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汽车发动机+变速器透视图+详细分析
发帖时间：2008-04-04 06:35:22 | 得票数量：1
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[楼主] [每日必看精彩纷呈]
汽车不仅要有光鲜的外表，也要有一颗彪悍的引擎，还要有一具乖巧的变速器。

从很大程度来说，它的面世应该成为引擎工业值得铭记的里程碑，不是我夸大，而是确有其事。

你从来不会在一个量产车上找到这么一台
引擎，以前没有，现在，有了！
首先，对于很多狂热车迷来说，引擎的声音是一台高素质引擎好与坏的基本评定标准，好的引擎声音对于开车的人来说是一首悦耳的交响曲。

宝马的M部门的工程师深明这个道理，所以这一次的新V10引擎的声音调教也有模有样——那就是它和宝马威廉姆斯车队一级方程式赛车里的V10引擎的叫声十分相似，在路上绝对惹人瞩目。

当新M5刚公布的时候，人们就发现了它配置的竟然是V10引擎！V10引擎代表什么？在普通的量产车里面，极少使用V10引擎,印象中唯一记得的是意大利的野牛蓝博基尼Gallardo是使用V10，目前基本上只是一级方程式的赛车使用V10引擎，简单来说就是V10比V12更轻巧，耗油更少，在设计得当的情况下可以输出接近V12的功率。

这是经过多年的实践后一级方程式赛车才确定的方案，多年都没有更改过，足以证明V10引擎的可靠和高性能。

宝马作为一级方程式的其中一员，自然对于该引擎了如指掌。

当然需要说明的就是，M5身上的这台引擎仅仅在气缸数目上和威廉姆斯车队的那台引擎一样，其他部分全部是独立设计制造，并非借用或改装自一级方程式的引擎（如果真的是，那这台M5可是稀世珍宝啊，抢购都来不及）。

不过共性是有的，那就是它们都是极富潜力的高性能引擎，只不过现在你有机会在赛道之外
一品佳肴。

2008-04-04 07:06 | 修改于：2008-04-04 07:10
楼主ccwu_XC90_广东 | 白银长老 | 举报
[36楼]：
宝马M部门的任务就是将每一辆M字头的车都打造成为宝马旗下最为恐怖的产品。

这台V10引擎和以往的M字头一样，都不能小看：5升排量的它能输出最高507匹马力和最大520Nm的扭矩，引擎最高转速可以冲上8250转。

仅仅凭这三个数字，我们已经可以断定它是一个天生的运动健将！我相信这样的一台引擎安在任何一台房车上，都是英雄。

江山代有才人出，现在回头看看上一代的M5，V8引擎400匹马力，那样的极品竟然也成昨日黄花，可叹啊！
然而，如果我告诉你还有比这几个数据更令人兴奋之处，那你会否晕倒？呵呵，那就是在实际中的表现它更是充满无限乐趣。

轻点油门，发动机转速指针敏捷而迅速地跟随着你脚趾的颤动而上下窜动，车外澎湃动听的咆哮隐隐约约传进车厢，像在向你示威说：“小子，敢不敢开出去遛两圈？
你千万别被它吓坏，其实M5可以符合你日常用车的任何标准，并非只是一介勇夫，只不过运动的本性深埋在它血液中，已经成为某种基因，摆脱不去。

20年前宝马推出M字头轿车，开创了豪华运动型轿车的先例，否则的话，我们今天也无法尽情欣赏像奔驰AMG、奥迪S之类的高手。

其实单纯地将马力提高，对任何一间汽车公司来说都是不难的事情，不过对于宝马来说，新V10引擎并非如此简单。

如何把加速的性能和实际驾驶中的动态变化考虑进去，是这次宝马潜心研究的问题。

一副绝世
引擎应该能做到人车合一，如同“风林火山”一般的宝剑，是一种无敌的境界。

2008-04-04 07:06 | 修改于：2008-04-04 07:13
楼主ccwu_XC90_广东 | 白银长老 | 举报
[37楼]：
要想真正理解这台V10的表现，恐怕需要从物理角度分析。

首先让我们简单看看一台引擎升级时考虑因素。

当一台引擎的排量上升了，要么就是气缸增加，要么就是单个气缸体积增加。

如果是缸数不变而气缸体积增加，那毫无疑问，整体气缸的重量、体积和油耗都会相应增加。

采用涡轮增压引擎或者机械增压引擎虽然力量可以比一般引擎增强不少，但是它的缺点也是很明显的，那就是耗油会增加以及有迟滞性（迟滞性是指它不会在你踩下油门的一刻就马上爆发出力量，而是需要增压器进行做功才能输出多余的动力）。

