2023
24/02
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# 來自 BMW M 部門賽車工藝的科技結晶,用於 E46 WTCC 2.0 工廠賽車中的 P54B20 賽車引擎

Category:BMW E46 / by Group TE Motorsport

文/翻譯 TE Motorsport by TAG Engineering 轉載請註明出處

眾所周知,在 N 系列引擎尚未出現之前,普遍 BMW 主流搭載代號為 “M” 和 “S” 系列汽油引擎。代號 M 開頭的是純市售民用,代號 S 為 ///M 部門設計的動力性能版本引擎,並且批准在公共道路上使用。但並也許不是所有人都知道 BMW 真正為賽車而研發是擁有代號 “P” 系列的引擎。

我們認為除了當年 E36 STW 因應 WTCC 賽事首次使用市售引擎 (M42B18) 改裝且擁有獨立引擎代號的傳奇引擎 S42B20 之外,其最有趣的引擎之一是 “P54B20″,它具有經典的 BMW 直列 6 缸發動機設計,直到 2003~2005 才開始參加比賽。

這具引擎搭載在 2003-2005 年參加 WTCC/ETCC 錦標賽的 E46 320i 工廠賽車之上,至今仍在各種賽車賽事中使用。其公開資料並不多,眾多玩家認為是基於 M54B22 再次改造而生。這也讓許多玩家看到了這些引擎有著不小提升潛力的想法。

我們盡可能透過一些國際上合作的車隊夥伴獲得了一些基礎資料,如有未補足的資訊會持續更新在這篇文章之上。

這個引擎有著不同的性能版本 (因應不同規範的賽事以及需求考量),對於不同的零件搭配幅度會有不同的出力以及性能特性 (例如: 壓縮比、凸輪軸、進氣系統等等),目前確定的是有 2 個以上版本的進氣系統以及因應規制不同所打造從 260~285bhp 版本,照片上看到在 BMW 展覽館展出的引擎是當年第一批工廠賽車配置的銀色碳纖維進氣組件 (後期販售車隊版本有提供標準碳纖維版本以及更大節氣門的規格)。

這個賽用引擎刻意使用了短衝程配置,使其可以獲得優秀的衝程連桿比,可以更有效的提升更高轉速區間的功率帶範圍以及動力轉化效率:

  • 缸徑 80mm
  • 衝程 66mm
  • 排氣量 1,990cc
  • 連桿長度 145mm (透過公式可得知衝程連桿比為 2.2,這對於高轉速引擎來說發力效率會非常好)
  • 額定功率 285bhp @8,800 rpm
  • 扭力 230Nm @7,000rpm
  • 壓縮比 11-13.5 (基於於不同環境配置)

經過標準公式計算,其優異的衝程連桿比讓活塞速度在 8,800rpm 時控制在 19.4 m/s,與市售版 M54B30 規制紅線轉速 6,500rpm 時的活塞速度相同。這意味著 P54B20 足足將有效安全轉速往後延伸了 2,300rpm,而合理的活塞速度不只可以保證極限轉速帶的引擎安全性,也是讓活塞能有足夠的上死點駐留時間接受爆炸產生的推力進行動力轉化,不會因為點火跟不上活塞速度而導致高轉速區間失去動力轉化效率。

使用凸頂輪廓搭配短裙邊的活塞設計,可以極大化的降低活塞運動質量,並且提高壓縮比。

透過一些擁有該車輛的合作車隊指出,其搭載了更具侵略性的特殊輪廓凸輪軸,其持續時間超過 300+@2mm lift,位置提高了 10.5mm。(對於不同應用持續時間可能達到 318度),並且與大多數原廠採用液壓頂桶結構不同,改為機械式實心頂桶結構,頂桶內部的液壓閥被取消了,取而代之的是一個合適的實心頂塊,可以有效降低在轉速推至 8,800 時液壓不穩帶來的汽門懸浮問題。

進氣系統是這顆引擎獨特的地方,尤其是進氣入口值得特別注意。首先它僅有一個節氣門,就像在 M54B22 上一樣,沒有配置限流圈,或者說已在岐管端進行限流,此配置是屬於測試中更有效的選擇,我們知道 BMW 不會在此節省開發經費。

空氣容積室採用一大一小雙層諧震室,搭配 65mm 的節氣門體,可以提供需要的進氣阻力並且同時達成所有端口足夠且平均的進氣吞吐量。

另外一個亮點是將噴油嘴外移到進氣岐管開始處(最外側),這讓燃料與空氣在推至 8,800 的高轉速下還能讓混和效率達到最佳狀態。

岐管部分與常規引擎比起流道更長、且經過流體動力學重新設計,除了常規的文式壓縮效應設計外,在協震室端也以流體效率最佳的圓管狀漸變成雙汽門所需的橢圓型端口狀,並且在端口處達成最佳速度堆棧所需的流速,極大化的提升了進氣效率。

整個箱體也是首次採用特殊的單層銀色紋路預浸碳纖維真空熱壓成型,使其整體極致輕薄甚至可以在特定情況下呈現類似半透光的狀態 (下放影片可以看到岐管回火)。

接下來讓我們看一些動態影像紀錄,輕盈的車身重量、搭配 5.x 密齒比爽快的轉速攀升在山路上奔馳的動態。

 

文/翻譯 TE Motorsport by TAG Engineering 轉貼請附上出處

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