国外先进柴油机第五篇:任性的宝马B57S,竟然有四个增压器
前两天李Sir介绍了宝马的三级增压柴油机N57S,文章的评论点赞关注量都不错(就是平台推荐量低,不理解)。今天李Sir再接再厉,介绍一下N57S的升级版B57S,这款神机竟然任性的使用了四级增压,真是贫穷限制了我的想像。
B57S柴油机
宝马的B57系列柴油机是N57系列柴油机的升级版,同样是直列6缸发动机,缸径84mm,行程90mm,排量2.993L。
B57系列柴油机最早于2015年发布,并在宝马7系豪华轿车730d上首次亮相。宝马在产品布局中采用了模块化设计,这一点与奔驰的做法如出一辙,与B57同模块化系列的产品还有B37(3缸柴油机1.5L)、B47(四缸柴油机2L)、B38(3缸汽油机1.5L)、B48(四缸汽油机2L)、B58(六缸汽油机3L)。奔驰的模块化系列产品在李Sir的另一篇文章《正视差距,看看老外先进的轻型柴油机,第三篇OM656》中有介绍。
宝马的B57柴油机主要分为三类产品,其中N57D30O采用单级增压,N57D30T采用双级增压,N57D30S采用四级增压。下面是宝马柴油机的发布时间表。
发动机的结构特点
—燃烧最高爆发压力为21Mpa,压缩比16;
—缸心距只有91mm,缸心距/缸径仅有1.083,结构非常紧凑。
—与N57一样,B57发动机的机体保留了如下特征:采用了ALSi7的铝制龙门机体,缸间采用钻孔冷却;
—首次使用了机体缸盖分层冷却,如下图所示。
—发动机的机体和缸盖都采用了特殊的高压压缩工艺HIP(热等静压Hot Isostatic Pressing)
该工艺会把材料放到一个密闭的容器里,然后向材料施加各向等值的压力,同时加热高温处理,使材料获得更加致密的结构。
—与奔驰的轻型柴油机一样,宝马B57柴油机缸孔采用了双丝电弧喷涂涂层,可以有效降低摩擦损失;
—缸盖变化不大,仍然由两部分组成,包括主体缸盖和凸轮轴承座;
—进排气门的主要参数如下:
—采用了5层的缸盖垫片;
—锻钢曲轴,采用4平衡重;
—活塞采用铝硅合金,活塞群部表面施加0.02~0.04微米的石墨涂层,可以有效降低摩擦功并降噪;
—与N57S一样,B57S发动机的活塞采用了激光重熔技术,对活塞顶部和燃烧室的交接部位进行了处理,从而增加了60%的热负荷能力。
激光重熔技术是利用激光使金属表面加热融化,去除铸件的杂质、气孔,并细化晶粒,以提高金属表面的硬度和耐磨性。
—正时链安装在飞轮端,采用了双顶置凸轮轴,总体布置与上一代变化不大,结构如下图。
*链条为套筒式链条,链条销有镀铬氮化处理,可以减少70%的磨损;
*高压油泵的链条减振器,有效降低了链条振动对高压油泵的影响;
—高达2500bar的高压共轨燃油系统,压电式喷油器;
—空气系统和后处理系统的布置原理图如下:
—以B57D30o系列为例,发动机的空气系统布置如下:
—采用了高低压双循环EGR,排放更低更省油
高压EGR如下图,主要零部件包括热端EGR阀、EGR冷却器和旁通阀。
低压EGR如下图,主要零部件包括EGR冷却器和冷端EGR阀。
—采用了电控机油泵、集中控制活塞冷却喷嘴、真空控制水泵
—采用了各种降噪的罩壳,比如发动机的顶部罩壳,其底面附加了羊毛吸音材料以实现隔声。
—采用了隔热隔声的罩壳,既可以隔热保温,又可以进一步改善发动机的噪声水平。
—后处理采用了NSC+DPF+SCR的技术路线,其中发动机的增压器后紧耦合布置着NSC和DPF,整车地板下安装着SCR。能够达到欧6排放标准,同时达到加州CARB III的LEV排放级别。
四级增压系统
宝马B57S是即布加迪威龙之后,世界上第二款采用四级涡轮增压器的柴油机,增压系统包括两组涡轮增压器,每组由一个低压涡轮增压器和一个高压涡轮增压器组成。
相对于N57S,B57S多了一个增压器,发动机的扭矩仅增加了20Nm,功率仅增加了14kW,但它使宝马750d的百公里加速时间从4.9s提升到了4.6s。虽然0.3s看起来不起眼,但这对于一辆2t重的豪华轿车来说已经非常难得。
宝马的四级增压技术虽然在动力性参数上没有明显提升,但它通过提高发动机的瞬态响应性实现了实实在在的加速体验。
低速低负荷下,一个高压增压器开始运行;随着转速和负荷的升高,两个低压增压器开始介入;大约2700rpm左右,第二个高压增压器开始介入,四个增压器同时生效。
动力性指标
宝马的B57系列柴油机目前共有3款产品,其中B57S系列为最高端产品,发动机动力性指标如下图所示。
宝马B57S和N57S的外特性对比如下图所示。
另外,B57S的发动机转速上限为6000rpm,比N57S提高了600rpm,已经逐步逼近汽油机的转速上线水平。
前两天我发布过N57S的介绍文章,感兴趣的朋友可以点击“了解更多”。
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我是李Sir,一个陪你深入了解柴油机的朋友。
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