只求发挥到极致 宝马X4发动机技术解析

2014-07-25 16:42  作者: 黄赞

>>>TwinPower Turbo单涡轮双涡管增压技术

      所谓的单涡轮双涡管增压技术，你可以简单理解为将普通增压器上的涡管分割为两根涡管，按照发动机的点火时间，将点火时间相邻的两个气缸的排气管两两分开(N20发动机是1缸和4缸一组、2缸和3缸一组)，合成两个废气通道，进而推动涡轮。这样一来可以有效降低各缸的排气干涉，使气缸的排气进气更为充分。二来又能有效缓解涡轮增压低速时的迟滞性。以N20发动机为例，在1250rmp的时候就能爆发最大的扭矩，一直持续到4800rmp(高功率版)。

      双涡管单涡轮增压技术早已经在N55发动机上成熟应用，宝马获得成功之后又将这一技术运用到N20发动机上。

>>>进排气门可变正时系统(Double-VANOS)

      对于一些普通发动机(没有进排气可变技术的)而言，进排气门的相位都是固定不变的，这就很难顾及到发动机在不同转速和工况时的需求。那么，可变气门正时技术就是以改变配气相位而诞生的。

      N20和N55发动机上均采用Double-VANOS进排气门可变正时系统，与其他车厂的气门正时可变系统(类似于DVVT)的驱动方式相似，主要通过对电磁阀对机油的控制，来相应调节进排气Vanos调节机构，从而实现气门的提前或延迟连续可变。使发动机在不同工况下的换气都能达到最佳水准，“呼吸”的更加顺畅。

      进排气可变正时系统的进气Vanos的调节范围可达70°的曲轴转角，排气Vanos的调节范围可达55°的曲轴转角，相比于通用ECOTEC LLU 发动机的DCVCP可变正时系统(进气门可调范围为60°的曲轴转角，排气门可调范围为50°的曲轴转角)，双Vanos可变正时技术调节角度要大很多，更够大范围满足发动机“呼吸”需求。

>>>气门升程调节装置(Valvetronic)

      Valvetronic系统的原理与结构相对其他(如本田AVTEC等相似系统)来说是较为复杂。宝马的Valvetronic可变气门升程系统，主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。

      当电动机工作时，蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转，再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同，凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同，从而实现对气门升程的控制。这种气门升程的变化是根据发动机的不同转速和工况，自动且无极连续可变气门的升程。N20和N55发动机均有采用这种技术，其中N20发动机的进气门最大升程达9.9mm，排气门最大升程达9.3mm。

>>>高精度燃油直接喷射技术

      N20和N55发动机上采用的高精度燃油直接喷射技术其实就是与前几年大众一直宣扬的缸内直喷技术类似，缸内直喷技术与柴油发动机的燃油喷射技术很相似。通过高压油泵将燃油加压后，喷入气缸会使油滴更加细化，燃油与空气混合更彻底。同时发动机的压缩比也可以做得更大。以N20发动机为例，它采用的是Bosch高压喷射装置HDE，能根据发动机工况高精度控制燃油喷射。高压泵是一个单活塞泵，由排气凸轮轴通过一个三段凸轮进行驱动。

      配合Bosch的7孔喷射嘴式电磁阀喷射器能有效提高燃油与空气混合，这种电磁阀喷射器的喷射角度和喷射形状可变性较高，喷射压力最高可达200bar。通俗点说，能做到更加节油。

>>>特性曲线调节式机油泵

      N20发动机采用了早已在N55发动机上应用的特性曲线调节阀，数字式发动机电子系统可通过该调节阀以电动控制的方式来控制机油泵的输送功率。

      特性曲线调节式机油泵可根据发动机的转速进行调节，如在较低负荷时，可相应减小机油泵的输送功率而减小机油压力。

>>>双平衡轴

      四缸发动机相对于V型或者六缸发动机来说，由于其结构决定会存在一些内部振动，平顺性相对来说没有那么好。有些发动机内部会设计有平衡轴用于抵消发动机内部振动。大概原理是使用偏心轴旋转产生与发动机振动相反的振动从而实现消振的效果。专业点说就是以一个方向的角动量来抵消另一个等大反向的角动量。

      所以N55发动机因为是六缸发动机，并没有采用平衡轴技术。而N20发动机是四缸发动机，所以采用了双平衡轴技术以达到动力输出更加平顺，双平衡轴安装于发动机底部，由曲轴通过一个齿形链条进行驱动，可对发动机进行一阶和二阶的振动进行消除。