宝马两代涡轮增压系统对比

Kenty

宝马两代涡轮增压系统对比

前言：

    随着国内大众对 TS I 技术的推广，涡轮增压车型越来越受到人们的关注。涡轮增压耗油、有涡轮迟滞已经不再是当下涡轮增压技术的瓶颈。同是德国厂商，宝马的涡轮增压技术却没有得到广泛的关注。的确，在自然吸气时代，宝马的发动机根本不需要宣传，绝对是行业内最平顺动力最好的自然进气发动机之一。进入了涡轮时代，宝马一如既往地以其创新精神以及技术上的精益求精，来打造其最新型号的涡轮增压发动机。但是对于一般车主来说，除了 TS I ，你有了解过宝马的涡轮增压系统吗？本文就来讲解一下宝马涡轮增压发动机的那些事！

正文：

         


       不论是宝马用于 5 系 GT 上的 N 55 涡轮增压发动机还是 X6 3.5i 上的那一台 N 54 涡轮增压发动机，其实都是源自六年前的那台设计极为出色自然吸气直列六缸的 N52 发动机。上面图片中，上图是 N 54 和 N 55 的动力特性曲线，下图是 N 52 和 N 54 的动力特性曲线。由于三款发动机排量都为 2979 cc ，也就是其发动机的汽缸体是一样的，所以其动力输出就很能反映技术的改进。下图可以看出，N 54 由于增加了涡轮技术，动力性能相对于 N 52 大幅提升；而上图中，N 55 比 N 54 却提升不多。难道， N 55 就是 N 54 的马甲？错了！无差别的东西又如何能让宝马在其发动机发展史上写上一个新的发动机代号呢？ N 55 和 N 54 的差别实际上不是一般的小，严格来说，两台发动机的设计取向上就已经有了很大的区别。
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[ 本帖最后由 Kenty 于 2010-6-14 02:01 编辑 ]

Kenty

巨大差别：

下表为 N 55 相对于 N 54 发动机的一些新的改进：

N 55 发动机相对于 N 54 发动机的区别
部件	差别
汽缸盖	集成喷油嘴冷却水道
气门盖	集成新型曲轴箱通风管
曲轴	非对称平衡块分布和减轻重量
活塞与连杆	连杆小头的成型孔以及无铅轴瓦
皮带和附件	新型皮带驱动装置和震动吸收器
废气涡轮增压	搭载电子废弃旁通阀和双涡卷单涡轮
尾气催化器	没有安装在车底的尾气催化器
喷油嘴	电磁式喷油嘴
发动机管理系统	安装于节气门上，由进气门气流冷却
空气流量计	改进信号质量和温度阻值特性
汽油压力传感	新的绝对压力传感器
汽油温度传感	安装于主油管上
点火线圈	更高的点火电压和改进的电磁辐射性能
制表：www.pcauto.com.cn

N 55 对 N 54 细处修改多不胜数，但最为重要的修改包括以下几个方面：

    1. 简化的进气系统，N 55 的进气系统取消了 N 54 系统中的一系列进排气旁通阀，结构更加简单。
    2. 采用了双涡卷单涡轮设计，放弃了 N 54 系统中的双轻质涡轮。
    3. 发动机电脑位于进气歧管上，能够利用较低的进气温度气流对发动机控制单元散热。
    4. N 54 取消了在 N 52 发动机上的 Valvetronic 无级气门扬程控制系统，N 55 重新加入最新的 Valvetronic 3 系统。

进气系统大革新：


         

   上面，左图是 N 55 发动机的进气系统结构图，可以看出，其进气系统和一般的单涡轮发动机的结构非常相似，结构简单、效率高是 N 55 的出色特点。右图 N 54 由于省略了 Valvetronic 系统，所以进气系统的设计复杂不少，红框中的是进气系统中的其中一个进气过压旁通阀，在进气压力过高时就会把增压侧的压力卸载到非增压侧。绿框中的是 N 54 双涡轮系统，可见双轻质涡轮虽然能够增强发动机的响应性，但增加的管路使得发动机布置极为复杂。

双轻质涡轮大战双涡卷单涡轮：

            

    上图中，左侧为 N 55 双涡卷单涡轮，可以看到排气侧涡轮外壳有双涡卷设计，能够极大提高涡轮转速。右侧为 N 54 双轻质涡轮则在系统上更为复杂。N 54 采用双轻质涡轮的思路在于让涡轮增压发动机能够有自然吸气发动机般的良好油门响应，N 54 的确做到了，但是代价却是显而易见的。N 55 回归经典的单涡轮设计，通过涡轮结构的改造，配合 Valvetronic 3 对进气量和进气时间的精确控制，达到了超越 N 54 的目标。在超越 N 54 的同时，系统结构得到极大的简化，这才是 N 55 真正吸引人的地方。

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[ 本帖最后由 Kenty 于 2010-7-8 03:51 编辑 ]

Kenty

进气歧管上的空冷 ECU 单元：

         发动机电脑主动式空气冷却在宝马的车型中不是第一次出现，在宝马上一代的车型中早有使用。通过在电控箱内安装主动式散热风扇，为控制单元散热。此次 N 55 使用一种更为创新的控制单元散热形式，把控制单元安装在进气歧管上，利用进气低温气流对控制单元降温。这种更为简单高效的散热方式，似乎只有宝马才能想出来。

Valvetronic 升级进入涡轮时代：

       自然进气发动机通过 Valvetronic 能够非常精确地控制发动机的进气时间和进气量，这使得宝马的 Valvetronic 发动机非常高效，出色的燃油经济性以及强大的动力输出并行不悖地集成到同一款发动机产品身上。率先进入涡轮时代的 N 54 发动机放弃 Valvetronic ，转向复杂的进气系统，换来的是简约的发动机设计以及比 N 52 自然进气发动机强大许多的动力。N 55 在设计思路上有所改变，显得更加合理，整个发动机进气系统简化的同时，加入最新的 Valvetronic 3 气门可变技术，使得即使在涡轮增压的工况下，也能够很好在不同转速，不同工况下控制发动机进气量和进气时间，实现更好的燃油经济性。由本文开始的参数表格中可以看到，N 55 的环保性能符合欧 5 标准，燃油经济性和排放相比 N 54 有明显的改善。这就是 N 55 真正强大的地方，也是 Valvetronic 3 在涡轮时代最为凸显的贡献。

总结：

    个人觉得，就发动机系统设计而言，N 55 的设计无疑更加出色。而对于改装发烧友来说，没有精密的 Valvetronic 限制，N 54 的改装潜力更大，也能够压榨出发动机的更大潜力。随着人们环保意识的提高，对于燃油经济性以及环保性能的要求越来越高，Valvetronic 将在涡轮时代焕发新的春天。N 54 和 N 55 的结构差别非常大，尤其是进气系统上；无差别的是宝马对创新技术以及环保性能的不断追求。希望本文能对那些热爱技术的车友有一定的帮助。


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[ 本帖最后由 Kenty 于 2010-6-14 01:42 编辑 ]

dada2004

期待很久了。
感谢详细解说。

Kenty

也是难得找到这篇文章,,很多人都说N54好,,说N55是乞丐版,,

现在看,,,N55的进步还是明显的,,动力稍有增长,,但结构简单,,省油,环保,,已经足够,,

当然,,买车就改的未必喜欢,,

Arthur

学习了。