涡轮次世代 奔驰、宝马的小排量涡轮引擎.doc

涡轮次世代 奔驰、宝马的小排量涡轮引擎从几年前，欧洲就刮起了一股涡轮增压引擎的风潮，最初是2006年，宝马宣布在旗下车型中使用代号N54B30的直列六缸双涡轮增压引擎，外加从更早时候起，就一贯爱在旗下车型使用涡轮引擎的大众集团在旁推波助澜。一时间，涡轮引擎的风头无两恐怕除了hybrid混合动力和衍生出的一系列相关动力系统之外，涡轮增压引擎成了最受关注的动力驱动方式。这股风潮在最近几年间不仅席卷几家德国主流车厂，更是刮遍了整个欧陆，法国意大利的车厂纷纷开始效仿。时至今日，连北美和日本的汽车厂商也不能免俗的开始加入这股风潮。什么Twin-power Turbo、TFSI、Ecoboost之类的被各个车厂新创造出来名词在各类汽车媒体上可谓是不绝于耳。为什么是涡轮增压？众所周知，欧盟诸国在环保方面的法规一向算得上世界上最严格的之一，在汽车排放标准方面更是近乎苛刻。当然，从另一个方面讲，欧盟国家算得上这方面的先行者，看看现在全球的汽车排放标准大多都以欧盟发布的标准为基础做修订就知道了。让人无法拒绝又让人发愁的环保而面对越来越严苛的各类环保标准，同时，又面对对动力无止境的更高追求；外加面对高油价导致的用车成本上升，只能降低车辆油耗作为对策。各类汽车厂商不约而同的放弃了以自然吸气引擎为产品线主力，而改为选择各类涡轮增压引擎作为新的主要产品。这样的选择，到底原因是什么？混动是够环保，但全线混动？车厂只要没疯就不会那么干接触过汽车改装的朋友都应该知道，提高一台原有的自然吸气引擎的动力输出的办法，基本上无外乎三种：要么继续保持自然吸气的进气方式，以提高进排气效率，提高转速，提高压缩比等方式增大动力；要么就是将引擎改为强制进气方式，也就是采用涡轮增压或者机械增压的方式，藉此提高进气效率，从而提高动力输出。CNC机床提供的高精度制造，也存在相比涡轮引擎更大的工作噪音、更复杂的结构、更高的生产成本、更大的动力舱空间占用等多种不利于大批量生产成本的问题。双涡管技术的涡轮那么无疑的，所剩下的提高动力的方式，只剩下涡轮增压这一种了。有turbo lag（涡轮迟滞）？那么就用小一点的涡轮机，外加更高效率的叶片设计，大不了再来个最初为拉力赛车研究的双涡管技术（twin-scroll turbo，宝马就特爱用这个），甚至像高端性能车型的涡轮机一样，用上滚珠轴承。扭矩输出不够平顺？那么就用更精确的ECU控制引擎问题反正是可以解决的，纵使小型涡轮会造成高转速下不够力的情况，但毕竟逼近红线的高转速一般也用不到。涡轮引擎综合下来还是现时下对于车厂们来讲最好的选择。取代直列六缸BMWN20N20引擎（1）想到宝马近年来著名的民用引擎，大多数车迷朋友恐怕都会想到经典的宝马直列六缸，中等排量，自然吸气结构引擎。在民用领域的诸多近乎讨厌的限制下，比如要限制排放，限制噪音，尽量控制制造成本，又要求近乎全转速区域下较好的性能，宝马可以说已经把直列六缸自然吸气引擎做到了极致，包括M54B30、S54B32、N52B30等一系列经典引擎一步步的把宝马抬上了神坛。民用宝马直列六缸引擎的最高峰S54B32不过到今天，宝马似乎开始放弃这个他们依仗了近乎20年，也在车迷眼里有着盛誉的结构了。未来，现在的铝镁合金缸体，直列六缸自然吸气结构的N52B25（排量2.5L）和N52B30（排量3.0L）就将被这台崭新的名叫N20B20的2.0L直列四缸涡轮增压引擎替代。这是自1970年代的2002系列车型以来，宝马第一次重新大规模使用直列四缸涡轮引擎。这个N20B20何德何能，能有能力替代声名显赫，拿过一大摞引擎方面大奖的N52系列引擎呢？