硬核解析：Supra A90 & Z4的「B58引擎」怎么改（下） / 四六文摘

这篇硬核文章是酷乐蟹爪严谨细致的解析

建议对B58、Supra、Z4有兴趣或者拥有车主仔细阅读

很多玩家都喜欢长在车间里看着工程师或技师施工。

在众多改装维修项目中，引擎重组可能是耗时最长的几个之一了。如何能在看到一具拆开的引擎时，说出每个部件的名字和功能呢？今天就来一起看看吧。

希望在磁场和线圈统一天下前，我们还能再多玩几台内燃机，共勉。

在这个系列文中，我们以宝马B58引擎为例，来仔细看看这款现代化引擎的结构和设计思路。不同车型、不同市场地的B58可能会存在的一些差异，但也不会相差太多。

其它品牌型号的引擎，只要是汽油引擎，其主要部件的名称、形状和功能也都是大同小异的。所以本文适合于要改B58的玩家，也适合想快速了解引擎结构的初阶车友。内容有官方描述，也有酷乐的讲解。

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顺着曲轴的方向看，气门室的结构比较紧凑。左边为排气侧，右边为进气侧。

1为凸轮轴
2为凸轮推杆
3为间隙补偿器
4为气门弹簧
5、10为气门杆
9为节气阀电机
8为偏心轮及驱动齿
7为驱动8偏心轮的蜗杆

偏心轮的动作范围是0.2mm-9.9mm，动作时长小于300ms。此处的机油润滑非常重要。

这一机构的机油润滑系统如图，偏心轮和驱动齿为一体的，由蜗杆驱动。在偏心轮座上，有供油口（Inlethole）7和出油口（Outlethole）5，8为储油腔（Oil chamber）。此处的拆装也需要专用工具，安装蜗杆时需要使用初装润滑剂。

打开引擎盖后，直接就可以看到引擎前部的皮带组了。

1为冷却液泵
2为张紧轮
3为发电机
4为空调压缩机
6为曲轴皮带轮

在很多机械式冷却液泵、机械式压缩机的车型上，皮带组的设计都和B58差不多。不过也有些车型是采用了双皮带的设计。

如图，机油泵分为两部分，A为真空泵部分（Vacuum pump）、B为机油泵部分（Oil pump）。绿色油路为正常情况下使用的电控油路、红色油路为备用油路。

1为真空泵接口（Vacuum duct）
2为电控油室接口
3为备用油室接口
4为出油口
5为限压阀（Pressure limiting valve），11.4+/–1.4bar
6为进油管（Intake pipe）
7为真空放气阀（Discharge valves）
8为进油口（Oil intake port）
9为油泵的中轴（Pump shaft）
10为摆动转子
11为吸入口（Suction side）
12为调压环（Adjusting ring）
13为控制调压环的弹簧
14为泵的输入区
15为主压力面（Major thrust face）
16为轴承管（Bearing tube）

B58的机油系统和大多数车型一样，由机械油泵、油冷、油滤和管路将部分机油送至引擎上部，曲轴则部分浸在底壳油液内。基于油压传感器的数据，ECU控制着泄压阀，也控制着油泵。

此处值得说明的是

对于这种电控油压的引擎来说，油压多是根据油温、转速、涡轮压力等多种数据决定的，并非只和转速及机油本身相关。

所以，高载荷驾驶后如果直接怠速停车的话，机油压力或者说循环的速度应该不会减小很多（具体还要看怠速时油泵的供油能力），但由风扇吸入车头散热器的冷风量不一定能有正常行驶时的冷风量大。

于是，油压表可能看不出太多情况了，但我们依然需要关注油温表。

图为和机油泵集成的真空泵

1为真空口
2为排气阀
3金属转子
4为塑料叶片

真空泵的转子叶片和机油泵共用一轴，由正时链条驱动，可以在6秒内产生500mbar真空压。

油滤和油冷部分如图

3为安装在引擎上的接口端，集成了机油和冷却液的接口
4为机油滤部分，内含泄压阀，2.5 +/-0.3bar
2为冷却液接口
6为水油热交换器
1为油冷旁通阀，2.5 +/-0.3bar

