(關鍵詞:9個月造一台發動機、目标700馬力、自吸改渦輪)
近期,寶馬為著名賽事勒芒24小時耐力賽打造的發動機正式裝車,這是一台在寶馬内部研發的V8引擎,由于時間限制非常短,需要在9個月的時間内打造出一台新發動機,對于品牌的引擎研發實力有極高的要求,寶馬選擇将老款的改渦輪增壓,以滿足相關賽規定要求,如何從自吸到渦增?下面我們就來解讀一台發動機的制造全過程。
1.自然吸氣為何要改渦輪增壓
由于項目從2021年6月通過,需要在今年年初研發成功,并制造出完整的發動機,寶馬隻有6-9個月的時間來完成,因此寶馬評估了幾款此前使用的發動機,希望通過改進來達到要求。
首先測試了2019年到2020年使用的一款DTM發動機,代号為P48,這是一台2.0T的四缸發動機,可以達到610馬力的最大功率,也就是說1L排量可以産生305馬力,相當驚人,由2000 個獨立零件組成,由于渦輪壓力達到3.5bar,缺點就是發動機壽命短,缸體脆弱,甚至無法完成24小時不間斷的運轉。
因此寶馬将目光轉向8系賽車版本M8 GTE使用的P63發動機,這是一台4.0T大排量的V8發動機,可以滿足剛度需求,但問題是賽事規定發動機最長640毫米,這台V8長度超标,此外,規定動力單元最低重量為180公斤,為了減重,制造商需求達到這個目标重量,8系的缸體和缸蓋鑄件使用的材料較重,配上散熱水箱,重量達到230公斤,超标50公斤,也無法滿足需求。
寶馬接着找到了第三台發動機,這是2017-2018年使用的一台自然吸氣4.0L V8,代号為P66/1,重量、剛度都達标。用在當年的M4 DTM上,問題是自然吸氣的升功率小,并且用的是歧管噴射,而非缸内高壓直噴,最大功率隻有500馬力,規定要求達到700馬力。
那麼如何增加動力呢?改變自吸發動機的動力有幾個方案,比如豐田86的2.0L擴缸到2.4L,排量大了動力自然增強,比如讓排量增加到5L,在9000轉/分時就可以達到規定的700馬力,但豐田有2-3年的時間來改進,而寶馬隻有幾個月時間,如果修改缸徑和行程,就需要重新設計缸體、活塞、連杆等,幾乎是一台全新發動機,時間不夠,成本高昂。
第二種方案就是提高轉速,如果将轉速提高到11000轉/分,也可以達到規定動力,但問題是賽事方規定,發動機轉速不能超過10000轉/分,因此也無法實施作為參考,目前大多數自吸發動機最高轉速在7-8000轉/分。最終寶馬選擇了第三種方案,就是加裝渦輪。
2.改渦輪增壓的技術難點
如果有3倍的時間,也就是1年半時間,改渦輪時間充裕,幾個月就要制造出測試發動機并不容易,從自吸改渦輪,不止是加兩個渦輪,還需要一整套的散熱系統,渦輪在壓縮空氣時讓氣體溫度急劇升高,需要安裝定制的水冷中冷器,同時需要将歧管噴油改為缸内直噴,渦輪旋轉的轉速最高可達 200000 轉/分,包括機油的流量和壓力需要嚴格控制,1050°C 的廢氣/渦輪溫度在連續運轉24小時時對材料的要求極高。
3.短短幾個月内打造一款新發動機的過程
寶馬直接将老款4.0L自吸的曲軸箱保留,并使用了X1等車型上的B38三缸發動機節氣門,從十幾年前的7系上拆下來油水熱交換器(足以看出寶馬發動機的耐用性),還有來自老款F1賽車的軸和小零件等,臨時組裝了一台被稱為P66/2的實驗性發動機,測試可靠性,驗證自吸改渦輪技術的可行性,對散熱、缸内直噴等進行調試。
下一步是創建代号為P66/3的最終版雙渦輪增壓發動機,根據車架、最終排氣系統、油箱、電纜的位置與大小對發動機進行調整。氣缸體和氣缸蓋在位于德國蘭茨胡特的寶馬集團鑄造廠進行了重鑄,接着安裝缸内直噴系統,整個發動機的抗扭剛度達到标準,因為發動機直接取代了副車架,整個結構是駕駛艙-發動機-變速箱,發動機是車架承重的一部分。
選車偵探觀點:由于發動機需要與統一提供的電機配合使用,寶馬還需要測試和集成電機,電機和内燃機之間有一個分離離合器,在慢速行駛時,比如進入維修區,可實現純電動駕駛,今年3月,第一台P66/3發動機制造完成,今年6月正式裝車,将按照計劃參加明年的比賽,在9個月内完成既定目标,正式展示出寶馬的研發實力與底氣。你覺得寶馬的引擎研發實力如何?歡迎讨論。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!