享有盛誉的N52B30引擎说到宝马的2.0L直列四缸引擎，大多数人都会想到现在宝马在入门级车型上使用的N45B20S和N46B20，如果是资深一点bimmers，可能还会记起用在参加包括WTCC在内的各类S2000组赛事的赛车320Si上的那台P45B20引擎。现在宝马在自己品牌下提供的小排量直列四缸引擎基本也就是这些。宝马1系使用的N45B20S引擎但相信拥有或者开过现款宝马120i、318i/320i的朋友有一个感受N45B20S引擎（120i采用）或者N46B20引擎（318i/320i采用）的行驶感受实在是有点不大BMW。虽然采用了进排气双侧VANOS（德文Variable Nockenwellen Steuerung的缩写，宝马的连续可变气门正时技术），电子节气门控制等技术，但运转平顺性简直可以用差来形容。当然，如果是什么在引擎方面籍籍无名的小厂的出品，也就没什么所谓，完全在可接受范围。但宝马在引擎方面技术完全可算得上世界各大车厂的最顶尖水准，这俩直列四缸引擎的水平真的只能给一个“差”的评价。宝马3系使用的N46B20引擎正因为此N20N20引擎采用了全新的缸体设计。可能有朋友要问了，具体排气量都是1997cc，恐怕缸体也一样吧？在这里可以负责任的跟您说，这是全新引擎？证据？N20B20和之前的N45B20S或者N46B20的缸径和冲程都不同，前者是84.0mm*90.1mm，后者则是85.0mm*88.0mm或者84.0mm*90.0mm。缸体结构都和之前的引擎不同，怀疑N20B20引擎会继续以前的旧式N45和N46系引擎杯具的朋友尽可以把心放到肚子里。取代直列六缸BMW N20N20引擎（2）如刚才所说，让您对这台新引擎安心。确实，机械上的一些改变，从技术角度讲可以说巨大，但对实际感受的改善不一定有着特别大的好处。为了让大家安心，还是爆点料吧。几个月前，我和友人参加宝马组织的在地球上某个地方举行的某个活动，（请原谅，时间地点没办法明确，不然一说您准知道，不是我在故作神秘，同行的朋友当时就因为乱发微博给人家车厂造成了不大好的后果），当时机缘巧合下，小试了身为试装车的装备N20B20引擎的X1 28i。很奇怪的是，那几台试装测试车，不同于X1之前的汽油版们几乎均为X-Drive型号，而是和柴油版X1中一部分一样是后驱型号。将首个换上N20B20引擎的新款宝马X128i首先没有了前驱动轴的负担，再加上重量比四驱版本稍轻，前轴负载也更低，确实从车架的感觉来说比现款的用N52B30引擎的四驱X1要轻快。但毕竟是同一副车架，操控的大致感觉和之前的X1并无区别，相比更大型的宝马SUV，更像同平台的轿车，3系。基本就可以说是台底盘距地高度稍大，车体高度也稍大的3系。双涡管涡轮的内部结构由于毕竟是涡轮引擎，加上有着被宝马方面成为Twin-power的双涡管涡轮技术，涡轮介入很早，启动比较快（但别说试装车，正式车型都没涡轮压力表，不知道什么时候这个引擎进入正压），几乎感觉不到turbo lag。中段扭矩也比自然吸气的N52B30要丰盈。但缺点在于涡轮启动前，对于X1这种不是很重，但也绝对不轻盈的车来说，动力感相比N52B30感觉欠缺一些。同时，由于使用的涡轮机实在是不大，像其他最近几年诞生的宝马民用涡轮增压引擎，比如N54B30或者N55B30一样，在原装状态下，高转速的动力延续性不够好（那台车的红线转速仅为7000rpm），整体的转速攀升速度也不如N52B30给力。宝马N20B20引擎总而言之，以X1作为搭载的平台来说，用了新式的N20B20涡轮引擎取代N52B30引擎，得到的改变就是更丰盈平滑的中段扭矩。但是初段的动力感觉稍微差一丁点，尾段的动力延续性也稍差。至于油耗方面，我们实在是没专门注意，和N52B30相比似乎稍低。