S55B30
S55B30的活塞行程为89.6mm,气缸直径为84.0mm。这与同为直列6缸涡轮增压的N54/N55系列发动机完全相同。长形气缸(行程>缸径)设计,能够在更低的转速达到扭矩峰值。
新一代M3的3.0L(实际排量为2979mL)直列6缸发动机的排量相比现款缩减了1020mL,这样在基础架构上就更利于对油耗和排放的控制,但是你又大可不必担心其动力的衰减。凭借双涡轮增压系统,这台S55发动机的最大功率达到了430Ps/5500-7300rpm,最大扭矩为550N·m/1850-5500rpm,这样的表现完全超越了现款M3上4.0L V8发动机的动力水平,同时这也遵循了宝马M3在近30年发展史中的惯例:每一代的动力都比上一代更强。
S55B30的排气旁通阀(也叫泄压阀),它采用了电子直接控制方式。传统涡轮排气旁通阀是通过真空作动器控制阀门的开闭的,而真空管路真空度则是由电子气动压力转换器控制(宝马内部称为EPDW)。所以传统涡轮排气旁通阀的控制方式是间接的,这就存在控制的延时和欠精确。排气旁通阀控制的电子化,使得直接精确控制排气旁通阀成为可能,发动机增压值能够被更为精确地控制。
在缸体结构上,二者都采用了铝合金材料,缸径和行程同为84×89.6mm。与N55发动机的单涡轮增压不同,为了配得上M-Power的名分,工程人员给S55发动机并列式地加载了两颗涡轮增压器,压力值为1.25bar,这个数据相比绝大部分普通民用增压车辆(通常在1bar以下)的增压值要高,但是相比自家全新M5上的那台1.5bar的双涡轮增压V8发动机(代号为S63B44)以及奔驰A45 AMG上的那台1.8bar增压值的2.0T发动机还是显得较为保守。
这两颗涡轮增压器本身并无太多亮点,但是泄压阀却采用了与传统机械式不同的电子控制方式,也就是说可以通过电脑对泄压阀进行更为精准地控制,从而使涡轮在各种发动机工况下都能处在合理且持久的增压值上。宝马的工程人员也说到,其实整套增压系统的设计主要以顺畅自然的动力输出为主要目标,而不是一味强调性能数据。
为了更好地降低经过增压后空气的温度,S55发动机采用了水冷式的中冷器,它被安放在发动机的顶部,准确的说是位于气缸盖靠近进气的一侧,而为了降低发动机的高度,所以只能被迫将发动机的主体倾斜一个角度。
之所以这样也是要确保中冷器尽可能靠近进气歧管,以保证经过冷却后的空气尽快进入气缸,同时这种较短的进气设计也有利于提高油门的响应速度,并减小涡轮迟滞的问题,使发动机在转速达到1850rpm时就可以输出峰值扭矩。
S55发动机集成了宝马现今几乎所有的主流先进技术,包括有缸内直喷、Valvetronic电子气门、Double-VANOS双可变气门正时系统等,它也是继全新M5上的S63B44发动机之后,第二款将缸内直喷、涡轮增压以及Valvetronic电子气门技术集成在一起的M-Power发动机。
S55B30的双涡轮是霍尼韦尔生产的,单涡轮增压值达到1.25bar。从增压值上看,S55B30原厂的增压值仅仅设定在比普通民用涡轮车(1bar或以下)要高,但提升空间还是有的。后期通过ECU程序升级,实现动力提升可行性相当大。
之前,Valvetronic电子气门技术只应用在除M-Power的宝马普通发动机上(比如N52、N55、N20等),原因是该技术很难在高强度是工作环境下长期稳定的工作,特别是那些高性能发动机,但是随着全新M5以及新一代M3车型的动力系统装备此项技术,
此外,S55发动机的缸体采用了无缸套的设计,这样的好处在于增强了缸体的强度,同时在缸套内部通过激光加工工艺在其表面形成了一个高强度耐磨的涂层,再结合轻量化的锻造活塞、高扭转刚性的锻造曲轴以及更适合高转速需求的曲柄连杆机构,最终使S55发动机在机械结构上相比普通的N55B30拥有更敏锐和快捷的油门响应。
S55虽然没有采用干式油底壳的设计,但是在油底壳的材料上却使用了镁合金,不知道这种材料在重量上是否会比耐高温的树脂材质更具优势,但是这确实又是一次大胆的创新尝试(之前宝马曾在N52发动机上创新地应用了镁铝合金缸体)。从V8到L6,气缸数和排量的减小以及通过轻量化的设计,S55发动机的质量比现款M3的V8发动机轻了近10公斤。好马还需配好鞍,与这台S55发动机相匹配的包括一台6速手动变速器和7速双离合变速器。在变速器方面,宝马的工程人员主要通过对新材料的使用,比如碳纤维等大幅降低了变速器的重量。综合来看,通过发动机自动起停系统和制动能量回收系统,新一代M3的每公里碳排放在200克以下(现款V8发动机为263克),而百公里的综合油耗也将不超过9升。