揭秘 寶馬 5.0-liter V10引擎
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V10是唯一一款安裝在系列生產(chǎn)轎車中的高轉(zhuǎn)速動力單元。這款新發(fā)動機被安裝在BMW車型家族中動力最為強勁的量產(chǎn)轎車上,并因此在該等級的轎車市場中再次確立了新的基準(zhǔn)。
BMW M5中的新款V10發(fā)動機:
發(fā)動機中的杰作
每輛BMW的核心都是其動力強勁的發(fā)動機。BMW M GmbH也確實將這一原則應(yīng)用到了所生產(chǎn)的每款車型當(dāng)中。但是,僅僅這樣介紹M5中的新款發(fā)動機的確有欠公允:毫不夸張地說,這款10缸動力單元是現(xiàn)代發(fā)動機制造領(lǐng)域的一個里程碑。它是當(dāng)今世界系列化生產(chǎn)轎車中采用的最具誘惑力的發(fā)動機之一。
一些汽車發(fā)燒友對發(fā)動機的聲音也很著迷。V10當(dāng)然不會令他們失望:
這款技術(shù)杰作所發(fā)出的聲音對于車迷而言,如同音樂愛好者聽到了交響樂。類似于BMW F1賽車發(fā)動機的渾厚音響讓人過耳不忘。M5的V10發(fā)動機與F1賽車的相同之處當(dāng)然不僅僅只是氣缸的數(shù)目。這兩款發(fā)動機都采用了高轉(zhuǎn)速的設(shè)計理念,該理念旨在使發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生巨大的前推力,是BMW M GmbH制造的高性能自然進氣發(fā)動機的一個典型特征。所有這些加上10個氣缸,令發(fā)動機渾厚的工作聲如同樂隊奏出的最強音,使人們能夠立即擁有在真正賽道上的振奮感受。
首次將高轉(zhuǎn)速V10發(fā)動機安裝在量產(chǎn)轎車中
新款M5的高轉(zhuǎn)速V10發(fā)動機過去一直用于賽車和低產(chǎn)量汽車,這是它第一次被安裝在系列化生產(chǎn)的汽車上。為了延續(xù)M系列在車壇中獨一無二的崇高聲譽,這款高性能動力單元帶來了真正令人矚目的強大動力:十氣缸,五升排量,最大功率507馬力和最大扭矩520牛頓米。發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速可達8,250轉(zhuǎn)/分鐘 – 道路行駛車輛中的卓越運動家。
然而,這款發(fā)動機所擁有的不僅僅是優(yōu)異的性能數(shù)據(jù)。如果您僅稍稍踩下油門踏板,這臺高轉(zhuǎn)速自然進氣發(fā)動機典型的賽車特質(zhì)便會立即表露無遺。不僅如此,它也極為適合日常駕駛。M5是一款具有賽車心臟的轎車 – 換句話說,就是一款適合道路行駛的運動型轎車。M5可以完全滿足這兩個方面的所有要求,從而開創(chuàng)了一個全新的自由天地。20年前第一代M5的發(fā)布標(biāo)志著運動型轎車市場的確立,現(xiàn)在,這款嶄新的發(fā)動機則再次指明了這類轎車未來的發(fā)展方向。
來自F1發(fā)動機的靈感
這款發(fā)動機是BMW M GmbH的工程師們從草圖開始重新設(shè)計而成的。在構(gòu)建這款發(fā)動機時,工程師們從BMW F1發(fā)動機中汲取了靈感,而BMW F1發(fā)動機通常被認(rèn)為是賽車場上最強勁的發(fā)動機。另一方面,他們也將系列化生產(chǎn)轎車的所有M特色功能完好地繼承了下來,如bi-VANOS、獨立節(jié)氣門和當(dāng)今功能最強大的發(fā)動機電子系統(tǒng)、公司內(nèi)部開發(fā)的專用技術(shù)、以及橫向力受控的機油供給系統(tǒng)等。