升级引擎还有一个选择，那就是采用较为紧凑的、高转速的方式来打造一台自然吸气发动机。

宝马是永远不会采用涡轮增压的方式的，它的特别在于无论世界怎么变，我自己总有方式应对。

所以我们一般都称宝马是自然吸气发动机的代表人物。

把引擎的转速提高，无疑是将发动机往赛车的境界推，这对于宝马之类的公司来说，不难，但是却需要考虑是否合适在一台运动型轿车上使用。

宝马就是宝马，敢天下之先，终于第一次把这样一台充满诱惑的10缸和高转速引擎带到了量产轿跑的身上，成为世界第一个吃螃蟹的人。

8250转的转速，你平时没有多少机会体验。

甚至上一代的M5，也仅仅是7000转。

突破了8000转的转速，这本身就是一种突破。

当引擎达到每分钟8000转的时候，每个活塞每秒钟走过的距离相当于20米。

我给你另外一个数据：宝马威廉姆斯F1赛车的引擎在转速达到18,000转的时候，每个活塞走的距离相当于每秒25米。

什么？你看清楚没有，这是个什么概念？M5身上的这台V10的转速简直可以去媲美一级方程式引擎的转速。

注意，一级方程式只是在比赛的周末开上那么800公里左右，而M5却可能会陪你驰骋它一生的时间。

虽然M5的引擎和一级方程式的引擎没有共同的部件，但是他们两者设计的概念都是如出一辙的——性能为先！提高转速对于增加新引擎的扭矩十分重要，我再举个例子（呵呵，我举了不少例子了）：当一个人骑单车上山的时
候，如果他把档调快一点，脚踩得快一点，那他不会感觉到很累；但是如果他保持原来的档位，那他肯定
骑得非常辛苦。

从这点来说，宝马提高的转速，其实就是为了做更多的功，动力输出大了，性能表现自然perfect。

另外，转速高了，就可以尽可能保持气缸的紧凑体积，即便气缸数目增加了两个，但是整个的重量并非比V8引擎增加得很多，却可以产生比V8引擎多很多的马力和扭矩，这是非常关键的。

2008-04-04 07:06 | 修改于：2008-04-04 07:18
楼主ccwu_XC90_广东 | 白银长老 | 举报
[38楼]：
上面我提了高转速带给新引擎的好处。

现在我来给大家说说这台引擎的其他部分。

气缸的布局，对于引擎来说是异常重要的，宝马采用了90度的V形夹角，目的是可以它可以产生的震动相对较小。

气缸的曲轴柄箱是使用铝硅过共晶合金材料，利用低压压铸法制成。

这种比较特别的合金里面包含了至少17％的硅成分，充分保证了强度。

气缸套则是由高强度的硬硅晶体材料做成。

活塞直径为92毫米，长度为75.2毫米，10个气缸排气量加起来一共是4,999毫升。

气缸底座是和威廉姆斯F1引擎一样的铸铁制成。

由于这台新引擎转速高，燃烧压力和温度也相当高，所以曲轴箱的负荷相对来说是很重的。

宝马机械师们为此采用了一种来源于赛车的“床板”设计方式来保证曲轴箱的可靠。

这是第一台量产引擎采用这种设计的。

铝合金的“床板”搭配白铸铁一起，保证了曲轴对准器在经过无数次运动后仍保持精确，并且轴承间隙可以在高温高压的工作情况下保持较小的数值。

采用白铸铁来合成进铝制床板里面，目的是为了减少铝制床板高温下的热膨胀。

同时，这种架构方式可以最大程度地改善发动机的声音。

别小看它喔！曲轴是刚度是要求很高的，做工同样异常精细。

宝马用了具有伸缩性的钢铸造出21.8公斤重的曲轴，抗扭刚度极高。

共有6个直径为60毫米、宽28.2毫米的轴承负责承托该曲轴。

铝合金的活塞具有很高的抗高温高压能力，表面覆盖着一层含铁涂料。

每个活塞重481.7克，高27.4毫米，压缩比是12.0:1，并且通过冷却油直接喷射冷却。

V10引擎的气缸头同样采用了轻质的合金材料。

每个气缸头有四个气阀，2进2出，液压驱动开启和关闭。

进气阀的摇杆只有5毫米的直径，基本上汽油里面的污物都可能比这个还大，可以说是巧夺天工。

2008-04-04 07:06 | 修改于：2008-04-04 07:25
楼主ccwu_XC90_广东 | 白银长老 | 举报
[39楼]：
引擎转速越高，输出越高，它越需要冷却，特别是气缸的燃烧室附近，否则烧瓦了看你怎么办。

