引擎 | BMW史上唯二最棒的引擎,我已经沉醉其中了

2018-02-13 2.4万 2

BMW历史上最棒的两颗自吸引擎是?

我想很多车友想的和我一样

在涡轮引擎大行其道的今天

曾经的自吸引擎显得尤为珍贵

随叫随到的动力

美妙的引擎轰鸣之声

以及难以企及的高转

都带给我们强大的震撼力

今天我们就来聊聊

关于这两款引擎的故事

这是一篇来自于国外论坛的爆红文章。

BMW S54和BMW S65引擎可谓是BMW整个历史上最棒的两颗引擎,没有之一。

S54是搭载于代号为M46的M3上的直列六缸引擎,而S65则是搭载于代号为E92的M3上的V8引擎。

当我们提到BMW赛事运动的时候,绝大多数BMW狂热的粉丝都会将BMW赛事和这两颗引擎联系起来。

即使在小C眼中,除却迈凯伦F1上那颗惊为天人的BMW引擎,S54和S65甚至可以说是最棒的自然吸气引擎之二。 

引擎历史

S54被认为是BMW M50系列直列六缸引擎的绝唱。

这是M50系列最终的进化版本,也是M50系列最强大的版本。缸体采用了铸铁材质,这允许近乎极端的缸体间距:4毫米,以最大限度的保证S54的紧凑型。

铸铁材质不会轻易形变,即使在超高转速带来的压力下铸铁材质的引擎也能轻松应对。因此,如果在那个年代想要拥有超薄的气缸壁,铸铁式第一选择,铝制材料是你最后的选择。 

2001年,搭载S54的E46 M3在美国亮相。

在同一年,这台S54轻松拿下了包括年度最佳引擎和国际引擎大赛(international engine of the year)在内的几乎所有最佳引擎的奖项。

它在3-4升级别的引擎排量中统治了之后整整6年,一直到这代M3停止生产。这是任何一台引擎都无法企及的奇迹。

这时候,肯定有看官会要问,小C,如果这台引擎真的像你描述的那么出色,那么为什么下一代M3弃之不用呢?

为什么BMW不在六缸的基础上继续升级或者研发出新的六缸引擎呢? 

BMW没有能力做出超越S54的引擎。 

让我们从赛事说起。不知何时,"六"成为了相当多的赛事的引擎数字。那个年代保时捷已经在ALMS赛事中用它的GT3狠狠羞辱着包括M3在内的各大车队。

对于BMW,六缸引擎已经没有进一步升级的潜力了。S54有着相对离经叛道的设计,其的缸径为87mm,但是活塞行程达到了91mm。在高转速引擎中,这绝对是大逆不道的设计。

传统的高转速引擎的活塞行程尽可能做的较低,因此在高转速情况下,活塞的速度会相对较低,因此引擎整体耐用性会更加出色。

BMW原先也是类似的设计。但是其后期由于增加马力以及优化扭矩输出的的需求,将S54引擎从3.0升扩缸为3.2升。多出来的排量来源于增加的活塞行程。

这种离经叛道的设计绝对是当年BMW倔傲不驯的写照。

但是,倔傲不驯归桀骜不驯,S54由于这种设计导致转速已经达到极限,在挖掘潜力已然成为白日做梦。

当S54仍然在生产的时候,当S54在横扫各大引擎最佳奖项的时候,保时捷开始对它们的水平对置引擎进行扩缸处理以进一步增加引擎耐久性。

BMW退无可退。BMW的回答则是一台代号为P60B40的V8引擎。 

这台引擎让保时捷一度感到绝望。当2001年BMW使用这台P60B40引擎创下一个又一个赛事纪录的时候,保时捷向赛事主委会投诉,抱怨搭载V8引擎的M3没有量产版本因此违反了规则。

当年诸如ALMS的赛事确实要求赛车有量产版本。于是BMW照做了。

BMW将这台4.0升V8塞入了10台M3中并卖给了大众。这10台车就是那个年代令人闻风丧胆的BMW M3 GTR!

在第二年,赛事主委会修改了赛事规则,至少100台量产车和1000台引擎需要被生产出来以满足参赛需求。

但是,在BMW粉丝中,这则故事有另外一个版本。保时捷赛事主管来到了赛事主委会,开始嚎啕大哭。他们哭诉M3的引擎让其他车队毫无希望,因此迫使赛事主委会更改了比赛规则。 

很显然,过短的准备时间和过高的引擎成本导致BMW无法满足这一苛刻的条件。

而赛事主委会提出的增加进气限制装置也是难以接受的。BMW高傲的退出了赛事,这一退出就是整整七年。

七年之期已满,BMW在2010年再度携搭载V8引擎的M3参赛,保时捷眼睁睁地看着M3打破一个又一个赛道记录而无能为力。 

当BMW在生产搭载有V8的M3 GTR的时候,他们也在思考下一代M3的未来。

这台代号为P60B40的引擎为3997cc,缸径则为94mm,活塞行程为72mm,多年后,一台BMW V10引擎,一台BMW V8引擎也采用了类似的缸径和活塞行程的布局:缸径92mm,活塞行程75.2mm。