油滤损坏或严重堵塞后，油滤前后的油压差会增大，当压差达到2.5 +/-0.3bar时，机械式（弹簧）旁通阀打开，机油不经过油滤，直接通过旁通阀继续流动。

这样的设计主要是考虑到了机油中的杂质会在油滤上聚集的问题，也考虑到了长时间不更换油滤、高温、压力冲击等问题可能会导致油滤损坏的问题。

在这些问题出现时，为了防止引擎及涡轮部件因供油压力不足而导致严重的损坏，工程师放弃了机油品质，允许这些机油不经过滤就直接进入引擎、涡轮。

更换滤芯时，按照设计要求，应该更换密封圈。

此处值得说明的是

B58这种只换内部滤芯不换外壳的引擎没有办法了，只能用原厂尺寸的滤芯。但如果你的机滤是整体更换的铁壳机滤的话，可以考虑使用更长的型号替代原厂型号。

对于个人玩家来说，难以评估滤网的通透性如何。通常，在品质正常的大品牌机滤中，同品牌的两个型号对比，尺寸越大就意味着过滤面积越大。

多数情况下，滤网面积越大，压力损失就越小，机油系统的循环就更好一些。更大的滤网面积，也能容储更多的杂质。

在寻找更合适的机滤时：外径及中心螺纹数据要一致，内部泄压阀压力要和原厂数据一致。在不和其它部件出现干扰，能正常安装的前提下，外壳尽量选大一些的。

图为B58的水泵及热管理模块。位于中缸右侧外部

1为接收从散热器回流的冷却液的接口
2为水泵
8为连接管
5为热管理模块
4为冷却液出口
6、7为回流接口
3为小循环短接管（Short circuit line）

热管理模块是由程序控制的，由转速、载荷、涡轮压力、缸盖温度、水温、空调温度等诸多因素有关，并非只有水温控制。

电控模块内部结构如图。电控部分2根据数据转动球阀4（Rotary valve），以此控制冷却液管路。

电机工作电压为6-16V，电流为0.3-1.5A。球阀转动速度为40°/s，动作传动比1:492。球阀位置传感器工作电压为4.5-5.5V，电流为20-35mA，可探测角度范围为200°。

红线A为引擎内部小循环（Minor coolant circuit），蓝线B为经过车头散热器的主循环（Main coolant circuit），绿线C为空调采暖循环（Heater circuit）。

图中X轴为水温，曲线表示球阀开度

在冷启动后的一小段时间内（A、B），小循环红线由100%开度快速减小。

此时主循环蓝线完全关闭，冷却液不经过车头水箱。如果打开了空调采暖的话，在冷启动后最初的一段时间内，也是没有冷却液循环没有暖风的。

在正常中小载荷的行驶过程中（C），水温越高，主循环的比例就越大，也就是说，流经车头散热器的冷却液比例越大，整体散热能力越大。此时的空调采暖是可以全力工作的。

在高载荷行驶时（D、E），水温很高。此时红线小循环关闭，全部冷却液都需通过短接管流经车头散热器后，再进入涡轮、引擎。为了保证涡轮、引擎的散热需求，此时的空调采暖能力会受到限制。

引擎所需的新气路径为：消音过滤一体盒、热感式流量传感器、视情况和曲轴箱通风气（汽）混合、涡轮、节气门、集成水中冷的歧管。按照宝马官方的说法，这种集成式中冷的优点主要有：

