十二、发动机功率
新型4缸2.0L增压直喷式汽油机覆盖了135~180kW之间较多的功率等级,因此替代了宝马公司原有非常成功的6缸自然吸气汽油机,显然宝马公司以这种新型发动机继续不断地实施发动机小型化策略。为了能获得快速响应的加速性能,必须在4缸发动机上采用上排气分流,因此6缸汽油机也应用了单个双涡道废气涡轮增压器,权衡诸如低速扭矩、加速性能、最大功率、排放和成本等各方面的因素,此种设计方案是最佳的。
通过采用双涡轮增压技术达到了极其丰满的扭矩特性曲线,如图7所示,在非常低的转速1 250r/min时就已可提供最大扭矩350Nm。与老的排量3.0L的6缸自然吸气汽油机相比,特别是在低转速下可供使用的扭矩优势十分明显。
由于采用了双涡轮增压技术,几乎完全避免了人们以往早已熟悉的“涡轮穴”(Turboloch,指涡轮增压器响应迟缓的区域)的弊病;由于采用了Valvetronic(全可变气门机构),从而消除了通常为使进气空气充满进气总管所产生的停顿时间;由于通过调节进气门开启来控制负荷,因此实现了无时间滞后地提高汽缸的充气程度,从而直接提高了发动机的输出扭矩。
此外,采用Valvetronic(全可变气门机构)可能减小自然吸气发动机全负荷范围内的进气门升程,使得汽缸中的残余废气份额最少而同时充气效率(换气结束后在汽缸中保留的新鲜充量的量度)最高。在增压范围内,在低转速时通过凸轮轴相位调节器的相应调节,可利用有利的扫气压力差(进气压力高于排气背压)将残余废气从汽缸中扫除出去,而加大的废气质量流量又为废气涡轮提供了相应较高的能量供应,从而为压气机产生较大的驱动功率。
与无Valvetronic(全可变气门机构)并采用单涡道涡轮增压器的常规发动机相比,当负荷突变时采用双涡轮增压技术在扭矩提升方面具有明显的优势,如图8所示。在负荷突变后,双涡轮增压器发动机达到最大扭矩要比常规发动机快40%以上。新型4缸2.0L增压直喷式汽油机通过将低转速时突出的扭矩供应与响应快的加速性能相结合,使得在非常低的转速下就具备非常好的加速性。