只求发挥到极致 宝马X4发动机技术解析

在宝马 X4 概念车于上海车展面世之后一年，创新BMW X4将于7月29日正式登陆中国市场。2008年，宝马 X6开创了全能轿跑车细分市场，X4意在中型豪华车细分市场延续这一车型概念的成功。实际上用宝马的话来说X4应该被称为“SAC(高性能全能轿跑车)”，其动力传动系统同样占据着领先地位。此次，宝马X4将带来三款汽油发动机，所有发动机在均满足欧5排放标准的同时，确保了宝马引以为豪的驾驶乐趣。

宝马X4上搭载的三款汽油机型均采用宝马TwinPower Turbo增压技术，具有惊人的加速能力。具体搭载车型如下：

宝马 X4 xDrive20i：N20B20型2.0升直列四缸汽油发动机，最大功率135kW(184Ps)/5000rpm，最大扭矩270N·m/1250-4500rpm。也就是N20的低功率版。0~100km/h加速时间8.1秒，百公里油耗7.5升，二氧化碳排放179g/km。

宝马X4 xDrive28i：N20B20型2.0升直列四缸汽油发动机，最大功率180kW(245PS)/6500rpm，最大扭矩350Nm/1250-4800rpm。也就是N20的高功率版。0~100km/h加速时间6.4秒，百公里油耗7.5升，二氧化碳排放180 g/km。

宝马 X4 xDrive35i：N55B30型3.0升直列六缸汽油发动机，最大功率225kW(306Ps)/5800-6000rpm，最大扭矩400N·m/1200-5000rpm。0~100km/h加速时间5.5秒，百公里油耗 8.7升，二氧化碳排放207 g/km。

宝马X4搭载的三台发动机均达到顶尖技术水平，配有高精度直喷系统、Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统以及Valvetronic电子气门(无极可调气门正时技术)。这些技术相得益彰，打造出宝马众所周知的高转速特性，从而提供了平稳而高效的动力输出、十分迅速的响应性以及更低的油耗值和排放量。下面啊车君将与大家来聊聊N20和N55的发动机技术特性。

所谓的单涡轮双涡管增压技术，你可以简单理解为将普通增压器上的涡管分割为两根涡管，按照发动机的点火时间，将点火时间相邻的两个气缸的排气管两两分开(N20发动机是1缸和4缸一组、2缸和3缸一组)，合成两个废气通道，进而推动涡轮。这样一来可以有效降低各缸的排气干涉，使气缸的排气进气更为充分。二来又能有效缓解涡轮增压低速时的迟滞性。以N20发动机为例，在1250rmp的时候就能爆发最大的扭矩，一直持续到4800rmp(高功率版)。

双涡管单涡轮增压技术早已经在N55发动机上成熟应用，宝马获得成功之后又将这一技术运用到N20发动机上。

对于一些普通发动机(没有进排气可变技术的)而言，进排气门的相位都是固定不变的，这就很难顾及到发动机在不同转速和工况时的需求。那么，可变气门正时技术就是以改变配气相位而诞生的。

N20和N55发动机上均采用Double-VANOS进排气门可变正时系统，与其他车厂的气门正时可变系统(类似于DVVT)的驱动方式相似，主要通过对电磁阀对机油的控制，来相应调节进排气Vanos调节机构，从而实现气门的提前或延迟连续可变。使发动机在不同工况下的换气都能达到最佳水准，“呼吸”的更加顺畅。

 进排气可变正时系统的进气Vanos的调节范围可达70°的曲轴转角，排气Vanos的调节范围可达55°的曲轴转角，相比于通用ECOTEC LLU 发动机的DCVCP可变正时系统(进气门可调范围为60°的曲轴转角，排气门可调范围为50°的曲轴转角)，双Vanos可变正时技术调节角度要大很多，更够大范围满足发动机“呼吸”需求。

Valvetronic系统的原理与结构相对其他(如本田AVTEC等相似系统)来说是较为复杂。宝马的Valvetronic可变气门升程系统，主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。

 当电动机工作时，蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转，再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同，凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同，从而实现对气门升程的控制。这种气门升程的变化是根据发动机的不同转速和工况，自动且无极连续可变气门的升程。N20和N55发动机均有采用这种技术，其中N20发动机的进气门最大升程达9.9mm，排气门最大升程达9.3mm。

N20和N55发动机上采用的高精度燃油直接喷射技术其实就是与前几年大众一直宣扬的缸内直喷技术类似，缸内直喷技术与柴油发动机的燃油喷射技术很相似。通过高压油泵将燃油加压后，喷入气缸会使油滴更加细化，燃油与空气混合更彻底。同时发动机的压缩比也可以做得更大。以N20发动机为例，它采用的是Bosch高压喷射装置HDE，能根据发动机工况高精度控制燃油喷射。高压泵是一个单活塞泵，由排气凸轮轴通过一个三段凸轮进行驱动。

 配合Bosch的7孔喷射嘴式电磁阀喷射器能有效提高燃油与空气混合，这种电磁阀喷射器的喷射角度和喷射形状可变性较高，喷射压力最高可达200bar。通俗点说，能做到更加节油。

N20发动机采用了早已在N55发动机上应用的特性曲线调节阀，数字式发动机电子系统可通过该调节阀以电动控制的方式来控制机油泵的输送功率。

 特性曲线调节式机油泵可根据发动机的转速进行调节，如在较低负荷时，可相应减小机油泵的输送功率而减小机油压力。

四缸发动机相对于V型或者六缸发动机来说，由于其结构决定会存在一些内部振动，平顺性相对来说没有那么好。有些发动机内部会设计有平衡轴用于抵消发动机内部振动。大概原理是使用偏心轴旋转产生与发动机振动相反的振动从而实现消振的效果。专业点说就是以一个方向的角动量来抵消另一个等大反向的角动量。

 所以N55发动机因为是六缸发动机，并没有采用平衡轴技术。而N20发动机是四缸发动机，所以采用了双平衡轴技术以达到动力输出更加平顺，双平衡轴安装于发动机底部，由曲轴通过一个齿形链条进行驱动，可对发动机进行一阶和二阶的振动进行消除。

宝马的高效动力策略(Efficient Dynamics)，除了前面所说的各种给力的发动机技术之外，还会通过发动机周边的部件采取一些能量管理系统、采用轻质结构、空气动力学部件和以及发动机节能措施，这些旨在使车辆不失驾驶乐趣的同时，又能进一步降低油耗和排放。

 宝马的这一策略会根据不同车辆有一些小幅调整，比如宝马5系的前进气格栅在高速巡航时会自动关闭，以降低风阻。又比如应用在宝马X4中的ECO PRO模式的滑行功能等等。

 宝马X4还融合了一些比较常规的节能系统，例如启停功能（现在有很多车辆都有配备，这里不再细说）、通过驾驶模式选择的ECO PRO节能模式以及8速手自一体变速箱的高速滑行功能，这些都进一步降低了油耗值。其中，ECO PRO模式下的滑行功能，能在时速50~160km/h之间任何油门踏板上无压力的时刻将宝马X4的发动机和驱动系统分离，由此降低燃油消耗。

 写在最后：说了那么多，其实宝马并非涡轮增压的鼻祖，单涡轮双涡管的技术也是三菱最早研发出来的，而可变气门的升程或正时技术也比不上本田和丰田有发言权，但宝马却能够将这些技术整合到一起，加入创新的高效动力辅助功能，将它们发挥到极致。这就让宝马4S店的销售人员口中的“这车搭载的是目前世界上最牛逼的发动机”变得底气十足。