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无人能及的高转速 宝马引擎背后的秘密

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NFS 许鸿德专栏.引擎篇

威廉姆斯的宝马引擎动力超群是F1公认的事实,那么宝马引擎成功的秘密在哪里呢?宝马竞技车款设计部门(BMWMPower)的开发总监向我们讲述了其中的奥秘。

80年代中期的F1“涡轮增压引擎时代”(当时涡轮增压引擎在F1仍属合法),BMW(宝马)车厂曾推出马力超过1000匹的超级引擎。FIA禁止涡轮引擎的策略曾迫使BMW退出F1一段时光,但自从2000年重回F1赛道后,BMW马上又获得了“最佳F1引擎”的称誉,事实上,这也是威廉姆斯车队近几年能够重新跻身顶尖车队的关键因素之一。今年造型怪异的FW26上搭载的P84引擎拥有至少900匹马力以上的输出,转速则不低于19250rpm(转/分钟),虽然本赛季前三站威廉姆斯车队的成绩不尽如人意,但BMW引擎蝉联“F1引擎霸主”的称号相信仍然不会遇到太多的反对意见。

BMW成功的秘密在哪里?其实就在于“无人能及的高转速”。略懂一点引擎基本原理的车迷都能理解“提高引擎转速”是增加引擎功率最简单的办法这个道理,但道理背后的技术瓶颈与困难却超出多数人的想象(10年来F1赛车引擎转速的增加幅度不到3000rpm)。

BMW车厂有一个赫赫有名的竞技车款设计团队———MPower(现已独立出来并更名为BMWMGmbH),该部门的主要产品是被车迷们奉若神明的M系列跑车,该部门与同厂专为威廉姆斯设计F1引擎的团队一直以来都有着频繁的技术和人员交流,因此,没有人比MPower部门的开发总监李希特(GerhardRichter)更清楚BMW对引擎转速和功率之间关系的理解了:

“BMW引擎研发团队相信在‘引擎排量上限’的前提下,提高引擎转速是增加引擎动力输出的最佳方式。F1引擎内的曲轴每分钟旋转超过18000次,10个汽缸内活塞每秒钟的位移超过25米。”李希特透露说,产生如此高马力及扭力的动力心脏在运用到赛车上时还需要优秀的变速系统配合,而这当然也是MPower团队的研发重点之一。

“打造大马力的引擎其实不难,”李希特继续说,“不过有些车厂偏好利用增大排量而不是提升引擎转速的方式来增加引擎马力输出,这也正是我认为书面上的马力输出数字意义不大的原因。利用增大引擎排量来增加马力的最大缺点就是引擎体积将无可避免地大幅增加,引擎重量与耗油率也无可避免会提高,所以BMW选择提高引擎转速方案的主要出发点就是为了避免前述两种情形。MPower团队内的工程师主要致力于缩减引擎的体积及重量,同时降低耗油率,我们相信这是打造极限运动车款的关键所在。”

在80年代F1赛坛的“涡轮增压引擎时代”,BMW曾推出动力超过1000匹以上的马力巨兽,不过至今BMW仍偏好在他们的民用车产品上使用自然进气(NA)引擎。李希特解释了他们在设计时的考虑:“有几家车厂偏好以涡轮增压或是机械增压的方式来提升引擎的输出(编者按:奔驰就喜欢用机械增压的方式来提升他们的民用车的表现),我们也尝试过。但过去在F1赛道上的经验显示,涡轮增压技术在引擎低转时存在缺陷,而另一个直到今天仍让我们困扰不已的问题则是涡轮增压引擎的油耗问题。同时,我们还考虑到了自然进气引擎的‘灵敏性’:不论是赛道上的比赛车手还是一般驾驶人,都希望引擎表现能够反映出最微小的油门踏板变化——这也就是F1赛车上要使用线传操控技术(Fly-by-wire)的原因——达到这个境界需要引擎反应与油门踏板动作之间不能有滞后,而只有采用自然进气方式的高转速引擎才能胜任这个工作。”

无论如何,对于BMW来说,赛车场更大程度上的意义还是一个尖端技术的检验场,如何将这些技术运用到旗下的民用车上面才是最重要的任务。李希特最后向我们透露说,搭载新一代直6引擎的M3车型极限转速已经超过了8000rpm,虽不能与F1引擎比,但至少已经让普罗大众有机会享受到过去只有顶尖赛车上才使用的高科技。买得到,用得着,这才是车迷们真正的福音。

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