- N54/N55的“退休”另有隱情？

　　要想深入認(rèn)知B58發(fā)動(dòng)機(jī)，最好的方法是先去了解一下它的前輩，這樣我們才能明白在一些具體細(xì)節(jié)上，B58為何會(huì)采取那樣的設(shè)計(jì)方案。

　　N52高功率版發(fā)動(dòng)機(jī)在美國市場短暫的一年生命之后，寶馬重拳出擊，推出了雙渦輪增壓的N54。這是一款革命性的發(fā)動(dòng)機(jī)，除了它優(yōu)異的“雙300”輸出（馬力、扭矩都是“300”，美國市場用的扭矩采取英制單位lb-ft，300lb-ft相當(dāng)于407N·m），它采取的兩個(gè)渦輪增壓器，把以往增壓發(fā)動(dòng)機(jī)“渦輪延遲”這個(gè)弊病在很大程度上掩蓋掉，因此實(shí)際開上去給人一種小型自吸V8發(fā)動(dòng)機(jī)的感覺，這是別的競爭對(duì)手所望塵莫及的。

　　雖說當(dāng)年N54發(fā)動(dòng)機(jī)以這種近乎鋪天蓋地的優(yōu)勢(shì)奪得了很多榮譽(yù)，但因?yàn)樗�是寶馬在特殊情況下“加急”推出的，通過和后繼的N55進(jìn)行交叉對(duì)比就能發(fā)現(xiàn)一些倉促的痕跡：

　　第一類，屬于“因?yàn)槭堑谝淮芜@樣干，不知道耐用性如何，所以采取過量設(shè)計(jì)”的情形，比如說N54的曲軸采取鍛造的設(shè)計(jì)，強(qiáng)度高但是成本也高。

　　第二類，屬于“因?yàn)槊土咸�多工期太緊，為了控制進(jìn)度和成本，只好采取一些妥協(xié)”，比如說N54/N55的缸套都采用最傳統(tǒng)和便宜的鑄鐵，而不是寶馬其它同期發(fā)動(dòng)機(jī)上的高硅鋁缸套。

　　第三類，屬于“一時(shí)大意沒考慮周全”。最著名的例子就是N54上高壓油泵（HPFP）缺陷的問題。這個(gè)事件曾經(jīng)鬧得很大。作為彌補(bǔ)，寶馬在美國市場為涉及的車輛提供10年或12萬英里的保修。

　　N54推出三年之后，寶馬發(fā)布了它的“改進(jìn)版”N55，首先應(yīng)用在2010款5系GT 535i上。N55可以說是N54經(jīng)過幾年市場應(yīng)用，寶馬根據(jù)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)作出的調(diào)整和改進(jìn)。比如說，N54的鍛造曲軸待遇過高，所以N55上改回用鑄造的形式；鑄鐵缸套沒對(duì)使用造成影響并且成本低，予以保留；高壓油泵經(jīng)過歷次改進(jìn)，問題已經(jīng)不大；N54上用的壓電式噴油器也被證明成本過高而沒有必要，所以N55改而用螺線管噴油器。除此之外，N55加進(jìn)了N54所沒有的Valvetronic技術(shù)、用一個(gè)雙渦管的增壓器取代原先的兩個(gè)獨(dú)立增壓器。在當(dāng)時(shí)，N55擁有了寶馬幾乎所有最新的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

　　N55名義上雖然擁有更多新技術(shù)和新改進(jìn)，但是在愛好者圈子里面一直都有這樣的看法：N55的輸出實(shí)際上略差于N54。曾經(jīng)有一家媒體做過功率機(jī)實(shí)測，的確顯示出N55在高轉(zhuǎn)區(qū)域的輸出、還有峰值輪上功率都比不過N54。這里請(qǐng)注意，雖然寶馬標(biāo)稱N54和N55發(fā)動(dòng)機(jī)都是300馬力，這并非意味著它們恰好一定是300馬力。美國的法律規(guī)定你不可以多報(bào)，但是允許你少報(bào)。因此寶馬的渦輪增壓機(jī)器廠方標(biāo)稱有時(shí)候是保守?cái)?shù)值。

　　盡管N55是一臺(tái)很優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī)，但自2015年開始它逐漸受到同級(jí)競爭者的威脅，它們共同的特點(diǎn)就是輸出都是350馬力左右。比如說奔馳C 450 AMG，362馬力；奧迪新S4，354馬力；捷豹XE3.0，340馬力。搭載N55的335i以區(qū)區(qū)300馬力去競爭顯得力不從心。

