2.1　發動機構造

2.1.1　寶馬i8 B38三缸頂級發動機

寶馬i8采用了全新開發的驅動裝置。這種創新型驅動方案在車上組合使用了兩種高效的驅動裝置。由一個高效的三缸汽油發動機配合一個6擋自動變速箱進行后橋驅動；由一個電機配合一個2擋手動變速箱進行前橋驅動。兩個驅動裝置的巧妙配合使得i8同時兼具了跑車的動力性能和緊湊型轎車的效率。圖2-1-1所示為寶馬i8搭載三缸頂級發動機和6速自動變速器的后橋剖視圖。

這臺三缸發動機是寶馬新研發的渦輪增壓缸內直噴雙可變正時頂級發動機，排量達到1.5L。具體參數如表2-1-1所示，寶馬發動機基本型號解析如表2-1-2所示。

B38K15T0發動機外觀如圖2-1-2所示。此發動機是在之前的B38發動機的基礎上改進而來。主要變化如下。

（1）發動機機械結構

①針對機械冷卻液泵的端面安裝位置對曲軸箱進行了相應調整。這樣做與安裝空間有關，因為高電壓啟動發電機和進氣裝置需要更多空間。

②主軸承和連桿軸承的直徑增大至50mm。

③采用重力鑄造方式制造氣缸蓋。這樣可確保氣缸蓋密度更高，從而更加穩固。

④排氣門的氣門桿直徑增大至6mm。這樣可防止氣門重疊時因增壓壓力較高產生的氣門振動。

（2）機油供給系統

①由于通過電動真空泵執行集成式機械真空泵的功能，因此機油泵減輕了1kg。

②在油底殼前側連接穩定桿連桿。

（3）皮帶傳動機構

①采用全新開發的皮帶傳動機構。通過一個高電壓啟動發電機來啟動內燃機，如圖2-1-3所示。取消了小齒輪起動機，即不再使用傳統起動機。

②由于皮帶傳動機構內的作用力較大，因此加強了機械冷卻液泵殼體內的驅動軸軸承。

③取消了皮帶傳動機構內的制冷劑壓縮機。在此用電機上的一個電動制冷劑壓縮機來替代。

④采用全新開發的皮帶張緊器。

⑤多楔帶由六肋增至八肋。

⑥經過調整的減振器帶有分離式皮帶輪。

（4）進氣和排氣系統

①雙管式未過濾空氣進氣裝置可由一個執行機構根據情況進行接通。

②首次采用了水冷式節氣門。

③通過一個集成在進氣裝置內的間接增壓空氣冷卻器冷卻增壓空氣。

④廢氣渦輪增壓器的渦輪殼體集成在鋼制歧管內。

⑤通過改變渦輪幾何結構達到最高1.5bar（1bar=0.1MPa）增壓壓力并通過一個電動廢氣旁通閥進行控制。

⑥通過軸承座冷卻廢氣渦輪增壓器。

B38K15T0發動機缸體組件如圖2-1-4所示，平衡軸組件示圖如圖2-1-5所示，曲柄連桿機構如圖2-1-6所示，配氣機構如圖2-1-7所示，冷卻系統如圖2-1-8所示，渦輪增壓進氣系統如圖2-1-9所示，燃油供給系統如圖2-1-10所示。

2.1.2　寶馬新款B58直列六缸（L6）發動機

寶馬新一代直列六缸發動機的代號為B58（以下簡稱B58），在2013年之后由原先的“N”字頭改成了“B”字頭，“5”和“8”分別代表了直列六缸和汽油機的含義，并開創了寶馬發動機模塊化開發的理念。新的B58發動機于2015年首先在進口寶馬3系340i和340ixDrive上使用。

寶馬B58發動機有兩大質的飛躍：一是，采用了封閉式水道缸體，跟開放式水道的N54/55相比是天壤之別；二是，渦輪增壓的中冷改用水冷方式，而N54/55采用的是風冷。B58發動機還縮小了缸徑，增長了活塞行程。寶馬B58發動機外觀如圖2-1-11所示。

直列六缸發動機的優點如下。

（1）超強的平順性

直列六缸發動機的點火順序為1-5-3-6-2-4或者1-4-2-6-3-5，這樣設置的目的是為了中間對稱的兩個氣缸的運動步調是一致的，這就抑制了直列發動機的“翹板式”振動。另外，由于六個氣缸兩兩一組，三組氣缸的配氣相位正好相差120°，從而在曲軸旋轉的任意時刻，活塞的往復慣性力在各個方向上一直是處于相互抵消的狀態，因此，直列六缸發動機不需要加裝平衡軸。

