史上最強直六《BMW M》新世代動力S58引擎解析

2019-03-14 10:30:01

自《BMW》的高性能直列六缸S55引擎問世以來，已經驅動著旗下M車系走過了五個年頭。現在這具潛力雄厚的雙渦輪直列六缸引擎終於準備退役，由進化過後的S58引擎接替其性能地位，延續BMW不敗的六缸傳奇。在渦輪技術的應用之下，內燃機引擎的動力提升似乎變得更加容易。然而，在架構不變之下引擎仍然有其極限，因此透過新科技、新材料和新設計結構的幫助之下，S58得以突破過去S55的性能瓶頸，達到更加優異且驚人的輸出。

S58採用3D列印技術打造的汽缸上座
S58採用3D列印技術打造的汽缸上座
S58使用鍛造活塞和電弧噴塗技術來製作缸體

在2014年，S55伴隨著《F80 M3》及《F82 M4》問世之時，其標準動力輸出僅有431匹馬力，隨後藉由Competition版本的推出，將動力推升至450匹馬力，接著《M3 CS / M4 CS》車型出現，又將輸出提高至460匹馬力，到了GTS車型推出時，更透過水酒精噴射系統讓性能輸出達到了500匹馬力之譜。

即使S55的性能在發展過程中已經增加了近70匹馬力，仍然難敵使用新科技和新製程的S58引擎。這具新世代M Power引擎光是標準輸出就已經達到480匹馬力，Competition版本更在沒有水噴系統的輔助之下直接衝上510匹馬力。究竟S58嗑了什麼藥，讓它能夠超越S55引擎，成為BMW M史上最強悍的直列六缸引擎？

在進入性能相關的技術之前，要先來說說箝制S58性能的設計。為了合乎更嚴苛的排放法規，這具新世代直六引擎在排氣系統當中配有兩組汽油懸浮粒子過濾器、四個觸媒轉化器，但是仍然達成了絕佳的性能。

▲S58使用鍛造活塞和曲軸來提升引擎強度

除了環保規範之外，S58在研發初期就設立了堅守BMW M車系一貫的高轉速極限、高性能和輕量化等特性的目標。首先，S58採用了鍛造曲軸和活塞來承受高達61.2公斤米的扭力輸出，輕盈的重量也奠定了這具引擎高轉速的基礎。為了應付更高的汽缸壓力，S58使用封閉式的曲軸箱，擁有極佳的剛性與抗壓能耐，更利用電弧噴塗技術在汽缸內壁上噴覆金屬塗層，達到低摩擦阻力、極致輕量化的汽缸本體。S58引擎更率先應用3D列印技術來製作汽缸上座，藉由複雜的幾何結構達成比傳統工法更高的性能潛力，不但上座的重量更輕，冷卻水道的布局也達成了最佳化的溫度控制。

▲S58引擎的製作與組裝

S58引擎與S55一樣應用了M TwinPower Turbo技術，但是採用兩具更大的單渦流渦輪增壓器來分別對應1-3缸以及4-6缸的增壓需求。中冷器也改為間接式中冷器設計，和傳統中冷器直接撞風降溫不同，間接式中冷器利用冷卻液將引擎進氣的熱能帶走，然後再藉由位於車頭的專用散熱排來為冷卻液散熱，這種設計讓進氣溫度更低且更穩定，讓引擎得以發揮最佳性能。

▲S58使用了比S55稍大、效率更好的渦輪增壓器

新設計的進氣歧管和集氣箱改善了進氣壓力流失的問題，電控洩壓閥更讓油門反應更加靈敏精確，而且這個洩壓閥在開啟時還有加熱觸媒轉化器的附帶作用，讓觸媒轉化器的效能更好。為了更精準的控制引擎供油，S58採用了新的高壓供油系統，將噴油壓力從過去的200 bar提高至350 bar。加上BMW既有的VALVETRONIC和Double-VANOS可變汽門控制技術，S58得以在6,250 rpm達成最大輸出，並且不斷持續至7,200 rpm紅線範圍。

▲新設計的進氣歧管和集氣箱減少進氣壓力的流失，改善油門反應和進氣效率

除了上述的引擎科技之外，BMW也以豐富的賽場經驗開發了新的冷卻系統和機油循環系統。除了位於車頭正中央的散熱水箱之外，還有兩個尺寸較小的散熱水箱來強化引擎冷卻效率。引擎機油和變速箱也都有獨立的油冷系統，讓S58即使在激烈操駕之下也能夠面不改色的應對。

為了應付賽場操駕的情況，BMW M部門先是將油底殼進行輕量化，然後在內部設計兩個分開的儲油室並且配有獨立的吸油管路。當車輛在高G值過彎的情況下，一個由電腦控制的供油泵浦將會從較小的儲油室抽油並噴灑至內部機件，讓引擎即使在高速過彎之下也能夠維持最佳的潤滑效果，避免機件磨損。

▲S58的油底殼設計採用了類似賽車乾式油底殼的概念

最後，S58的排氣系統雖然有兩個懸浮微粒過濾器和四個觸媒轉化器，但是重新設計的排氣系統卻能夠進一步的減少回壓並達成更嘹亮的排氣聲浪。S58的排氣系統在通過兩具渦輪增壓器之後即維持雙管配置，一直到尾段才進入消音包，並且以四出的型態將引擎廢氣排出，每一支尾管的口徑為100mm，讓搭載這具引擎的車款有著相當雄偉的車尾視覺。電子控制的排氣管閥門也會在Sport及Sport+駕駛模式下開啟，讓排氣聲浪更加高亢，回油時也會有陣陣爆燃聲，滿足熱血駕駛的聽覺感受。

在S58引擎上，我們可以看到BMW的工程實力和不斷追求極致性能的渴望，在體質更優異的情況下，應該很快就能看到輸出更加驚人的動力改裝，而就S55的發展進程來看，甚至可以預估原廠未來在導入水酒精噴射系統之後，輸出應該能夠上看550匹馬力。