　　這里，寶馬并非是不想提升N55發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出，而是N55在一些基礎(chǔ)層面上的架構(gòu)使得它并不適合承受太大的增壓和輸出，在下面的章節(jié)我會(huì)詳細(xì)解釋。因此這就是寶馬這次要推出全新設(shè)計(jì)的B58發(fā)動(dòng)機(jī)的緣由。

● B58的重要亮點(diǎn)

　　因?yàn)槭峭耆�新一代的設(shè)計(jì)，跟N54/55相比B58當(dāng)然在各個(gè)方面上都有很多不同的設(shè)計(jì)。有些是屬于進(jìn)化式的改進(jìn)；有一些卻體現(xiàn)了煥然一新的技術(shù)特征。我們先挑重點(diǎn)來講，看看B58有哪些最本質(zhì)的亮點(diǎn)。

　　B58發(fā)動(dòng)機(jī)有兩大質(zhì)的飛躍：1.采用了封閉式水道缸體，跟開放式水道的N54/55相比是天壤之別；2.渦輪增壓的中冷改用水冷方式，而N54/55采用的是風(fēng)冷。

- 如何承受更大的壓力？

　　先說一下封閉式水道。這種架構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，除了留有冷卻液管道開孔之外，氣缸上部跟氣缸本體外殼閉合連接，起支撐作用；這可以增強(qiáng)氣缸強(qiáng)度，因此可以承受更大的缸壓。而對(duì)于開放式水道的發(fā)動(dòng)機(jī)，假如缸壓過大、超出設(shè)計(jì)極限的時(shí)候，可能會(huì)造成氣缸移位甚至缸壁破裂。所以這就是為何寶馬一直都不把N54/55的功率往上抬太多的根本原因；這也是為什么現(xiàn)款M3上用的S55發(fā)動(dòng)機(jī)，寶馬要不惜成本把N55的缸體改成是封閉式水道的結(jié)構(gòu)。順帶提一下：很多高性能發(fā)動(dòng)機(jī)都采用封閉式水道缸體。

　　封閉式水道的設(shè)計(jì)也有其缺點(diǎn)。比如說它的生產(chǎn)制造成本比開放式水道要高，并且由于冷卻液在里面流動(dòng)的順暢度比開放式水道結(jié)構(gòu)差一些，因此它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)也提出了更高的要求。另一方面N54/55的開放式水道缸體也并非一無是處，除了上面提到過的低成本、冷卻效果更佳之外，它的重量也更輕，在缸壓要求不大的場合下更加適用。

- 取消了缸套更耐磨？

　　B58全方位采用了寶馬最新的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，覺得之前N54/55上用的鑄鐵缸套耐磨性和輕量化程度不夠？沒問題，B58這回用上行業(yè)里最新興起的鐵離子熱噴鍍技術(shù)。熱噴鍍之前成本比較高，所以只有少數(shù)跑車發(fā)動(dòng)機(jī)才用得起（比如說日產(chǎn)GT-R、雷克薩斯LFA）。最近這幾年這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展使得成本大幅下降，近來大有普及到中低價(jià)位車型領(lǐng)域的趨勢(shì)，比如說寶馬之前的N20、還有福特的EcoBoost家族都有采用。

　　B58采用這種缸體，表面上看生產(chǎn)成本貴了；但從全局角度來考量反倒還可能還給寶馬省了錢呢。原因在于B58并非是一個(gè)單一的產(chǎn)品，它實(shí)質(zhì)上是寶馬新的B系列發(fā)動(dòng)機(jī)家族中的其中一員。B58跟B57柴油發(fā)動(dòng)機(jī)共享缸體（作為對(duì)比，N57柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就無法與N54/55共享缸體）；同時(shí)由于基于模塊化的設(shè)計(jì)，同家族的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)B47/48和三缸發(fā)動(dòng)機(jī)B47/38都可以跟B58在設(shè)計(jì)和制造上共享流程，它們甚至單缸的缸徑和活塞行程都是一樣的。

