宝马B系列TU0/TU1/TU2发动机进气系统不完全对比

高手中的高手

<p class="ql-block">为了准确指代和减少理解误差,这里和宝马官称同步,把技术升级前,即新研发B系列发动机,称为TU0,第一次技术更新后称为TU1,第二次技术更新后称为TU2。</p><p class="ql-block">为了减轻长篇阅读压力,这个系列只做三代发动机重要革新的不完全对比,为什么起名为不完全对比?因为本系列的不完全将是史上最完全的B系列发动机纵向对比介绍。按照长度,大概每篇2000字,分成多篇文章。大家不用担心的是,多篇章节还是正常统一编序。B系列发动机TU0,TU1,TU2技术更新的原因是尾气排放合规需要,也是本系列三个版本引擎比较的主线索,大家先记住这根主线。</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(22, 126, 251);">1 进气(混合气生成)系统</b></p><p class="ql-block">BMW B系列发动机进气系统首次引入了顶置式中冷器,采用液体间接冷却方式,或者称为进气歧管集成中冷器。</p><p class="ql-block"> 这次从更广视角总结:水冷中冷器在B58全系使用。</p><p class="ql-block">B48高功率版本全系使用。(华晨宝马X3 的TU0 B48B20M0曾经很厚道的例外,国内偷偷增配,中等功率,亦是水冷。</p><p class="ql-block">TU1后华晨宝马X3 B48B20M1和全球其它市场一样,保持了同步,使用风冷,泯然众人矣)需要指出的是,横置B48A20,B38A15还是全系风冷。</p><p class="ql-block">总结上面的规律:间接式水冷中冷气配置BMW从L6到L4 L3逐级提高门槛。</p><p class="ql-block">B58 L6中等功率即可配置</p><p class="ql-block">B48B L4到高等功率才配</p><p class="ql-block">B48A以及B38全系这些横置机型,根本就没有水冷中冷了。说完配置,下面还是回归结构吧。</p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(22, 126, 251); font-size:20px;">1.1 Bx8TU0</b></p><p class="ql-block">B58TU0的进气系统如下右侧。</p><p class="ql-block">和传统结构(下图左侧),比如N55/N20不同,顶置中冷的特点,节气门置于中冷之前。</p> <p class="ql-block">无需怀疑,B系列发动机引入水冷中冷器,一切是为了动力和驾驶:更短必将更快更直接,减少涡轮迟滞。</p><p class="ql-block">留意新上市车型的朋友可能也发现了,坦克500首次搭载的HY6Z30也是类似水冷中冷器。</p> <p class="ql-block">水路结构如下图。图中3即为中冷器。</p> 大图加持一下,增进印象。<br></br> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="font-size:20px; color:rgb(22, 126, 251);">1.2 Bx8TU1进气系统</b></p><p class="ql-block">B58TU1延续B58TU0的设计,B48TU0到B48TU1亦相同。</p><p class="ql-block">无论是B58还是B48,除了极个别零件,比如高温冷却系统膨胀水壶的回水管,需要后续改良,B系列发动机作为新研动力系统,上市后TU0版本久经考验,其可靠性还是得到了市场的认可的。</p><p class="ql-block">TU1进气系统又毫无变化,似乎让人索然无味。</p><p class="ql-block">TU0时期不管是B48B20M0,B48B20O0,还是B58B30M0,进气系统这套设计是经得起时间检验的,顶置水冷的中冷器冷却方式给用户带来了直接的动力响应。</p><p class="ql-block">同样的系统,到了B48B20O1上,一些问题在部分车辆上显现了:机油损耗加大,气门室盖(缸盖罩)漏气,一二缸燃烧不充分导致进气门积碳严重,一二缸火花塞油渍明显接踵而至。