1 减小涡轮和气门之间的容积，能减小涡轮延迟，更适合小尺寸涡轮

2 进气压力损失更小，可以产生更大的扭矩

3 可以更好的控制油耗

如图，集成中冷中的冷却液为半独立循环，和涡轮、引擎共用车头散热器。这套循环的容量为5L，电机由ECU控制。

从车头散热器中散热降温后的冷却液及膨胀罐中的冷却液不经过涡轮、引擎，直接由电泵带动，进入中冷。从中冷流出的冷却液，不经过涡轮、引擎，直接进入车头散热器及膨胀罐。

集成中冷的结构如图

1为节气门端口
2为泄压口
3为膨胀罐（Expansion tank）
4为冷却器
6为冷却液进口
5为冷却液出口
7为缸盖端口

考虑到减重和保持机械强度，集成中冷的主外壳分体是由65%聚醯胺纤维和35%玻璃纤维制成的。

B58的排气歧管和涡轮是一体集成式的。3、4缸的管路和涡轮壳是一体铸造的。1、2缸和5、6缸的管路为独立的不锈钢管。歧管的结构及形状经过了仔细的设计，不宜自行改造。

2为6-2式排气歧管（Exhaust manifold）
3为压力电控控制器
4为新气进口
5为增压新气出口
1为扩张补偿节（Expansion compensation）

考虑到歧管和涡轮的工作温度范围很大，部件和接口可能因热胀冷缩而出现松动变形的情况。所以工程师设计了扩张补偿节，以减小部件尺寸、形状及位置的变化带来的可靠性问题。

图为涡轮上的压力控制器

1、2为废气阀门连杆
3为动作器
4为线束接口

没有了真空管路、压力罐、动静压转换器等部件后，相比于真空式压力控制器来说，这种电控式压力控制器的优点主要是：控制速度更快、控制精度更高、所能允许的废气阀门开度更大、故障检测更简单。

需要注意的是，在每次拆装调整连接杆（1、2）后，都需要用维修电脑进行复位。

涡轮后方的排气管路如图

4为两段式三元
3为前氧传感器
2为监测传感器（Monitoring sensor），位于两段三元载体之间
1为隔离段（Isolation element）
5、6为消音器

三元部分的总容积为2.8L。第一段载体是600目（每平方英寸600个孔），125x98mm。第二段载体是400目（每平方英寸400个孔），125x130mm。

在冷启动后的一小段时间内，为了让三元载体尽快达到工作温度，以控制废气中的污染物含量，ECU会控制涡轮废气阀门尽量全开，也会让点火角偏晚一些。

在这个过程中，涡轮废气阀门附近会产生一些噪音和振动，这是正常现象。

图为B58的喷油部件

4为油轨（Rail）
5为喷射器（Injector）
1为连接螺栓（Mounting bolt）
2为塑料套（Plastic sleeve）
3为位置保持环（Holding clamp）

厂家要求，连接螺栓1是一次性的，在每次拆装时都需要更换。

塑料套2的作用是在工厂生产过程中，用来检测组装紧度用的。在自己拆装的时候，就无需再安装这个塑料套了。

原厂使用的是Bosch HDEV 5.2喷油嘴，最大压力200bar。

1为汽油路接口
2为线束接口
3为杆身（Stem）
4为弹簧（Compression spring）
5为电磁线圈（Solenoid coil）
6为分油衔铁（Armature）
7为喷嘴针（Nozzle needle）
8为6孔喷嘴孔（Nozzle）

电磁喷油嘴的原理是：ECU控制线圈5的电流，并在附近产生磁场。衔铁6在磁场中移动，并控制汽油路径。

厂家要求在劣质汽油中使用专用添加剂的理有之一是保护喷油嘴。即使使用了较好的汽油，喷油嘴的寿命也不是很长，也需要定期更换。安装了新的喷油嘴后，需要使用维修电脑激活喷油嘴。

图中X轴为一个喷油过程，Y轴为喷嘴针的位置。曲线则表示了在一个喷油过程中，喷嘴针的位置是先从低位小幅降低的，再快速大幅升高，再快速大幅降低，再快速小幅升高，再小幅快速降低。

在经过了这样的喷油控制之后，缸内油汽浓度的分布大致是进气侧高于排气侧的。

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