- 小缸徑長行程

　　這里還有一點(diǎn)值得注意：雖然排量類似，但跟N55相比較，B58發(fā)動(dòng)機(jī)縮小了缸徑（82毫米），增長了活塞行程（94.6毫米）。有的讀者可能會(huì)說這不是卡車發(fā)動(dòng)機(jī)的特征嗎？事實(shí)上它們并無必然聯(lián)系。尤其是對(duì)于直6這種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)，缸徑大并不是好事。因?yàn)榧偃绮捎么蟾讖�，那意味著必須有更大的缸心距，而直�?缸發(fā)動(dòng)機(jī)需要把6個(gè)氣缸并列放在一起，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的長度變得更長，從而帶來三個(gè)不利因素：1.安裝進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙時(shí)空間不容易安排；2.不利于車子前后50：50的重量分配；3.需要更長的曲軸，曲軸長度越長強(qiáng)度就越低。

　　同時(shí)，活塞長行程對(duì)于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也有一定好處：尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)車子需要突然急加速、或者車子靜止起步的時(shí)候。在這些情形下，由于渦輪需要一段時(shí)間才能達(dá)到足夠轉(zhuǎn)速來提供額定增壓值，因此這小段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)仍然需要依賴自然吸氣的潛力來提供扭矩。長行程意味著活塞在上止點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度、加速度都更大，進(jìn)/排氣氣體流速更快，因此在低轉(zhuǎn)速的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更好的填充效率，提供更大的扭矩。所以開340i突然深踩油門的時(shí)候，那瞬間突然而來的推背感，大部分功勞要?dú)w在B58那長達(dá)94.6毫米的活塞行程上的。

　　寶馬絕大多數(shù)3L排量的直6發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞行程都大于缸徑。活塞行程長的缺陷是會(huì)使得連桿/行程比偏低，對(duì)每個(gè)氣缸來講運(yùn)行振動(dòng)變大，假如要拉高轉(zhuǎn)需要更堅(jiān)固的零部件。但是幸虧直列6缸架構(gòu)是一個(gè)完美的力平衡體系，因此不用擔(dān)心振動(dòng)的問題；對(duì)于B58的日常應(yīng)用場合，在有渦輪增壓保證扭矩和功率的基礎(chǔ)上，拉高轉(zhuǎn)也并不是非干不可的事情。因此這些因素疊加起來權(quán)衡考慮，就是B58現(xiàn)在這樣的幾何設(shè)計(jì)方案。

- “退燒”不再靠“兜風(fēng)”

　　接下來我們看一下水冷式中冷器。從大部分講究性能的渦輪增壓機(jī)都用水冷式中冷器我們就能猜到，在高負(fù)荷應(yīng)用場合下水冷式中冷效果更加可靠。除了更穩(wěn)定的冷卻效果之外，寶馬的工程師這回還把中冷器集成到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣穩(wěn)壓腔里，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的體積更緊湊。這種集成最主要的好處是整個(gè)進(jìn)氣管道的長度大大縮短——因?yàn)樗�不需要像N54/55那樣，通過管道先從渦輪繞到安置在保險(xiǎn)杠那里的中冷，然后再繞回到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口，這對(duì)于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的油門響應(yīng)大有好處。

　　總的來講：封閉式水道缸體和水冷式中冷，讓B58發(fā)動(dòng)機(jī)真正具備了高性能增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的特征和實(shí)力。這是也它跟N54/55在本質(zhì)上的區(qū)別。除此之外，還有一些特征表明了寶馬是準(zhǔn)備把B58定位在高輸出發(fā)動(dòng)機(jī)，其潛力應(yīng)該遠(yuǎn)不止目前用在340i上的320馬力。比如說之前N55的曲軸是鑄造的，但現(xiàn)在B58上寶馬又換回是類似N54上的鍛造曲軸，這種曲軸能承受更大的功率輸出。另外B58的活塞連桿同樣也是鍛造的，待遇很不錯(cuò)的。

　　上述兩大改進(jìn)并非互相獨(dú)立。在接下來的細(xì)節(jié)介紹里面我們就能看到，B58發(fā)動(dòng)機(jī)各方面的安排存在因果關(guān)系、是互相關(guān)聯(lián)的。通過對(duì)B58應(yīng)用在340i上的這個(gè)實(shí)例進(jìn)行觀察，可以認(rèn)為寶馬在盡力提高、注重性能的同時(shí)，對(duì)于日�？删S護(hù)性和便利性也不得不作出一些讓步，在下面的章節(jié)里會(huì)有具體說明。