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徹底壓榨汽油引擎-BMW邁向高效能之路

2008.08.27  作者:文/田豐榮  

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BMW全新的跨界休旅車X6,不但挑戰了既有的車格定位,在科技層面上也有著十分豐富的內涵,譬如「雙渦輪增壓引擎」就是一例,不論是汽油還是柴油引擎都是雙增壓,它們分別是汽油的xDrive35i、xDrive50i及柴油的xDrive30d和xDrive35d,這四具引擎的基本規格及動力輸出如表所列,扭力通通大得嚇死人!

 

X6運動化多功能車的推出,再一次喚醒BMW車迷們對性能的熱情。

X6動力輸出一覽表

  xDrive35i xDrive50i xDrive30d xDrive35d
引擎型式 直六 V8 直六 直六
排氣量(c.c.) 2979 4395 2993 2993
最大馬力(hp) 306/5800~6250 407/5500~6400 235/4000 286/4400
最大扭力(kgm 40.8/1300~5000 61.2/1800~4500 53.1/2000~2750 59.2/1750~2250
0-100km/h(秒) 6.7 5.4 8.0 6.9
極速(km/h) 240 250 220 236
綜合油耗(km/L) 9.2 8.0 12.2 12.0

 

第一次看到X6,我還以為是X5的變身,它就像是一個為了更流線而在實用性上做出妥協的作品,特別是後半台車的視覺差異最大,譬如後行李廂的容積減半,後座頭部空間縮小,後座只能乘坐兩人等等,但事實上,它的後座頭部空間還是相當寬鬆的36吋,比三系列多出一截而跟五系列差不多。至於後座只能做兩人的問題,它把中央設計成置物槽,打從一開始就沒打算載五個人。

在這樣一部讓人對性能充滿想像的車上,應該要配備什麼樣的動力系統,才能符合BMW所宣稱的SAV—Sport Activity Vehicle,運動化多功能車呢?

X6底盤新武器
DPC動力主動分配系統

在X6上,我們再一次看到BMW試圖打破運動定律,它所配置的DPC系統,用最簡單的解釋就是把後軸左邊過多的扭力送往右邊,反之亦然。它將會搭配BMW原有的全時四輪驅動(將動力於前後軸間做最適化分配),讓X6的循跡性更上一層樓。至於DPC何時該做扭力分配的調整呢?這得取決於車身側傾角、方向盤轉動量、側向加速度及油門深淺四個參數。DPC最棒的地方在於有了它以後,一些輕微的轉向不足或轉向過度都會消失,甚至在原有的DSP動態穩定性統作動前,DPC就已經解決行車不穩定的問題了。

DPC系統是由一套構造複雜的多片離合器及行星齒輪組成,過彎時,DPC會將扭力傳送到外側車輪以降低轉向不足的程度。而儀錶板上的監視幕則會顯示動力正流向哪個車輪。

以旗艦xDrive50i來說,它的心臟是一具4.4升、雙渦輪增壓的V8引擎,最大馬力407匹,最大扭力61.2公斤米,二具渦輪增壓器就位於V8引擎汽缸體的中間,進氣側朝向車頭,排氣側朝向車尾,但是打開引擎蓋後,你只能看到一只漂亮的塑膠上蓋,只有踩下油門,才能夠感受到它斯巴達式勇武的一面。

X6的另一具汽油引擎是配置在xDrive35i上,直列六缸、3.0升,同樣採雙渦輪增壓,最大馬力306匹,最大扭力40.8公斤米,它最早是使用在335i Coupe上,隨後135i也跟進採用。

由前面表格的0~100km/h數據可以看出,X6所配置的四顆引擎都是目前BMW動力系統中的一時之選,不論汽油或柴油,都讓X6的性能表現在X5之上,與威猛外型相符合。

 

BMW底盤的最新武器—Dynamic Performance Control,儀錶附有監測螢幕以顯示四個輪胎的動力分配大小。

 

繼335i Coupe後,X6也使用這具直列六缸、3.0升、雙渦輪增壓引擎。

 

X6的後座打從一開始,就不打算坐五個人。

 

雖然後座車頂空間縮減,但是頭部空間仍與五系列不相上下。

缸內直噴供油
稀薄燃燒再上一層樓

BMW很清楚一件事,Hybrid技術目前成熟度還不夠,光是電池、馬達等額外多出的重量就不利於「馬力重量比」,強調操駕樂趣的BMW是不會接受這樣的事。根據BMW的說法,只要改善動力及傳動系統的若干設計,就可以在性能和效率之間取得最大公約數,首先就是缸內直噴供油。