前款M5的V8發(fā)動機的最大功率已達400馬力,因此,新一代的V10發(fā)動機如果希望更進一步,要做的只有一件事:提高動力性能。為了達到這個目的,在發(fā)動機設(shè)計中通過可以有三種選擇:通過增加排量提升最大扭矩、利用渦輪增壓器或壓縮機增加功率輸出,或者采用高轉(zhuǎn)速的理念增加扭矩。
動力不僅僅是增大馬力
僅僅增加輸出功率是不夠的。加速特性與駕駛動力是更為重要的方面,它們在很大程度上取決于實際的前推力與車輛重量。驅(qū)動輪的前推力是扭矩與總傳動比共同作用的結(jié)果。高轉(zhuǎn)速設(shè)計極大地優(yōu)化了變速箱與后橋的傳動比,反過來也有助于釋放巨大的驅(qū)動力。
如果從物理定律上考慮,即使兩臺發(fā)動機具有相同的輸出功率,我們也可以分出優(yōu)劣。如果增大發(fā)動機的排量來獲得高性能與高扭矩,必然會帶來附加的問題,如重量增加、需要更大空間、以及耗油量升高等。增壓發(fā)動機也有缺點。它們在燃油經(jīng)濟性與自然響應(yīng)速度(即發(fā)動機對于駕駛者的輸入指令的迅速反應(yīng))方面通常都不能令人滿意,無法達到M型嚴(yán)格的整體設(shè)計要求。
高轉(zhuǎn)速設(shè)計是一個完美的解決方案
第三種方案,即采用結(jié)構(gòu)緊湊的高轉(zhuǎn)速自然進氣式發(fā)動機,才是完美的答案。如果僅僅是遵從傳統(tǒng),以下這個方案才是BMW的汽車工程師的理想選擇:通過增大扭矩來提高性能。從技術(shù)角度來說,高轉(zhuǎn)速設(shè)計更為復(fù)雜,因而更難于應(yīng)用于實際當(dāng)中。畢竟,BMW在新款M5中首次將高轉(zhuǎn)速V10發(fā)動機應(yīng)用在量產(chǎn)運動轎車中并不只是一個巧合。
這款10缸發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)速達到8,250轉(zhuǎn)/分鐘,而這一轉(zhuǎn)速區(qū)域此前一直是純正賽車的專利。通過比較我們可以看出:以前M5的發(fā)動機轉(zhuǎn)速用電子方式限制在7,000轉(zhuǎn)/分鐘。而新款的10缸發(fā)動機則突破了8,000轉(zhuǎn)/分鐘的限制。
運動型發(fā)動機同樣可以成為環(huán)保典范
當(dāng)設(shè)計排氣系統(tǒng)時,工程師們認(rèn)為最重要的是保持背壓最低,以及在如此驚人的動力性能及扭矩下確保最佳的動態(tài)氣流。排氣系統(tǒng)中消音器之前的部分均采用雙流設(shè)計。廢氣最終通過四根排氣尾管排出,這種造型設(shè)計也使得M型的后部很容易識別。在BMW M型汽車中,每根排氣管內(nèi)分別配備兩個三金屬涂層催化轉(zhuǎn)換器,用以凈化10缸發(fā)動機排出的廢氣,尾氣標(biāo)準(zhǔn)符合歐洲的EU4標(biāo)準(zhǔn)和美國的LEV 2標(biāo)準(zhǔn)。其中兩個催化轉(zhuǎn)換器位于車輛底板下方。
另外兩個(每排氣管各一個)側(cè)位于更靠近發(fā)動機的位置。由于排氣歧管的管壁極薄,這些催化器可以快速達到最佳工作溫度,這意味著它們在冷啟動后不久便可以開始充分發(fā)揮作用。此外,由于壓力損失低與機械強度高,為這些催化器帶來了極為出色的性能。