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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，六缸机还在马力徘徊，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1年发布英菲尼迪I35，其搭载了VQ35DEV6引擎，这是入门级豪华轿车中首次动力超过马力。打那时候起，宝马就压力山大，不信看时间线：1年底：日产VQ35DEV6,hp(2款英菲尼迪I35)5年1月:日产VQ35DEV6,hp(5款日产Z35周年纪念版)5年1月:丰田2GR-FEV6,hp(5款丰田亚洲龙)5年4月:丰田2GR-FSEV6,hp(6款雷克萨斯IS)5年4月:宝马N52L6,hp(6款宝马i)▲日产VQ35DEV6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排量牛米，也即每升牛米。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3.0LN53也才牛米，升扭矩牛米。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8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N54B58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▲B58N54/55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82mm、94.6mm。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。▲B58VSN55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。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。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i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。▲高亮部分是节气门体B58供油系统最大的改变是，每个燃油喷射器都直接用螺栓固定在油轨上，而不像N55那样通过高压管线供油。这样做的好处是压力损失更小（路径越长损失越大），压力控制更快一些，也更精确。▲燃油喷射器用螺栓固定在燃油导轨上B58沿用了电磁阀喷油器，而不是更昂贵的压电式喷油器，后者应用于初代N54和现款N63引擎中。不用的原因是，美国的汽油含硫较高，会让稀薄燃烧技术失效。（个人认为这是胡扯）▲B58电磁阀喷射器B58和N55一样采用双涡管设计，但尺寸更大。相比于N55上的，B58的涡轮直径大了6%，叶轮直径也增大了10%，因此B58增压能力提升了20%。▲B58涡轮增压器从下面的官方功率/扭矩曲线图可以看出，功率输出在RPM之后有一个平台期。这很可能是人为限制造成的，任何“不受约束”的功率输出都应该是平滑的曲线，而不是这么生硬的平台，这表明B58会有一个高功版。（款i推出M性能套件，将B58的动力参数提升至马力和牛米）▲B58vsN55B58的涡轮增压器配备了一个电控泄压阀，不同于N55，后者采用一个真空电磁阀增压控制系统。不过，在i上，由于涡轮会产生高温，宝马为电控元件设置了隔热罩。宝马的传统是把引擎ECU放在引擎室中。N55ECU放在进气室下方，因此，它能被进气冷却。而B58的ECU移出了引擎，置于驾驶侧的塔座上。请注意，ECU周围的电插头/插座没有密封，在各种天气因素的影响下，其可靠性存疑。▲B58的ECU▲ECU位于进气歧管驾驶侧塔座之间结论：B58代表了宝马最新的引擎技术、全新的架构、设计理念和运行方式。封闭式缸体设计和水冷式中冷器让它完全超越了前代N55，拥有前所未见的快速油门响应，油门迟滞是如此的微弱，以至于在日常驾驶中几乎感觉不到，你只能通过手动模式去感知它。有了B58，宝马终于找回了马力六缸机战场的入场卷，可与奔驰MDELA30,和奥迪新款3.0TV6展开贴身肉搏。编译｜休不眠原文｜youwheel

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