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［技術(shù)設(shè)計(jì) 技術(shù)講堂］在汽車工業(yè)一百多年的歷史長(zhǎng)河中，有諸多經(jīng)典的設(shè)計(jì)被人們津津樂(lè)道，而發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)具有很高技術(shù)含量和科技水平的工業(yè)產(chǎn)品在一定程度上反映了一個(gè)廠商，甚至一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)水平，同時(shí)也代表了一款車的實(shí)力。今天起我們將開(kāi)啟一個(gè)新的系列文章，全面回顧和剖析歷史上的經(jīng)典發(fā)動(dòng)機(jī)，帶您去了解每款發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)以及隱藏在其背后的技術(shù)秘密。

BMW的M系列車型可以說(shuō)是BMW汽車設(shè)計(jì)理念的極至體現(xiàn)，每一款M車在駕駛樂(lè)趣方面都毫不妥協(xié)，然而專門為M系車型開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)更是展現(xiàn)了BMW的技術(shù)實(shí)力，而且深深吸引著眾多性能狂熱者。而專為M系車型開(kāi)發(fā)和調(diào)校，且曾經(jīng)搭載于M5和M6上代號(hào)為S85B50A的V10發(fā)動(dòng)機(jī)則堪稱經(jīng)典。因?yàn)樗瞧駷橹梗珺MW唯一量產(chǎn)的V10發(fā)動(dòng)機(jī)，其整體結(jié)構(gòu)和電控系統(tǒng)都源自F1賽車的設(shè)計(jì)，同時(shí)最高轉(zhuǎn)速超過(guò)了8000rpm。所以說(shuō)很大程度上，它的面世在發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)具有里程碑式的意義。雖然它已經(jīng)被動(dòng)力性更為出色的雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)所取代，但是不可否認(rèn)這款發(fā)動(dòng)機(jī)上眾多的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)和很高的科技含量，接下來(lái)我就全面剖析一下這款史無(wú)前例的經(jīng)典發(fā)動(dòng)機(jī)。

『被公認(rèn)為當(dāng)時(shí)F1賽場(chǎng)中的動(dòng)力之王——BMW P84』

在上個(gè)世紀(jì)90年代中后期，F(xiàn)1進(jìn)入了V10發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)代，這種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論在升功率、扭矩，還是在功率重量比、平順性上，可以說(shuō)都達(dá)到了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的最高技術(shù)水準(zhǔn)。作為發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商，BMW憑借自身強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力打造的P84，被公認(rèn)為是當(dāng)時(shí)賽場(chǎng)中的動(dòng)力之王，而搭載于M系上的這臺(tái)V10發(fā)動(dòng)機(jī)的很多設(shè)計(jì)恰好也源于此。

『S85 V10發(fā)動(dòng)機(jī)』

S85發(fā)動(dòng)機(jī)采用了V型90度夾角的設(shè)計(jì)，這對(duì)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)以及在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平順性上都能取得很好的效果。在如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性上，BMW的工程師選擇了提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的解決方案，因此這款發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了令人癡狂的8250rpm，雖然相比普通發(fā)動(dòng)機(jī)只多出了2000轉(zhuǎn)左右的最高轉(zhuǎn)速，但就是增加的這2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生一系列不良的影響。這種提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的方法對(duì)技術(shù)有著極高的要求，因此BMW的工程師需要付出更多的努力來(lái)保證其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)以及達(dá)到與車輛本身一樣長(zhǎng)的使用壽命。

『普通發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)軸瓦蓋對(duì)曲軸進(jìn)行固定』

『分體式曲軸箱 右側(cè)為特殊設(shè)計(jì)的“臺(tái)板”結(jié)構(gòu)』

S85的曲軸箱主要由鋁和硅合金制成，而且曲軸箱不帶有氣缸套，氣缸的內(nèi)表面為堅(jiān)硬的硅晶體，而經(jīng)過(guò)鍍鐵處理的活塞，可以直接在不經(jīng)過(guò)涂層的氣缸筒中運(yùn)行。由于S85的高轉(zhuǎn)速對(duì)曲軸箱提出了很高的要求，因此BMW的工程師利用了源自賽車的技術(shù)，將曲軸箱分為兩個(gè)部分，一個(gè)為曲軸箱主體，另一個(gè)結(jié)構(gòu)則被稱作“臺(tái)板”。這個(gè)鋁質(zhì)的臺(tái)板結(jié)構(gòu)能為缸體提供足夠的扭轉(zhuǎn)剛性，同時(shí)可以對(duì)高轉(zhuǎn)速下的曲軸提供精確的支承。

『采用鋼制鍛造工藝制造的高強(qiáng)度曲軸』

發(fā)動(dòng)機(jī)的高扭矩輸出對(duì)曲軸的強(qiáng)度提出了很高的要求，S85的曲軸采用了鋼制鍛造工藝，不僅做到了輕量化，而且達(dá)到了很高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。而高轉(zhuǎn)速下曲軸的動(dòng)平衡也關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)整體運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，所以曲軸在經(jīng)過(guò)高精度的加工工藝處理后，能夠在8000rpm時(shí)保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)產(chǎn)生相關(guān)振動(dòng)和噪音等問(wèn)題。

『一體式輕合金氣缸蓋』

BMW的工程人員為了降低這款大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)時(shí)CO和HC的排放以及盡快讓三元催化器達(dá)到正常工作溫度，在氣缸蓋內(nèi)集成了二次空氣噴射裝置。它可以在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，特別是冷啟動(dòng)條件下向排氣歧管內(nèi)泵入新鮮的空氣，使廢氣在排氣管中進(jìn)行二次燃燒，降低有害物質(zhì)的排放，同時(shí)可以加快提高三元催化器的溫度，使其在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常工作溫度。

『空心鑄造的凸輪軸』

『普通發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)』

『S85發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)』

為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的整體重量，S85的凸輪軸采用空心結(jié)構(gòu)。通過(guò)上圖我們還可以看到，S85發(fā)動(dòng)機(jī)每一側(cè)的進(jìn)氣凸輪軸通過(guò)鏈條與曲軸相連接，而排氣凸輪軸則是通過(guò)齒輪直接與進(jìn)氣凸輪軸相嚙合，這樣的設(shè)計(jì)使得配氣相位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，提高充氣系數(shù)和進(jìn)氣門的充氣效率，同時(shí)可以為發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)提供精確的配氣正時(shí)。