不过喜欢改装的朋友恐怕有福了，宝马如果没不正常的功力发挥过低的话，可以推测这引擎小幅度增加，弄出个和N54B30涡轮引擎高输出版本原厂相同的动力还是没问题的。搭载于X1的N20B20引擎从动力输出数据方面也可以看出前面提到的N20B20与N52B30的区别。N20B20引擎的最大输出为，最大马力245ps/5000rpm、最大扭矩350Nm/1250rpm-4300rpm，红线转速7000rpm，压缩比10:1，涡轮增压值1.2bar（宝马的压缩比和增压值给的够高的）。N52B30引擎则是（这里以搭载于X1 28i的为例，各版本的N52B30因生产批次和搭配ECU不同，共有9种输出值），最大马力258ps/6600rpm、最大扭矩310Nm/2600rpm。从体验来讲，新采用的N20B20引擎虽然马力稍有下降，但却拥有更大的扭矩，却并没有感觉加速比N52B30引擎更猛，6.1s加速时间相比之前的6.8s区别不小，但主观感受区别却并不大，实际上个人还是喜欢N52B30引擎的顺畅感觉多一点。不过相信没人介意自己的车更快一点，也更省油一点的。牺牲一点顺畅度换更强一点的输出，更经济的能耗，应该。还算是划算的买卖。N20B20引擎无疑给X1带来了更好的动力而除了这里已经介绍过的N20B20，还有一款现在还并未进入正式生产状态的演化自Mini CooperS使用的N14B16引擎的1.6L直列四缸涡轮增压引擎N13B16，直接替代现在的N43B20以及N45B20S、N46B20引擎作为宝马产品线里的入门级产品的动力。刚刚发布的代号F20的新一代宝马1系就首个开始采用这款N13B16引擎。将首个使用N13B16涡轮引擎的新款1系未来，宝马从1.6L直列四缸涡轮增压的N13B16引擎，2.0L的N20B20引擎，3.0L的直列六缸涡轮增压的N55B30引擎和直列六缸双涡轮增压的N54B30引擎，V型八缸双涡轮增压的N63B44引擎，V型十二缸双涡轮增压的N74B60引擎，普通引擎产品线几乎将全数使用涡轮增压技术。而将继续保持自然吸气传统的大概只剩下M-POWER旗下的S65B40引擎（本代M3使用，但据传下代M3也将使用涡轮增压引擎，至于其他M系车型已经确定使用涡轮引擎）以及BMW Motorsports旗下各类不对民间市场发售的P系赛车引擎。唯一新入门级引擎奔驰M271 Evo引擎未来，不，奔驰的脚步似乎比宝马快了那么一点，应该说是现在。奔驰新的型号为M271DE18LA（亦称M271 Evo）的1.8L直列四缸涡轮增压引擎，已经取代了原先的1.8L直列四缸机械增压引擎M271E18ML/M271DE18ML（注1），以及更高排量的2.5L V型六缸自然吸气引擎M272E25，在现时下的奔驰产品线当中，广泛的用于C级、E级等车型，成了近乎唯一的入门级引擎动力配置（前轮驱动的A级和B级使用的引擎不算）。曾经的M271DE18ML机械增压引擎可以说奔驰是豪华品牌当中使用增压引擎的先驱，只不过以前是机械增压，而新的M271DE18LA引擎延续了旧式机械增压型M271E18ML/M271DE18ML引擎的82.0mm*85.0mm的缸径冲程尺寸。主要的区别在于增压手段由Eaton提供的罗茨式风机为主要部件的IHI提供的机械增压套件（Roots type supercharger）改为一台IHI提供的涡轮。在低输出版本上，最大马力为184ps/5250rpm，最大扭矩270Nm/1800-4600rpm；高输出版本则为最大马力204ps/5500rpm，最大扭矩310Nm/2000-4300rpm。