宝马是第一个使用三缸机作为主力机型的发动机的豪华品牌。BBA另外两家奔驰和奥迪都没敢跟进,只有二线的沃尔沃和捷豹路虎追随了宝马的三缸机路线。

不管是国内的三厢宝马1系还是刚刚国外上市的全新两箱1系,采用的是代号为B38的1.5T三缸增压直喷发动机的横置版本。

宝马横置UKL车型平台的宝马1系的B38发动机

下面简单介绍一下这个B38三缸发动机

一、 宝马推出1.5T三缸发动机的背景

1、 宝马模块化发动机开发策略

宝马的B38 1.5T三缸发动机是宝马全新模块化发动机平台的一员。这一全新的模块化发动机平台包括B58/B48/B38三大机型,也就是3.0T直列6缸B58,2.0T直列4缸并8,1.5T三缸B38。

宝马的策略是:发动机的核心的结构尺寸一样、每一个汽缸来讲都是0.5L排量,只是通过调整汽缸数量来实现排量的调整。

这种策略可以大大的缩短开发周期,降低开发费,同时也很方便发动机生产线的共线生产,降低制造投资。

2、满足混合动力的需求

宝马选择三缸机的另外一个原因是:三缸机尺寸非常较短,非常有利于布置混合动力电机,尤其是对于横向空间紧张的横置发动机布置。

B38在i8上的横置增程式混动应用

二、B38发动机上采用的新技术

1、全新的燃烧系统

为了满足欧6排放标准,宝马重新优化了燃烧系统。在B系列模块化发动机上选择了82mm缸径,强化了缸内气体流动水平,重新设计了直喷喷油器的喷射油束和火花塞位置。避免机油稀释,减小了爆震倾向。这些设计使得发动机的压缩比可以达到11,从而获得更高的发动机热效率。

2、 全铝发动机设计

宝马一向非常重视发动机的轻量化,B38也不例外在缸体、缸盖、油底壳上采用了全铝设计,气缸罩盖还采用了更轻的塑料材质。

3、缸孔LDS涂层

宝马在B38发动机的缸孔上采用了先进的电弧丝喷涂工艺LDS(德语Lichtbogendrahtspritzen)。 这种工艺使用双金属电弧喷涂在铝缸体缸孔内表面喷涂一种极薄的(大约0.3mm)铁碳合金涂层,用来代替原来比较笨重的铁缸套。这样有三个好处:减小摩擦,减轻重量,改善散热。

4、 平衡轴

宝马为B38发动机专门专门开发了一套平衡轴系统,以此来平衡三缸发动机的振动。

5、带水套的铝合金增压器蜗壳

在B38发动机上,宝马采用了一种非常特殊的增压器设计,也就是采用了带水套的铝合金的增压器蜗壳。这样做有两个好处:

第一是成本低,采用了便宜的铝合金来只做涡轮机壳体比传统的昂贵的镍合金蜗壳在成本上要低很多。

第二是轻量化,铝合金比镍合金要轻很多,宝马在轻量化方面是不遗余力的。

这种设计也有一个缺点,就是排气温度不能太高,宝马铝合金增压器蜗壳的温度限制是850℃,这比一般高镍合金材料能够达到的950℃的耐受温度要低不少。因此也限制了发动机的最大功率,这是B38功率只有100kW的一个重要原因。

6、 Valvetronic和Double-VANOS技术

宝马B系列的发动机在气门正时和升程控制方面是统一的,都采用了著名的Valvetronic连续可变气门升程和进排气连续可变气门正时Double-VANOS,可以实现连续的气门正时和升程的连续调节。这样可以降低泵气损失,改善油耗。还可以兼顾高速性能。

宝马Valvetronic连续气门可变升程比上一代N系列降低了结构高度。

Double-VANOS进排气可变气门正时采用中置油压控制阀,反应速度更快。驱动链条布置在发动机后端。

三、B38发动机的性能表现

1、动力性

宝马的B38 1.5T三缸发动机最大功率100kW(136Ps)4500rpm,峰值扭矩220Nm/1250rpm。和其他的1.5T相比功率扭矩都是比较低的,注定这不是一个追求性能的动力,好处是油耗非常不错,官方公布的0-100km/h加速时间为9.4s,百公里油耗5.5L。同时可以看到这个1.5T的最大扭矩出现的转速很低,只有1250转,低速扭矩强劲,这是一种非常适合日常驾驶的设定。

宝马1.5T还有一个高功率版本,不过目前只在i8上使用,功率能够达到惊人的170kw,虽然设计上有很多不同,不过也可见这个平台的性能潜力还是很大的。

2、噪声振动表现

即使是宝马也无法完全解决三缸机的振动问题,不过宝马花了很多心思设计平衡轴来减少振动(下图可以看到平衡轴前端和后端的偏心质量),并通过发动机悬置系统将绝大多数振动隔绝,即使是怠速在驾驶室也几乎感觉不到振动,只有起步和急加速的时候还是能略微感受到三缸机的振动和略显粗糙的独特声音。

四、获奖情况

宝马1.5T发动机在2015年获得过沃德十佳发动机称号,当时获奖的是Mini品牌。

同时在今年刚刚公布的2019 International Engine of the Year评选中宝马1.5T在小于150ps的评选中,获得第二名,仅次于著名的福特1.0T三缸发动机。

总结一下,宝马这个1.5T三缸发动机,技术还是非常先进的,性能取向偏向日常驾驶,不要有太高的性能期望,油耗不错。噪声振动方面宝马已经花了很大精力优化,可以接收,不过还是不要和四缸机比了。总之,前驱平台加1.5T低功率三缸机带来的感觉肯定不是以往宝马那种偏重于性能和驾驭的感觉,反而更贴近一台家用买菜车的动力设定。

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