2015年1月6日,宝马2系ActiVe Tourer正式上市,车型代码为F45,首批共推出3款车型,分别为218i领先型、218i运动设计套装以及2201豪华设计套装。很多人认为对于宝马来说这是一款革命性产品,不仅因为其开拓了豪华紧凑级运动旅行车的细分市场,而且因为它打破了宝马车型一贯的前置发动机后轮驱动(或四轮驱动)布局,成为宝马品牌第一款“前置前驱”车型。为了方便广大维修人员对该车的了解,本刊在此对宝马2系ActiVe Toure库型技术亮点进行解读。
一、发动机
宝马2系ActiVe Tourer(以下称F45)目前上市的3款车型使用了2款发动机,即型号为B38的3缸1.5T汽油发动机和型号为B48的4缸2.0T汽油发动机。新款Bx8系列发动机源自众所周知的N20/N55发动机,均采用了涡轮增压、缸内直喷、ValVetronic以及VANOS技术。由于气缸数较少,因此具有重量轻、内部摩擦小以及所需安装空间小等优点。通过冷却液冷却的铝合金排气歧管是3缸汽油发动机的技术亮点。作为附加高效动力措施,所有发动机均带有节能起停功能和智能化发电机调节功能。
1.正时链条传动机构
Bx8发动机正时机构的特点是,链条传动机构位于发动机动力输出侧(即变速器一侧),这样可通过变速器的惯性显著降低扭转振动,从而降低施加在链条传动机构上的负荷。
由于汽油发动机和柴油发动机(中国市场尚未引进)采用统一的曲轴箱,因此Bx8发动机采用2件式链条传动机构(图1)。下部正时链驱动中间轴链轮,在柴油发动机上,该中间轴上带有高压泵驱动装置,而在汽油发动机上,仅通过中间轴将驱动力矩传至上部正时链。
正时链条始终在未承受负荷的一侧张紧,链条张紧器通过张紧导轨提供张紧力。上部正时链通过一个位于上部链条张紧器内的机油喷嘴进行润滑,而下部正时链则通过曲轴箱内的油雾或滴落的机油确保充分润滑。
此外,组合式机油和真空泵也通过单独的链条由曲轴进行驱动。特别要注意的是,机油和真空泵链轮的螺栓连接件采用左旋螺纹。
2. ValVetronic系统
新款发动机使用第4代ValVetronic系统,调节范围由N20/N55发动机的190°提高至253°,并且可从外部看到更小更强劲ValVetronic伺服电机。改进后的ValVetronic显著减小了所需安装空间(图2),由于更换了进气凸轮轴和偏心轴,因此获得了显著的高度空间。中间推杆和槽板采用新位置后简化了气缸盖内的动力传递。槽板仅通过1个螺栓固定在支撑座上,并通过2个精确接触面固定在气缸盖内。用于中间推杆的回位弹簧支撑在气缸盖与轴颈间,不使用螺栓连接而是采用插接方式。偏心轴像凸轮轴一样采用“复合式”设计。
3 气缸盖
Bx8发动机采用横流冷却式气缸盖,冷却液从较热的排气侧流向较冷的进气侧。其优点是在整个气缸盖内热量分布比较均匀,此外还可以防止冷却液循环回路内压力降低。为了满足较高的负荷要求,Bx8发动机采用了3层弹簧钢密封垫作为气缸盖密封垫(图3)。该气缸盖密封垫采用2种不同的厚度设计,当对气缸盖进行维修时,需使用专用于售后服务的附加密封垫(+0.3 mm),且附加密封垫上没有相应的标记,只能通过零件编号来识别密封垫的厚度。
4.排气系统
在3缸汽油发动机上没有使用双涡管废气涡轮增压器,但是首次使用了铝合金材质的排气歧管,这样可较之钢制歧管减轻重量(图4)。排气歧管和废气涡轮增压器壳体为一个铸件,无法单独更换。由于现在汽油发动机的平均排气温度约为900℃,明显高于660℃的铝合金熔点,因此必须利用冷却液冷却排气歧管。为此涡轮增压器带有与气缸盖冷却液循环回路连接的冷却通道,通过排气通道与冷却液通道间的薄壁铝合金壳体可确保废气向冷却液良好传热。这样也可缩短发动机的暖机阶段。由于整个涡轮增压器壳体也流经冷却液,因此无需单独的冷却液通道连接涡轮增压器。排气歧管上部通过螺栓与气缸盖连接在一起,下部通过一个夹板进行固定,使用金属密封垫进行密封。进行拆卸和安装工作时要特别小心,否则可能会导致冷却液系统泄漏。
5.电弧丝喷涂工艺
Bx8发动机的气缸套带有LDS涂层(图5)。这种工艺是对具有良好导电性的金属丝进行加热直至其熔化,然后通过高压将熔液喷涂到气缸套上。仅有0.3 mm厚的铁基材料层非常耐磨,可很好地将燃烧室热量传递到曲轴箱并最终传递到冷却液通道。电弧丝喷涂工艺的涂层滑动特性出色,因此发动机内部摩擦更小。但是由于电弧丝喷涂工艺的材料涂层较薄,因此无法对气缸套进行后续加工。