許是因為這臺發動機是在慕尼黑這裡開發的最後一臺六缸發動機。
當然,之後可能會有小的更新,但是大幅度的,比如該發動機所使用的全新汽缸蓋和新的氣門控制,另外一整套熱動力循環流程,怕是不會很快再次出現在這裡了。
相反,在接下來的20年裡,應該都不會有什麼變化了。
『我們從概念提出階段就非常重視將靈活性最大化,因此針對目前還在討論中的廢氣排放場景和法規要求,我們可以迅速做出響應』,兩位經理解釋了目前的大概情況。
我們想要找到排氣歧管,但它卻不見了!也就是說,來自所有汽缸的廢氣熱量都會匯集在鋁制汽缸蓋內,並通過僅有的兩個出口端進入雙渦管渦輪增壓器。
這到底是怎麼實現的?『通過優化冷卻管道,我們可以使鋁的溫度保持在較低的水平』。
優化冷卻管現在比以往任何時候都容易實現,因為整個鑄造型芯是由3D打印機生成的。
這樣一來,當發動機啟動後,它排出的廢熱氣能夠在盡可能高溫的情況下到達渦輪增壓器,然後立即去往直接相連的廢氣濾芯,以便在最短時間內開始廢氣凈化工作。
這就開始了?是的,直接連接在渦輪機外殼上的顆粒過濾器能夠迅速對廢氣進行轉化,因為新開發的過濾器原件具有催化塗層。
這樣做的目的就是為了能夠提高在靠近發動機處清潔過濾廢氣的效率。
不過,最大的秘密還是隱藏在一個小小的精密機械傑作中。
『排氣側的滾子搖桿可以被關閉,這樣能使氣門升程為零』,原來如此!氣門不動,沒有氣體交換。
關閉汽缸,再也沒有廢氣排出。
那進氣呢?『我們進一步對Valvetronic進行了深度開發,讓它也能夠應對氣門升程為零的情況』。
好吧,通過這種方式,發動機能夠在氣門沒有任何運作的情況下依舊向前牽引。
但這有什麼意義呢?』我們稱這種模式為『揚帆2.0』。
當氣門關閉,不會發生氣體交換,活塞實際上是在與空氣彈簧對抗。
這樣一來,我們最大程度地減少了阻力矩並由此最終大大減少了二氧化碳排放量』。
然後就隻需要克服發動機摩擦力,這會顯著增加可回收能量,這些能量能夠在汽車滑行時轉移到電池中存儲,或者允許汽車在發動機耦合狀態下滑行。
當然還有另外一大優勢,發動機可以在油門踩下的一瞬間也就是第一下油氣混合物噴射時立即進入工作態,因為在噴射之前發動機會始終保持轉速。
新的亮點是Valvetronic以及首次由供應商舍弗勒開發、用於BMW發動機的排氣系統現在均為電動。
甚至Vanos正時調整也不再是液壓的,而改為電力驅動。
通過這種改變,能夠節省大量安裝空間及時間,而且可以在機械條件允許的框架內更靈活地編程,借此將原始排放量降至最低。
這意味著發動機廢氣後處理能夠按照不同國家對廢氣處理的特定要求及法規迅速做出反應。
這種靈活性目前來看是非常必要和迫切的,因為包括政治層面在內,這個充滿變數的時代需要針對不同市場做出不同決策。
當下最大的挑戰並不是要造出一臺多麼強大或者清潔的發動機,而是如何使用盡可能少的技術方案來滿足盡可能多的各種要求。
言歸正傳,看上去這似乎已經完美地實現了,特別是通過提高能量回收水平,能夠讓駕駛者在更長的時間內使用純電駕駛。
這臺六缸發動機通過兩種方式進行汽油噴射:通過低壓系統將油氣混合物註入進氣歧管,以及通過高壓系統將其直接註入燃燒室。
優點是在非常低的負載下能夠確保油氣充分混合。
再配上氣流阻力非常低的進氣管道,不僅確保了更均勻的填充,而且能夠在燃燒室內產生更好的湍流。
最後,發動機根據米勒循環過程工作,在活塞仍在下沖時關閉進氣門,因此處理同樣壓縮量的混合物所用時間更短,換句話說,該發動機有著更好的燃燒效率。
這臺發動機上的活塞似乎經過了精細加工,具有罕見的凹型燃燒室和線條明顯的汽缸蓋,這也印證了這臺發動機的高壓縮比。
這臺發動機將被裝配到哪些車型上呢?首先將應用在即將面向市場推出的新7系的兩款車型中,包括在美國、中國和其他特定市場提供的BMW 740i。
它將搭載最強勁的3.0升發動機,最大功率為380馬力《280千瓦》,最大扭矩520牛·米,通過輕混系統可以短暫將扭矩輸出提高到540牛·米。
面向中國市場還將推出735i,具有286馬力《210千瓦》功率輸出以及最高達425牛·米的扭矩。
與前一代六缸發動機相比,BMW的新一代六缸發動機在油耗方面簡直無可匹敵:百公裡綜合油耗7.0~8.0升,而二氧化碳排放量為每公裡159~183克《WLTP》。
看來BMW在內燃機領域的努力是值得的。