详解宝马全新B58直列六缸机：比N55进化了多少

过去十年是汽车工业的又一个黄金十年，很多有趣的技术被发明推广：8速、9速甚至是10速自动变速箱，涡轮增压，电动车，氢燃料电池，自动驾驶，LED自动头灯等等。

在这当中，宝马用它的涡轮增压技术开创了一个全新的时代，从里程碑式的N54，和随后的N55、N63、N20，到全新的B系列引擎（B37/38,B47/48,B57/58）。

回到本世纪初，一股风潮在汽车工业中悄然兴起——人们对引擎动力越来越饥渴。彼时，六缸机还在200马力徘徊，300马力则是高端引擎诸如V8/10/12的领地。

第一个在平价车领域发动“马力战争”的汽车制造商是日产。它在2001年发布英菲尼迪I35，其搭载了VQ35DE V6引擎，这是入门级豪华轿车中首次动力超过250马力。打那时候起，宝马就压力山大，不信看时间线：

2001年底：日产VQ35DE V6, 255 hp (2002款英菲尼迪I35)

2005年1月: 日产VQ35DE V6, 300 hp (2005款日产350Z 35周年纪念版)

2005年1月: 丰田2GR-FE V6, 280 hp (2005款丰田亚洲龙)

2005年4月: 丰田2GR-FSE V6, 306 hp (2006款雷克萨斯IS350)

2005年4月: 宝马N52 L6, 255 hp (2006款宝马330i)

▲日产VQ35DE V6

看得出来宝马很尴尬。丰田的2GR不仅马力更大，扭矩也更强——3.5排量376牛米，也即每升107牛米。升扭矩是自吸发动机非常重要的指标，因为它直接与引擎的充量系数有关，代表着汽车制造商的研发实力。和2GR-FSE相比，最高性能的3.0L N53也才320牛米，升扭矩106牛米。

要知道，N53还引入了稀薄燃烧技术，而2GR-FSE是没有的。这表明丰田的自吸引擎研发能力更强。

▲丰田2GR-FSE

作为对丰田2GR的回击，宝马第二年推出了N54双涡轮引擎。事实上宝马秘密研发N54很多年了，玩得也更大，走的完全是另一个路数：涡轮增压。宝马的失误在于，它太小看了竞争对手，最终逼不得已让N54匆忙上阵。

由于时间太紧，N54某些方面还有瑕疵。三年后，宝马发布了其继任者：N55。当然这也算不上完美，它的开发正巧碰上2008金融危机，尽管N55有不少改进，但还是能看出资金拮据的蛛丝马迹。

▲宝马N54

B58相比N54/55有两大关键改进：

1.B58是封闭式缸体，N54/55是开放式；

2.B58是水冷式中冷器，N54/55是涡轮式。

封闭式缸体

先来看看B58的封闭式缸体设计。它天生就比开放式缸体强度大，因此更适合高负荷和高压工况，这就解释了为什么M3/4的S55引擎在N55的基础上改为封闭式缸体，同时也正是宝马从不将N54/55的动力升到340马力以上的原因——它根本承受不了。

虽然B58在结构上更坚固，但也有短板。比如它的制造成本更高；它的冷却液流量也受限，宝马还专门为其设计了一个热管理模块。另一方面，也不是说开放式设计不好。它更轻，也更容易冷却，因此它更适宜缸压不那么高的设计。

▲N54

▲B58

N54/55采用铸铁缸套，B58则不同：它用的是一种叫电弧喷涂的新技术，是等离子喷涂法的一种，在缸体表面喷上一层0.3mm薄的钢膜，也就无需再用缸套了。而这么做最终是为了减重。

等离子喷涂以前是很新奇的技术，GT-R、LFA都有应用，如今成本已经大大降低，连福特的EcoBoost引擎也在使用。

▲电弧喷涂

你会发现宝马大部分直列六缸机都是长冲程的，B58也是如此。它的缸径和冲程分别是82 mm 、94.6 mm。这么设计不是为了更强的低扭，而是出于封装的考虑。宝马要是采用短冲程，为了保证排量不变，它的缸径就要更大，由于气缸排成一列，引擎就会变得过长，最终很难放进引擎室，不然就得加长车头，这对很多车型来说是没必要的。更关键的是，缸径变大，曲轴也跟着变长，其强度也会变弱。

