文|BMWSky
G28面世之后,有人觉得新一代宝马3系的发动机功率没有变化,就疯狂带节奏说宝马没良心,殊不知这款发动机已经进行了多项升级...B46TU、B48TU对比新型B48TU(Technical Update)发动机首次出现在宝马F39 X2 M35i上,后来也在G20 3系、G29 Z4、F40 1系等其他新车型上配备,美国低排放版本代号为B46TU,和B48TU相比在结构上大同小异。B48TU发动机的主要进化点:
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302 hp(225 kW)、332 lb-ft(450 Nm);
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发动机缸体、缸盖设计重新升级;
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曲轴减重;
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正时链条结构升级;
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皮带轮结构升级;
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分体式冷却系统;
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热管理模块增加电动分流式冷却阀(SCV);
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喷油压力提高到350bar,点火电压提高到42kV。
发动机机械层面(1)发动机缸盖发动机缸盖依旧由铝制制成;上图为不集成排气歧管的中高功率版本的B48TU,而低功率版本(国内目前上市的325车型)是采用了集成排气歧管的设计,更注重环保和经济性。(2)曲柄连杆机构经过升级的B48TU发动机的曲轴进行了升级,强度不减,但和连杆轴都实现了更加轻量化,减轻了1043克的重量。增强版曲轴则在B48A20T1(X2 M35i)上使用。同时连杆机构在涂层、锻造材料上也经过了升级。采用的IROX涂层是由粘合树脂基质的聚酰胺-酰亚胺和硬质颗粒相结合的固体润滑剂,能够更加有效地减小摩擦。(3)链传动
左:B48 右:B48TU
新型B48TU发动机的正时链条取消了中间轮设计,从而使得链条从两根变成一根,同时凸轮轴和链轮齿比也随之调整,8mm的套筒式链条、曲轴23个齿、VANOS单元46个齿,这样做的好处就是可以减少机械复杂性、改善车辆静谧性,同时降低空间需求、减轻重量,提升稳定性。(4)链条张紧器由于发动机缸盖及其他零部件的改进,链条张紧器的突出表面达到12.5mm,同时密封套也进行了改进。(5)正时链轮左:B46 右:B46/B48TU
VANOS单元由以前的36个齿增加到现在的46个齿,链条轨道也有1.5毫米的移位。(6)皮带轮左:B46 右:B46/B48TU
皮带轮经过升级之后,所有的辅助部件均由一个皮带驱动,这样有利于节省材料和空间。考虑到热膨胀和老化,传动带的扭矩必须限定于与带轮接触的连续压力,所以传动皮带的张紧器和交流发电机集成在一起,更轻量化、高效率。冷却系统(1)分体式冷却A:高冷却要求,冷却气缸盖B:低冷却要求,冷却曲轴箱分体式冷却系统是B48TU发动机的另一项新改进,这个概念系统曾在N63TU发动机上使用过,新增电动分流式冷却阀(SCV),以保证车辆在高负荷驾驶时也能平稳运行,让热量快速消耗、减小排放。这套冷却系统要保证气缸盖、曲轴箱的预热可以单独控制。由数字电机控制(DME),冷却剂通过SCV分布在预热管理模块,来达到分布要求。(2)热管理模块
1:加热回路 2/3:主/次冷却回路
热管理模块内的旋转阀是保证发动机各种驱动需求的冷却组件。各个冷却液通道的开口可以被打开或关闭,由数字电机(DME)来提供旋转阀所需的旋转角度,调节各个通道的冷却液量度。冷起动阶段
温度上升阶段
工作温度阶段
最大冷却阶段
在冷起动阶段中,冷却剂经由冷却剂泵的旁路循环。旋转阀的热管理模块关闭(打开压力为2.2 bar);温度上升阶段,系统打开除了热管理模块之外的其他通道,冷却剂流过气缸盖、涡轮增压器和发动机油液热交换器,分流式冷却阀(SCV)关闭;工作(稳定)温度阶段,旋转阀的开关大小位置就取决于冷却剂温度了,运行范围覆盖所有冷却液闭合回路;最大冷却阶段:在高强度驾驶/高环境温度下,阀门100%完全打开,旁通管线完全关闭,电路90%关闭,以实现最大的冷却液流量进入回路。(3)冷却泵泄压阀被安装在机械式冷却泵壳上,结合热管理模块,可以发动机更为迅速地达到理想温度,同时在冷却系统的高压环境中也可以减少泄漏和元件损坏。如果压力超过2.2 bar,阀门打开,冷却液流入回路通道;一旦压力下降至低于2.2 bar,阀门关闭,冷却液通过冷却液管道再次流回冷却泵内。排气系统涡轮增压器由特质钢体制成,且可以单独更换,只是B46TU和B48TU的涡轮在设计上会有所不同。燃油系统A:HDEV5 B:HDEV5 EVO C:HDEV6
整套系统可大致分为燃油供给系统和点火系统。为了满足日益严苛的排放法规,B48TU发动机的喷油压力提高到了稳定的350bar,供油泵由博世提供,点火电压提高到42kV,喷油嘴(博世HDEV6)也进行了重新调整优化。电力系统数字电动马达(DME)是计算和信息交换中心,可以传递驱动、激活信号,还可以对零部件属性和模型进行存储,DME的工作电压范围为6~16伏特之间,环境压力传感器和温度传感器也被集成其中,在B46TU/B48TU发动机中,有8个数字控制单元,根据发动机的版本不同,数字电动马达(DME)也被赋予特定的名称。DME 8.x.y.z(X=汽缸数量,Y=车辆的电气系统结构,Z = H(hybrid))。例如:DME 8.4.0=B46TUDME 8.6.0=B58DME 8.8.0=N63TU2SKY特约记者胡坚在“BMW 3”行动现场简单讲解了自己的一些看法,戳下面视频看一下吧~(注:视频中有口误,点火电压应该是提高到42kV)
全新B48TU发动机经过了轻量化、热能量管理、燃油效率等全面的动力系统化升级,甚至将高压燃油喷射系统的喷射压力调到恒定的350bar,这些都为实现更优秀的传动效率做出了贡献,未来会替换掉所有现役B48发动机,而受益于宝马发动机的模块化,未来的B38TU发动机也会经过类似升级...