奔驰CGI直喷的内部构造不出意外的，和其他欧洲车厂近几年使用的小排量涡轮引擎相同，M271DE18LA引擎使用的由IHI提供的涡轮也是相当小型的涡轮，同时配合较高的压缩比（9.3）藉此尽量降低涡轮迟滞问题。之前曾经坊间有传闻，说这台引擎原装的涡轮进排气侧大小区别很大，像是IHI RHX6那样的产品一样进气侧大，排气侧小。最新式的M271DE18LA涡轮增压引擎但这个传闻似乎没有什么依据，这颗个头很小的涡轮的A/R值还是颇为正常的。毕竟如果真是类似RHX6那样的设计，虽然能带来强悍的高转速动力延续性，以及极好的响应性，但排气压力和排气温度的过分高涨对一台普通民用引擎实在是太过艰难的考验（瞧瞧RHX6那种涡轮搞坏了多少引擎就知道了不是什么引擎都有专门的赛车引擎那种强度和耐受度的），奔驰方面还不至于在一台入门级引擎上如此疯狂。M271DE18LA上运用的IHI代工的涡轮至于传闻的依据，猜测起来讲估计很简单：这台引擎的驾驶体验确实比通常的欧洲原厂小排量涡轮引擎要猛那么一点，尤其是全油门加速，进入全增压时的加速性的改变近乎不像德系车一贯的委婉，同时高速特性也还算不错。但可别误解凭借这么一颗以重度改装车/赛车标准来说，进气侧小的近乎可笑的原厂涡轮能有多好的高转速能力，它还没IHI VF36之类的涡轮猛呢。改款后的C级继续将用M271DE18LA作为入门级动力不过这台引擎的潜力还是蛮好的，当然，德国车的相关改装产品一般不会弄得跟日本人那样近乎暴戾，但MKB方面的很简单的套件就能把这台M271DE18LA提高到250ps最大马力的水平，基本和旧式M271E18ML最高等级的改装套件水平无异，直接超过C280/C300的原装水平，加速能力当然也一并超过听起来是不是挺值的？C200 CGI或者E200 CGI以奔驰的价格来说可不是很贵。M271DE18LA将成为全新的C-Coupe的入门级动力就是像是如果用了MKB这类牌子的ECU之后，驾驶感受颇为不像奔驰传统的多少有点老气横秋，动力反应灵敏如性能车，多少少了一些原装时候的平顺性，如果您不讨厌这个特性在奔驰上出现，还就不妨试试。一套MKB的比较简单的套件市价也就10000多块，提高的动力水平让您的车直接超过更高等级引擎的同系奔驰。奔驰新世代主力V8引擎，M278奔驰对于动力涡轮化的热心程度似乎并不比宝马方面逊色，在新的C级，C级Coupe，E级以及E级Coupe等车系选用了M271DE18LA这款涡轮引擎之后，除了中等排量的引擎还将继续维持以自然吸气形式的M272DE35/M276DE35等引擎为主之外，更大的V8引擎将从自然吸气的M273系列改为4.7L排量双涡轮增压的M278引擎，AMG(微博)方面，有着相当强悍性能的M156引擎则将被排量稍小，但是性能更吓人的5.5L M157引擎替代。AMG最新的V8双涡轮M157引擎注1：可能大家对奔驰颇为冗长的引擎编号有所疑惑，其实很简单，跟您一说您准明白：头四位的“M*”，比如前面提到的M271和M272是引擎的系列号，说明引擎属于哪个系列。之后的E或者DE分别指电子燃油喷射（Electronic fuel injection）和缸内直接燃油喷射（Direct injection，亦即使用了奔驰的CGI直喷技术），再然后的两位数字就是排量，最后的字母一般是像宝马那样用来区分生产批次和由此带来的设计改变。从联姻涡轮的双B到全线涡轮的未来双B，也就是奔驰和宝马（Mereceds-Benz和BMW，字头都是“B”字，故称双B）开始在民用车上大规模使用涡轮引擎，可以说始于几年前的宝马335i。而到如今的2011年年中，显然两幅新的产品线已经展现在车迷和用户们面前。无疑，这两个老牌德国的全线涡轮化已经成为一种既成事实。2006年海外上市的宝马