这两台引擎就是注定日后会大放奇光异彩的BMW代号为S85的V10引擎,以及本文的一个主角:S65 V8引擎。

 自然吸气下的比较

 动力篇

 既然这是两台流淌着赛用血液的引擎,那么,单纯的比较纸面数据会显得苍白无力。让我们深入了解下这两台引擎:S54和S65。

这是一张S54和S65的马力图。感谢DLSJ5提供这张马力数据。横轴为转速,左侧竖轴为马力(hp),右侧竖轴为扭矩(ft-lb),各位可以自行换算下ft-lb和Nm。 

在这张马力图上,S54提供了轮上273hp(原厂引擎曲轴为343hp),轮上扭矩则为306Nm(原厂曲轴上为365Nm)。

S65提供了轮上366hp(原厂引擎曲轴414hp),轮上扭矩为365Nm(原厂曲轴上为440Nm)。

你会注意到这两台引擎基本都遵照了15%的动力损耗定律。因此在动力上而言,这个做到相当出色的水平。 

引擎扭矩则非常有趣,如果你做了换算,你会发现S54每升能够提供的扭矩是大于S65。

这是因为缸径和活塞行程比值的缘故。S54属于长行程引擎,因此比值达到了0.945。而S65属于短行程引擎,比值为1.223。

因此S54可以提供12.33cc/ft.lb,而S65只有13.56cc/ft.lb。

 

之所以S54能够做到这一点的原因是铸铁的缸体。铸铁的缸体能应付更大的压力,包括承受曲轴,活塞,连杆等一系列的压力。因此对于铝制材质的S65,这就是先天不足了。

转速和活塞行程篇

 说完升功率,另一个必须要看的是活塞速度。

以下的表格是最快的五台量产引擎的活塞速度,当然,这几年由于新车型的出现,这台表格上的某些数据已经过时了。但是,作为那个年代的参考,这份表格还是很有价值的。

本田S2000

引擎代号:F20C1

缸径/活塞行程:3.43/3.31

红线:9000rpm

活塞速度:1513米/秒

 

兰博基尼Gallardo

引擎代号:N/A

缸径/活塞行程:3.25/3.65

红线:8000rpm

活塞速度:1483米/秒

 

讴歌Integra Type R

引擎代号:B18C5

缸径/活塞行程:3.19/3.43

红线:8400rpm

活塞速度:1463米/秒

 

BMW M3(德版)

引擎代号:S54

缸径/活塞行程:3.43/3.58

红线:8000rpm

活塞速度:1455米/秒

本田S2000 AP2

引擎代号:F22C

缸径/活塞行程:3.43/3.57

红线:8000rpm

活塞速度:1450米/秒

 

在那个年代,S54是排名第四的活塞速度。

而对于S65,其的活塞速度则为1240米/秒。这也是为何很多人认为S65更具有潜力的因素。S65的75.2mm的活塞行程可以达到8250rpm极限转速,相比于S54红线转速下S65的活塞速度更低,给引擎带来的压力更小。

更不用说,凭借S54上的技术,S65的可以通过转速继续攀升或者增加引擎活塞行程的方式进行升级。而后者也正是BMW在后期所做的。

S65可以达到何种地步?

Dinan曾经通过扩大2mm的缸经和增加7.8mm的引擎活塞行程达到了4.6升的排量。这显著的增加了曲轴的压力。

但是,活塞的速度仅仅达到1369米/秒了,从上表的数据来看,这仍然是一个非常保守的数字。因此缸体的承受问题不会非常巨大

而BMW在后期将S65的活塞行程扩大了8mm达到了4.4升的排量,并将这台扩缸版本用于了M3 GTS中。

为什么BMW这么做呢?

因为S65和其的V10版本S85采用了相同的缸径和活塞行程设计。活塞,活塞连杆,所有的部件都几近相同,唯一缺少的就是S85上的两个气缸而已。这一切都提醒技师们,这台S65拥有和S85一样的潜力。

这也给与了S65在后期改装市场上更多的空间但是不需要S54对高水平技师苛刻的要求。

 小结

所以,这台代号为S65的V8引擎有何优势?

  • 低成本,和V10引擎同时研发,所有蓝本均来自于2001年赛用版本的V8引擎。

  • 轻量化。S65比S54多了两气缸但是轻了了足足15kg。

  • 由于低活塞行程和短行程引擎的设计带来的更高的极限转速。

  • 赛用的底子保证极佳的赛用潜力。

  • 更大排量和更高的扩缸潜力。

  • 对于曲轴,气缸和连杆更低的压力。

  • 更紧凑的缸体,尤其是更低的引擎高度。

  • 更优化的引擎舱

  • 铝制缸体的散热远远好于铸铁缸体。

 

强制进气比较 

在那个年代已经不是自然吸气的天下了。

诸如BMW N54已经有了超越S系列的潜力。而这两台BMW引擎(S65和S54)更加著名的原因来源于其对强制进气的通用性。

对于国内车友,S54应该是一台比较陌生的引擎,更不要提亲手改装了。但是,又没人有想过,在爆改的RB26DETT和2JZ横行的年代,德系厂商难道没有相对应的引擎吗?

