寶馬新型雙渦輪增壓直噴式直列六缸汽油機

寶馬公司在相隔20年之后，第一次重新引入了帶渦輪增壓的汽油機。通過將第二代汽油直噴（高精度噴油）與兩種緊湊型渦輪增壓器相結(jié)合，成功地克服了迄今為止渦輪增壓器存在的兩項缺點：高油耗和遲緩的響應特性。

渦輪增壓汽油機在寶馬公司已經(jīng)有很長的歷史。1973年推出的寶馬2002渦輪增壓發(fā)動機是世界上第一臺帶渦輪增壓發(fā)動機的量產(chǎn)轎車。十年后，波拉巴姆寶馬公司的乃爾孫·皮奎特以一臺渦輪增壓的汽車贏得了一級方程式賽車冠軍稱號。
渦輪增壓明顯的缺點是高油耗和遲緩的響應特性，成為寶馬公司自從上世紀80年代末以后放棄了開發(fā)其他渦輪增壓汽油機的原因。

通過新技術的采用，成功地排除了經(jīng)典渦輪增壓技術的缺點。油束主導（Sprayguided）的第二代汽油直噴燃燒方法通過燃油在氣缸內(nèi)的蒸發(fā)使燃燒室得到冷卻，從而得以明顯地提高了壓縮比，并提高了效率，使得全負荷特性在自然吸氣發(fā)動機的水平提高了一步。由于在增壓器上采用了耐高溫的材料，明顯地降低了通過混合氣加濃來降低廢氣溫度的必要性。同時，采用了轉(zhuǎn)動慣量較小的小型增壓器。使得相應特性也有所改善。

開發(fā)目標

寶馬直列六缸增壓汽油機的目標定得很高。在適當?shù)靥岣甙l(fā)動機功率的同時，特別要求明顯地提高扭矩。當時要求努力將其最大扭矩提高到4.0L排量的八缸發(fā)動機所能達到的水平，而且要求在一個明顯較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都達到這樣的扭矩

直列六缸發(fā)動機的重要優(yōu)點是它的運行平穩(wěn)性和旋轉(zhuǎn)平衡性。這些特點使得它沒有不平衡的慣性力和慣性力矩。為了充分地發(fā)揮這些優(yōu)點，將這臺渦輪增壓發(fā)動機的轉(zhuǎn)速定在了7000r/min這么一個自然吸氣發(fā)動機的高水平上。特別重要的是，克服了經(jīng)典渦輪增壓發(fā)動機的缺點。

為了廣泛地應用于寶馬公司的車型型譜中，對發(fā)動機的體積大小和重量提出了附加的挑戰(zhàn)。
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發(fā)動機概念

增壓的六缸汽油機新方案的基礎是2004年推出的新一代直列發(fā)動機。

這臺發(fā)動機是一個新型發(fā)動機系列的第一個代表，它除了其他特點以外，特別是因為全可變的氣

通過大量的仿真計算，對進氣和增壓空氣管道進行了優(yōu)化。這些管道短小而粗大，彎頭很少，所以使流動阻力達到了最小化。
因為對于渦輪增壓發(fā)動機來說，不要求可變進氣管長度，所以塑料進氣管比在自然吸氣發(fā)動機中簡單一些。而壓力管在高溫區(qū)域是用鋁合金制成的，其余部分則用塑料制成。集成了空氣濾清器的進氣系統(tǒng)消聲器裝在進氣系統(tǒng)的上面，與發(fā)動機固定在一起。
在設計增壓空氣冷卻器時，借助于廣泛的計算，在冷卻速率和壓力損失之間進行了折中。

2.計算機輔助的設計過程

高達1050℃的廢氣溫度導致了很高的熱交變載荷，因而導致了極高的渦輪應力。在結(jié)構(gòu)設計中進行了大量的計算機輔助工程（CAE）工作，其目的是在準備階段暴露薄弱環(huán)節(jié)并排除之。