近年來BMW引擎科技中最重要的一項技術就是缸內直噴供油,數年前的760Li就已經開始使用這種設計,但那時的供油系統仍不足以提供稀薄燃燒所需要的壓力,去年發表的壓電式噴油嘴才解決了這個問題,並配置在3.0升、直列六缸、雙渦輪增壓引擎的335i上。

缸內直噴供油的先驅是M.Benz汽車,該廠於50年代就推出了這類供油系統,不過,真正發揚光大的卻是Mitsubishi,但那已經是40年以後的1990年代,也就是著名的GDI—Gasoline Direct Injection,這讓Mitsubishi成為第一家把缸內直噴系統交到消費者手裡的車廠。從那時開始,Audi、Mazda、Nissan以及Peugeot,都陸續開發出缸內直噴系統並販售到市場上,而BMW最新端上檯面的缸內直噴技術(BMW稱之為High Precision Injection)則讓缸內直噴供油獲致比第一代GDI更高的效率。

 

V8雙渦輪增壓引擎的進氣側在前,排氣側朝後。

缸內直噴的結構

缸內直噴供油系統,簡單的說,就是把噴油嘴向旁邊移了幾吋,從原本的進氣岐管,移到了汽缸燃燒室正上方,燃油不再是被燙手的進氣岐管汽化,而是被湧進燃燒室的高熱氣體汽化,而這些被汽化的燃油,因為在汽化過程中會吸熱,所以能令燃燒室有效的降溫,也直接提昇了引擎輸出及效率。此外,既然進氣岐管不再是燃油和空氣混合的地方,多餘的空間可以提供更大的進氣量,這又再度為缸內直噴系統的效率加分。整體來說,BMW在使用改良缸內直噴系統後,引擎輸出整整提升了10%之多。

或許大家不曾注意到,BMW引擎世界的另一個小小漣漪,就是早年研發的「Valvetronic可變汽門揚程系統」,在進入第二代缸內直噴時代後,將會漸漸從引擎中淡出。所謂的Valvetronic,就是利用電動馬達控制進排汽門開啟時間長短的技術,駕駛人踩油門的動作,其實並不是控制傳統的進氣閥,而是控制汽門開啟的大小(時間長短),不過,像這種必須高速作動的引擎組件,重量愈大,慣性愈強,引擎轉速也會受限,所以在未來最新的BMW引擎上,我們將會愈來愈少見到Valvetronic出現,而M Power家族的轉速上限,也可以順時針再往後移動幾格了。

效率是累積出來的
雙turbo全面加持

毫無疑問的,渦輪增壓器是內燃機引擎的最大救贖,它不但改善了油耗,還榨出了更大的馬力,BMW在渦輪增壓器的應用雖然近年來才開始急起直追,但是一出手就讓人瞪大了眼睛,譬如重量僅70公斤的3.0升直六引擎,動力輸出可以媲美自然進氣的4.0升V8引擎,且因為使用第二代缸內直噴技術,燃燒效率較同樣使用渦輪增壓但無缸內直噴的引擎高出10%。

BMW另一項提升效率的對策,是收集煞車時所散發的熱能並將之轉換成電能,藉著省電來降低引擎的負荷,BMW稱這項技術「Brake Energy Regeneration」。該廠宣稱,如此將可節省3%的能源消耗,不過這項技術目前尚未大量配置在量產車上。

至於電動水幫浦則已經使用在這一代的三系列上,因為BMW發現,以引擎皮帶帶動的水幫浦,工作量其實大過系統的需求量,若改以電力驅動水幫浦,將可以減輕引擎負荷,且可針對需求,隨時調整水幫浦的轉速。

綜合以上的所有技術,我們可以看到BMW在提升引擎效率上做了很多的工作,而最讓人驚訝的是,開著一部擁有這些技術的BMW,你並不需要特別去擔心什麼,turbo lag?over-heat?耗油?這些問題,早在你我意識到它們之前,BMW就已經把它們擺平了,而你只要好好享受御風而行的快感就行了。
 

 

頂級X6配置的是4.0升V8雙渦輪增壓引擎。

 

缸內直噴供油技術,在BMW的改良下,已經進入全新的領域,黑色管狀即為壓電噴油嘴。
 

 

V8引擎的雙渦輪位在兩排汽缸體的中間。

 

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