（2）有利于發動機和變速器的縱向布置

對于以縱置發動機為主的寶馬車型來說，較長的發動機帶來的并不只是占用車內空間方面的負面影響，縱向布置的直列六缸發動機伸向前軸之后的部分更多，這在一定程度上也優化前、后軸的配重，提升整車的操控穩定性。

（3）減少一個氣缸蓋

相比V6發動機，由于直列六缸發動機的六個氣缸站成了一排，所以只需要一個氣缸蓋。對于采用雙頂置式凸輪軸（DOHC）的發動機就意味著省去了兩根凸輪軸。這一方面縮減了零部件的數量，減輕了重量，也簡化了發動機結構；另一方面也減少了因多一套配氣機構而帶來的功率損失。

B58發動機封閉式氣缸體組件如圖2-1-12所示，曲柄連桿機構如圖2-1-13所示，冷卻系統如圖2-1-14所示，增壓進氣系統及渦輪增壓器如圖2-1-15所示。

B58發動機封閉式氣缸體，更適合高負荷和高壓工作，發動機整體功率得以提升，采用專用熱管理模塊達到更好的散熱效果。同時B58發動機不只是氣缸尺寸發生了變化，在氣缸壁的處理工藝上也做出了改進。目前大多數廠家都是采用等離子熱噴涂技術，在氣缸壁上噴涂合金碳化物或者其他復合材料來提高氣缸壁的耐磨性和熱傳導性。B58采用了電弧噴涂方式，相比之下它的工藝難度更高，但效果更好，能夠使氣缸壁擁有良好的耐磨性，并且一定程度能減少摩擦帶來的功率損失。

2.1.3　V型6缸、V型8缸發動機構造圖

V型6缸（V6）發動機構造如圖2-1-16所示；V型8缸（V8）發動機構造如圖2-1-17所示。

2.1.4　水平對置發動機

水平對置發動機活塞平均分布在曲軸兩側，在水平方向上左右運動，使發動機的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩。發動機安裝在整車的中心線上，兩側活塞產生的力矩相互抵消，大大降低車輛在行駛中的振動，使發動機轉速得到很大提升，減少噪聲。

（1）保時捷911水平對置發動機

保時捷911水平對置發動機剖視圖如圖2-1-18所示；保時捷911水平對置發動機機體組如圖2-1-19所示；保時捷911水平對置發動機曲柄連桿機構如圖2-1-20所示；保時捷911水平對置發動機正時驅動機構如圖2-1-21所示；保時捷911水平對置發動機潤滑系統如圖2-1-22所示。

（2）斯巴魯水平對置發動機

斯巴魯水平對置發動機如圖2-1-23所示。

2.1.5　轉子發動機

轉子發動機又稱為活塞旋轉式發動機。普通氣缸發動機，活塞在氣缸內做往復式運動；而轉子發動機活塞在氣缸內做旋轉往復運動。

當活塞在氣缸內做行星運動時，工作室的容積隨著活塞轉動而周期性變化，從而完成進氣-壓縮-做攻-排氣這四個行程，活塞每轉動一次，完成一個循環，如此往復。

轉子發動機的優點是構造簡單、體積小、功率大、高速運轉時平穩，因此在很多年以前，一度被稱為黑科技，很多汽車廠都競相研發轉子發動機。但轉子發動機熱效率低、油耗高、密封性難保證、自帶燒機油屬性和排放問題，極大地限制了轉子發動機的實用性，大部分廠家逐漸停止了轉子發動機的研發。目前也只有馬自達RX-8上還在采用。

轉子發動機剖視圖如圖2-1-24所示，轉子發動機工作原理如圖2-1-25所示。

轉子發動機同樣也要完成進氣、壓縮、做功和排氣這四項作業，但是每項作業是在各自的殼體中完成的。這就好像每項作業有一個專用氣缸，活塞連續地從一個氣缸移至下一個氣缸。

與活塞式發動機一樣，轉子發動機也是利用空氣、燃油混合氣燃燒產生的壓力。在活塞式發動機中，該壓力保存在氣缸中，驅使活塞運動。連桿和曲軸將活塞的來回運動轉換為為汽車提供動力的旋轉運動。在轉子發動機中，燃燒產生的壓力保存在殼體和三角形轉子（在該發動機中用來代替活塞）構成的密封室中。