BMW的回答就是S54。

S54铸铁的结构给与了它极佳的底子,即使后期强制进气也不会影响太大的引擎寿命。S54就是德系引擎中的2JZ-GTE!S54的连杆和曲轴都为锻造,活塞是铸造但是有石墨涂层。

引擎即使在原厂超高的11.5:1的压缩比的情况下也能承受两位数的增压值。 

在ACTIVE AUTOWERKE手下,S54达到了12psi的增压,在HPF手下,其达到了16PSI的增压。

在这些情况下,原厂的S54达到了轮上600匹的马力!早期GTR的RB26DETT都难以原厂情况下达到如此稳定的表现。 

当降低压缩比和腹内强化S54之后,S54的潜力更是能够突破天际。

这张马力图上,由于涡轮的尺寸限制,S54仅仅达到了轮上1000匹的动力。如果换上更好的排气或者顶置S54,这台引擎会刷新我们对BMW引擎的理解。

 S65则是另外一种情况。由于改装的原因(小C认为是价格)加上引擎舱没有给涡轮留出足够的地方,强制进气的改装相对较少。其主要的限制来源于V8引擎带来的排气头段占用了较大的位置。

但是,S65自身拥有锻造的连杆和曲轴,因此引擎整体强度毋庸置疑。

因此,加装机械增压的S65成为主流。这些机器往往能够在9.5psi的压力以及12.0:1的压缩比下达到了600hp+的输出。

那么,S65的潜力有多大?

如果我们说S65是一台铝制引擎,则这是过于简单化了,S65本身是一台铝硅材质的引擎。为BMW提供这个缸体的工厂同样为F1各大车队提供F1的缸体。

看,这就是赛事的用处!

这也是为何BMW退出F1后粉丝们扼腕叹息的原因!这台铝硅引擎采用硅加强而不是铁,这也导致这台引擎的缸体强度不如S54。如果需要高增压的话,这台S65引擎还需要额外的补强。

那么,这两台引擎那一台更适合强制进气的改装?这个太难决断。这两台都是极佳的自然吸气引擎。超高的转速导致这两台引擎拥有高流速的原厂缸头。

但是,总而言之,S54应该会是最终的赢家。

  • 更长的研发时间。

  • 涡轮改装更加常见。

  • 铸铁缸体。

  • 更大的动力潜力。

  • 赛道大量的数据支撑。

  • 更多的调教可能性。


不足 

这些引擎问题有哪些?

首先,油耗是这两台引擎绕不开的话题。

第二,这两台引擎由于M3的缘故,原厂或者后期改装都会比JDM昂贵许多。S54在前期由于轴承故障名声一度很差。

S65问题也很多,本文作者就遇到过气门弹簧的故障。而有车主认为S65有一批的气门弹簧质量都非常差,会导致高转速下疫情的损毁。

总结

哪一台引擎才是BMW历史上最佳的引擎?

这是非常难以回答的问题,S54是BMW历史上获奖最多的引擎。

S65也获奖颇多,但不及S54。由于电子化的普及,S65上拥有更高尖精的电子设备,比如能够每秒进行2亿次计算的ECU,这超过S54整整8倍。

S65上防爆震技术更加先进,更不用说进化后的double-VANOS。在赛道上,S65也是更加出色的引擎。必要的改进给予它出色的表现。S54更像一个后期改装市场的宠儿。

有人认为,S54是BMW最后一颗真正不忘初心的六缸引擎,而S65是BMW最后一颗不忘初心的V8引擎。

可以说,从此之后,我们再也不会见到如S54和S65那么纯粹的引擎。

这两台引擎是如此纯粹,如此浑然天成,它们是对BMW M精神的真正诠释。它们是那个年代M精神高于包括政治,纷争等一切不和谐因素的真实写照。

可惜的是,由于经济和政治的因素,BMW M被迫放弃了这些真正的BMW引擎,以及相应的BMW M的骄傲以及BMW之“悦”。 

真正的BMW粉丝会热爱这两台引擎。

对于本文作者,他正是因为这两台引擎才义无反顾的投入BMW的怀抱。更不用说BMW惊为天人的底盘和变速器。但是,只有自然吸气引擎才是BMW的心脏,才是BMW真正的灵魂。

不管怎么说,这两款引擎都是BMW历史上最出色的引擎。我们再也无法在BMW的汽车上看到这些被工程师推至极限的高转速引擎。

悲伤逆流成河. 

声明:本文由行家作者撰写,观点仅代表个人,不代表太平洋汽车网。文中部分图片来自于网络,感谢原作者。

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