▲B48气缸

再者说，长冲程对涡轮机也有利：由于涡轮迟滞，引擎处于自吸模式时，扭矩越高越好，这将给予司机更快的油门响应。

看起来B58的封闭式设计让宝马花了不少钱。但通观全局，就是另一回事了，因为B58并不是一个独立的产品，而是宝马全新B系引擎中的一份子。B系引擎采用模块化设计，不论是汽油还是柴油机，都采用一样的缸径，一样的冲程，甚至是一样的缸体。因此，所有引擎可以均摊设计和制造成本，最终降低总成本。

水冷式中冷器

几乎所有“正经”的高性能涡轮机都采用水冷式中冷器，因为它更高效，也更稳定。对B58来说也是如此。

▲B58，高亮部分是中冷器

B58的水冷式中冷器集成于进气歧管充气室，后者位于引擎顶部，缸盖下面。进气不再需要像N54/55那样连接中网的中冷器，如此紧凑的设计有一大好处：进气道显著缩短，这提升了油门响应速度。

▲B58 VS N55

还有其他细节表明B58是高性能引擎。比如它的曲轴是锻造的，比N55的铸造件更坚固，此外B58的活塞连杆也同样是锻造的。

▲B58曲轴

细节改进

除了上述基础升级，B58还有许多出色的设计，同时它们不应被孤立看待，而是一个有机整体。下面简要介绍这些改进。

【热管理模块】

上文提到过，B58的封闭式缸体导致冷却液流量受限，使得引擎冷却系统的工作环境更加严苛。

▲B58热管理模块

▲高亮部分是热管理模块的驱动皮带轮

因此，宝马在B58上设置了一套“热管理模块”，它由曲轴通过一根蛇形皮带机械驱动。模块内部，冷却液流速由旋转阀来调节。上一代宝马引擎用的是电子泵，长时间使用容易出故障，现在的机械式冷却泵就没有这个问题。不过，引擎关闭后涡轮依旧高温，为了搞定这种情况，宝马为涡轮添加了电子水泵。

【引擎质量分布优化】

N54/55引擎上，交流发电机、空调压缩机、正时链条和机油滤芯集成在引擎前部，因此引擎的重心趋于前倾。

B58的设计则不同，它将滤芯及其散热器，VANOS正时链条置于引擎背面。这对质量分布有好处，代价是维护和修理不怎么方便。

▲机油滤芯位于后部

虽然机油滤芯盖藏在引擎室深处，但还不难找。可VANOS系统维护起来就非常麻烦：它位于引擎右后侧，离挡火墙极近，不把引擎整个拆下来是碰不到它的。因此，对于过了保修期的340i车主，只能祈祷它别出事儿了（然而宝马工程师已经算好了这一切……）

▲VANOS

由于正时链条运转时会有噪音，宝马在缸盖和挡火墙之间设置了一层隔音棉

【Valvetronic系统和节气门体】

VANOS负责气门正时调节，Valvetronic则充当节气门体，用于控制气门升程。N55的Valvetronic是第三代，B58上的是第四代。工作原理并没有本质不同，B58的Valvetronic系统主要差异在于，它将伺服电机从气门盖中移出，并将其放置在缸盖顶部靠右侧。这样的设计带来两大好处：一是显著压缩了安装空间，二是降低了引擎整体高度，从而降低了引擎重心。

▲亮部分是Valvetronic伺服电机

理论上讲，有了Valvetronic系统，节气门体就没必要了。不过，B58依然安装了节气门体，在中冷器入口前面。它的作用是：1.当引擎负荷突然改变，Valvetronic机构可能没法那么快适应新工况的需求，节气门可作为过渡手段；2.曲轴箱通风系统需要一点真空；3.节气门体可以充当Valvetronic系统失灵后的候补机构。