［技術設計 技術講堂］在汽車工業(yè)一百多年的歷史長河中，有諸多經(jīng)典的設計被人們津津樂道，而發(fā)動機作為一個具有很高技術含量和科技水平的工業(yè)產品在一定程度上反映了一個廠商，甚至一個國家的工業(yè)技術水平，同時也代表了一款車的實力。今天起我們將開啟一個新的系列文章，全面回顧和剖析歷史上的經(jīng)典發(fā)動機，帶您去了解每款發(fā)動機的設計亮點以及隱藏在其背后的技術秘密。
BMW的M系列車型可以說是BMW汽車設計理念的極至體現(xiàn)，每一款M車在駕駛樂趣方面都毫不妥協(xié)，然而專門為M系車型開發(fā)的發(fā)動機更是展現(xiàn)了BMW的技術實力，而且深深吸引著眾多性能狂熱者。而專為M系車型開發(fā)和調校，且曾經(jīng)搭載于M5和M6上代號為S85B50A的V10發(fā)動機則堪稱經(jīng)典。因為它是迄今為止，BMW唯一量產的V10發(fā)動機，其整體結構和電控系統(tǒng)都源自F1賽車的設計，同時最高轉速超過了8000rpm。所以說很大程度上，它的面世在發(fā)動機工業(yè)具有里程碑式的意義。雖然它已經(jīng)被動力性更為出色的雙渦輪增壓發(fā)動機所取代，但是不可否認這款發(fā)動機上眾多的設計亮點和很高的科技含量，接下來我就全面剖析一下這款史無前例的經(jīng)典發(fā)動機。
『被公認為當時F1賽場中的動力之王——BMW P84』
在上個世紀90年代中后期，F(xiàn)1進入了V10發(fā)動機的時代，這種形式的發(fā)動機無論在升功率、扭矩，還是在功率重量比、平順性上，可以說都達到了內燃發(fā)動機的最高技術水準。作為發(fā)動機供應商，BMW憑借自身強大的技術實力打造的P84，被公認為是當時賽場中的動力之王，而搭載于M系上的這臺V10發(fā)動機的很多設計恰好也源于此。
『S85 V10發(fā)動機』
S85發(fā)動機采用了V型90度夾角的設計，這對抑制發(fā)動機的振動以及在發(fā)動機運轉的平順性上都能取得很好的效果。在如何提高發(fā)動機的動力性上，BMW的工程師選擇了提高發(fā)動機轉速的解決方案，因此這款發(fā)動機的最高轉速達到了令人癡狂的8250rpm，雖然相比普通發(fā)動機只多出了2000轉左右的最高轉速，但就是增加的這2000轉轉速會對發(fā)動機的正常運轉產生一系列不良的影響。這種提高發(fā)動機動力性的方法對技術有著極高的要求，因此BMW的工程師需要付出更多的努力來保證其正常的運轉以及達到與車輛本身一樣長的使用壽命。
『普通發(fā)動機通過軸瓦蓋對曲軸進行固定』
『分體式曲軸箱 右側為特殊設計的“臺板”結構』
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，氣缸的內表面為堅硬的硅晶體，而經(jīng)過鍍鐵處理的活塞，可以直接在不經(jīng)過涂層的氣缸筒中運行。由于S85的高轉速對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，將曲軸箱分為兩個部分，一個為曲軸箱主體，另一個結構則被稱作“臺板”。這個鋁質的臺板結構能為缸體提供足夠的扭轉剛性，同時可以對高轉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度曲軸』
發(fā)動機的高扭矩輸出對曲軸的強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，而且達到了很高的扭轉強度。而高轉速下曲軸的動平衡也關系到發(fā)動機整體運轉的平穩(wěn)性，所以曲軸在經(jīng)過高精度的加工工藝處理后，能夠在8000rpm時保持良好的運轉，不會產生相關振動和噪音等問題。
『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)動機在冷啟動時CO和HC的排放以及盡快讓三元催化器達到正常工作溫度，在氣缸蓋內集成了二次空氣噴射裝置。它可以在發(fā)動機工作時，特別是冷啟動條件下向排氣歧管內泵入新鮮的空氣，使廢氣在排氣管中進行二次燃燒，降低有害物質的排放，同時可以加快提高三元催化器的溫度，使其在最短時間內達到正常工作溫度。
『空心鑄造的凸輪軸』
『普通發(fā)動機的正時傳動機構』
『S85發(fā)動機的正時傳動機構』
為了降低發(fā)動機的整體重量，S85的凸輪軸采用空心結構。通過上圖我們還可以看到，S85發(fā)動機每一側的進氣凸輪軸通過鏈條與曲軸相連接，而排氣凸輪軸則是通過齒輪直接與進氣凸輪軸相嚙合，這樣的設計使得配氣相位機構的結構更加緊湊，提高充氣系數(shù)和進氣門的充氣效率，同時可以為發(fā)動機在高速運轉時提供精確的配氣正時。