宝马V10采用冷却油横向流动方式，大大降低了平时引擎出现的冷却油压不够的情况。

这样一来就保证了气缸一些重要部分在高温下的工作性能。

凸轮轴是采用宝马特有的bi-VANOS控制系统，这套系统最早运用于1995年的M3，经过数代的发展，已经非常成熟，宝马方面说，bi-VANOS系统大大提高了扭矩的峰值水平，优化了引擎的反应，并且油耗和排放都相对较低。

引擎的润滑油是由四个油泵来供油，和平时引擎采用的两个供油泵不同。

这其实里面大有乾坤。

因为M5在转弯的时候可以达到1G的离心力（印象中飞行员可以承受的离心力为4G，不知道是否正确），所以在急速转弯的时候，润滑油箱里的润滑油都会偏向离心方向，导致中心部分的两个油泵没有油可以泵上去给气缸组使用。

要知道对于M5这台高转速的引擎来说，剧烈运动的活塞和其他部件如果润滑不足，对引擎伤害是很大的。

宝马为了防止这种情况的发生，增加了一对供油泵，它们可以在侧向离心里超过0.6G之后就发
挥作用，把离心方向堆积的油传输到少油的地方，以便让中心油泵继续维持对汽缸组的全面供油，当然这
个过程需要侧向离心力感应器来保证运作正常。

这四个泵本身是可以连续变频工作的，可以针对引擎的需要改变供油的多少。

不过转弯的侧向离心力只是其中一个宝马考虑的因素，还有一个就是在紧急刹车时引擎受到的向后的1.3G 的加速度。

这时候巨大的惯性会令润滑油跑到油箱靠前的位置，导致引擎后部润滑不足。

在这里，宝马又利用了和上面相同的方式来保证供油的畅顺。

V10的每个气缸都有独立的节流阀，并且带有自己的触发器，也就是每个气缸的节流阀都是独立工作的。

从机械的角度来看，这样做无疑是很复杂的设计。

但是只有这样，才能保证引擎的实时响应能力。

无论在低转速还是高转速的情况下，该V10引擎都可以保证对驾驶员的动作有最大的反应能力。

两个完全不接触的霍尔电位计每一秒钟测量和感应油门的位置200次，用来准确的传输驾驶者的意图给节流阀的触发器，然后10个独立的节流阀同时作用，控制引擎的工作。

不用我说你都可以想象到这个过程是瞬间完成的啦！120毫秒的时间，节流阀就可以从关闭状态变成完全打开状态。

2008-04-04 07:06 | 修改于：2008-04-04 07:22
楼主ccwu_XC90_广东 | 白银长老 | 举报
[40楼]：
一副引擎的表现好坏，不仅仅和进气、润滑等等有关，基本上每一个细节都是可以决定引擎性能表现的，只是看你愿不愿意去研究那些细节而已。

排气系统也是其中一个细节。

宝马当然明白这个道理，最关键的是M字头的宝马的排气，怎么也不能差吧。

两条不锈钢排气管等长的排气管内部经过800bar的高压加氢处理，管壁仅厚0.8毫米，这也是宝马工程师为之骄傲的杰作之一。

还有，精心设计的排气系统很大程度上杜绝了反压力的产生，从而保证了发动机的稳定发挥。

带有金属涂层的催化式排气净化器十分靠近引擎，里面有两层催化剂（这些催化剂的工作温度很低，意味着引擎启动不久这些催化剂就可以发挥作用），帮助M5顺顺利利通过欧洲4号排放标准和美国LEV 2标准。

躲藏在V10高性能和低排放背后的功臣，其实是宝马的引擎电子管理系统，它目前在世界上是独一无二的。

这套管理系统保证了引擎各个部分的配合，特别是和宝马的SMG变速箱。

这套系统是世界上第一个用于量产车的新的控制单元，里面包含了超过1000个独立组件，据宝马方面称，它的密度之高属于世界顶尖水平，并且它不是由BOSCHE之类的公司设计生产的，而是宝马自己的研究中心研发的。

由于我已经提过，这款引擎的转速和很多部件都是全新设计的，功能复杂，所以这款控制系统的责任十分重大，它的表现，直接影响着M字头宝马V10引擎的名声。

鉴于此，宝马才不敢掉以轻心。

系统里面有3个32位的处理器，每秒钟可以进行2亿次独立计算。

从这个方面来说，它比起上一代的控制系统快了8倍。

而内存则多了10倍。

控制系统可以单独为每个气缸计算点火的温度、汽油喷射的数量和喷射的位置，并且同时它还会根据需要调节凸轮轴和10个独立节流阀的角度，以便最大程度优化引擎的表现。

如果司机采用sport运动模式来驾驶M5，那引擎电子控制系统就会用一套较为活跃的程序来控制引擎的运作，再配合其他方面的调整，整体上就让引擎处于一种特别敏锐的工作状态，简言之，就是SMG波箱里面的SPORT模式了。