</p><p class="ql-block">同样的中功率版本,B48B20M1没有出现,或者轻微,没法比较的是,以华晨宝马X3为例,搭载B48B20M1中功率引擎的25i,此时放弃了水冷中冷,而是和海外版20i一致,用回了直接式的风冷中冷器,加上B58B30TU1又没高功版本,导致此系列失去了不同功率版本差异的比较意义。</p><p class="ql-block">同时,BMW车主运动标签“懂车”标签亮了。</p><p class="ql-block">车主圈子里纷纷出现了B48TUO1各种分析和猜测,与进气相关,且有代表价值说法是这样分析的。</p> <p class="ql-block">曲轴箱通风系统分析车主站在了TU1的时间面,分析M1中功率X3 25i车型中冷采用风冷。借上面图说事。</p> <p class="ql-block">部分从缸盖罩返回进气的混合气(上面曲轴箱通风系统图中⑭),经过较长的位于进气通道中部的中冷器②冷却过程后,才通过进气门进入缸内燃烧。而中冷又位于整个通道最底端,冷却早,进气较为“纯净”。与之对应的高功率X3 30i车型中冷采用水冷。</p> <p class="ql-block">部分从缸盖罩废气管返回进气的混合气(上面曲轴箱通风系统图中⑭),经过较短的增压管进入位于引擎顶端的中冷器③冷却后,直接通过进气歧管进入汽缸燃烧。</p><p class="ql-block">而中冷又位于整个通道最高端,部分含有机油气雾的混合气或冷却液化,或参与燃烧,这些物质附着在进气门附近,或成积碳或混合成油泥。</p><p class="ql-block">如上所述,此说法基于TU1时间面分析,而同样结构的TU0并无此类问题,思路总结就是,纵向无伙伴:由于高功B48缺乏高功B58比较,无法定位是否与功率调整更相关;横向没朋友:也无法与如早期配备一代B48M0的X325i的中冷水冷系统比较,无法定位到该由中冷器背锅。</p><p class="ql-block">鉴于这些问题民间有形形色色的讨论,厂家亦有定论,在此不再展开,不尽兴的同学,评论区继续吧。无论如何,还是需要同时重视厂家技术通告和自己车辆的健康状况。</p><p class="ql-block">结合前者大数据和后者车况综合分析,评估风险,有问题及时处理。换位思考下,如果自己的车出现了烧机油现象,该如何处理,有没有个思路?答案当然是有的。为了不分散主题,这个部分先给小伙伴们预留一下。</p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(22, 126, 251); font-size:20px;">1.3 Bx8TU2说时迟,那时快。</b></p><p class="ql-block">到了TU2,当然还是那个该死的逼人上进的排放原因,为了减少发动机全工况下的颗粒物排放,系统设计引入了米勒循环。</p><p class="ql-block">下图中压缩比,膨胀比数值仅为示例用,非B系列发动机实际数值。</p> <p class="ql-block">米勒循环进气冲程后段进气门提前关闭,不降低动力的前提下,进气量需要提升。宝马对B系列发动机进气装置进行了重新开发,并根据不同等级进行了统一设计。</p><p class="ql-block">咱们聊到进气系统了,随后文章很快就到米勒循环,双喷射这个章节。</p> <p class="ql-block">如上图,新设计的中冷器增压空气的进口壳体(图中⑤)和出口壳体(图中①)采用不同的材质比例,以适应不同的温度需求,增压空气进口壳体的玻璃纤维含量更高可以更耐高温。</p><p class="ql-block">再有,以B58TU2为例,由于采用了P1 48V混动系统,在48伏系统电池过热,或者纯电驱时,中冷器入口阀门(图中④)可以暂时关闭。</p> <p class="ql-block">还有,在所有版本的B58TU2上,吸入空气量不再是通过热模式空气流量计测量测出,而是通过基于经验值的充气计算模型得出。</p><p class="ql-block">据官方资料,容量上,中冷器的体积相比上一个版本TU1增加了一倍,散热能力增加了20%,即使200℃的进气,麻溜降到50℃,热浪你就来吧。开放讨论前面提到TU2引入了米勒循环,米勒循环进气冲程进气门提前关闭,按理导致压缩冲程起点上移,压缩比会适当降低。可是如果翻到篇首,会发现从TU0 TU1到TU2压缩比并没有变,B58TU2还是11.0:1</p>