舍弃V8 宝马i8为何使用1.5T发动机？

近年来，涡轮增压的普及已成为近年来的一种趋势。像宝马i8这样的插电式混合动力车使用1.5T涡轮增压发动机，而不是V8或V6自然吸气发动机。

早在2009年，宝马i8插电式混合动力汽车就在法兰克福车展上展出，但当时它被命名为视觉高效动力概念车。

有传言称，在开发宝马i8时，最初应该与V10发动机相匹配，并将沿着这条路线进行研发。在那之后，宝马的工程师们将注意力转向了V8和六缸发动机，甚至一度想要制造一辆原型车。

但最终，正如我们今天所看到的，宝马决定将其设计为一款只有三缸涡轮增压发动机的混合动力汽车，放弃V10和V8等高缸发动机，并拒绝六缸方案。

为什么宝马选择了小排量涡轮增压发动机而不是大排量自然吸气发动机？

i8的定位与大排量发动机存在的问题

宝马i8的价格在10万欧元左右，大约相当于宝马7系的价格，属于高端轿跑车。它带有新能源和时尚的标签，但不属于超级跑步的概念。它仍然采用了两门四座的设计，对车内空间和实用性都有一定的要求。它不能像保时捷918那样纯粹从性能上考虑，这限制了宝马i8的设计。

宝马i8插电式混合动力汽车

在这种定位下，如果宝马i8使用大排量V10或V8发动机，无论是前置还是后置，都很难在剩余空间内安排插电式混合动力，尤其是强劲的混合动力，也很难给新能源贴上标签。宝马i8将成为一款传统的轿跑车，采用一些减轻重量的材料和低风阻。这显然不是宝马的初衷。

宝马后来要开发的六缸发动机也遇到了困难，这与宝马i8的动力布局有关。

Bmw i8采用串并联混合动力模式，配有两台电机、一台发动机、一台变速箱、一块电池和一个油箱，整体重量相对较大。而且V6发动机本身的重量也比较大，再加上匹配的变速箱，车身重量会非常大。如果采用这种方案，宝马在i8上减肥的努力将付诸东流。

为了控制汽车的重量，i8采用了LifeDrive的模块化结构，底盘由铝合金制成，车身由碳纤维制成，并使用了康宁玻璃等一系列高成本的减重材料。如果汽车最终因为动力系统而超重，那么高昂的减重成本就成了笑话。

i8的LifeDrive架构

此外，大排量发动机还存在散热问题。因为按照i8的布局，它属于后置发动机，后置发动机的散热是一个难题。

更糟糕的是，i8仍然是一款插电式混合动力汽车，动力电池最怕热。必须认真考虑发动机热量对电池组的影响，决不能马虎。大排量发动机排气管释放的废热会对电池造成危险，最明显的例子就是保时捷918。保时捷918的排气管像两个马尾辫一样将废气直接排放到天空中，担心传统的排气方式会使电池发热并引发严重事故。因此，宝马因为散热问题而放弃六缸发动机并非空穴来风。

除了技术因素外，越来越严格的排放法规和对大排量汽车征收的税收也影响了宝马的决定。小排量涡轮增压发动机的排放优势和税收优势将增加宝马i8的竞争力。

市场定位以及技术和非技术问题是宝马i8放弃大排量发动机的首要原因。

涡轮增压技术的进展

传统上，宝马非常不愿意在汽车中使用涡轮增压发动机，并且一直以自然吸气为荣。近年来，技术的发展逐渐改变了宝马对涡轮增压发动机的看法。能够在i8上使用涡轮增压发动机，也与近年来涡轮增压技术的进步密切相关。

宝马是一架飞机……

第二次世界大战期间的发动机，而且它作为涡轮增压发动机还很早，所以它对早期涡轮增压发动机的缺点有着深刻的理解。涡轮增压发动机有三个主要问题。

1.燃油效率低导致油耗高

正如我们所知，内燃机只能将大约三分之一的燃料热能转化为机械能，其余三分之二的能量转化为热能并排放。涡轮增压可以带来更高的功率，同时也会产生更多的废热，废热带来的高温很容易引起燃料的爆炸。

冲击爆炸是指发动机中的火花塞还未点燃，燃料就燃烧爆炸，严重影响动力，甚至造成发动机损坏。爆炸与气缸内的燃料浓度、温度和压力有关。涡轮增压不仅会增加压力，还会增加温度，特别容易发生冲击和爆炸。使用中冷器可以缓解这种情况，但涡轮增压发动机燃烧室内的总压缩比仍然大于自然吸气发动机。

为了解决这个问题，涡轮增压发动机必须提供一部分多余的燃料雾化成气溶胶，以带走多余的热量，防止冲击和爆炸的发生。

这种设计是以牺牲燃油经济性为基础的。为了完全燃烧汽油，理想的空燃比为14.7:1，通常涡轮增压发动机汽车的最大空燃比约为12:1。这增加了涡轮发动机的燃料消耗，因此早期的涡轮发动机具有较小的标称排量，但实际燃料消耗并不低。

2.动态非线性和涡轮迟滞。

废气涡轮增压是利用废气排出的能量推动涡轮机，然后对发动机的进气部分加压，以提供更多的空气，增加气缸内的压力，增强动力。

但是，从废气中排出的能量并不是随叫随到的。首先，涡轮机有一个工作速度。当发动机转速达到一定水平并能驱动涡轮旋转时，它就会工作。在低速时，涡轮机将不工作。

由于涡轮发动机在设计时空燃比较小，效率低于自然吸气发动机，排气管中的涡轮阻碍了废气的排放，并消耗了一些功能。因此，在达到一定速度之前，废气涡轮增压发动机的功率是不足的。

深踩油门后，涡轮会工作，功率会突然增加。这种非线性的变化会影响驾驶感受，尤其是在城市驾驶中，踩下油门后经常要刹车。

此外，踩下油门后，发动机转速增加，废气增加，涡轮驱动，进气量增加，发动机功率提高。这个过程需要时间。因此，涡轮增压汽车具有滞后性，自然吸气功率随叫随到，而涡轮增压汽车需要延迟几秒钟。

同样，在收集机油时，节气门松动，但涡轮因惯性而无法停止，并继续增压过程，这需要一个减压阀来排出多余的空气，汽车节气门的响应也会延迟。涡轮机和控制动作的这种时间延迟是涡轮机滞后。对于涡轮尺寸较大的车辆尤其如此。

对于强调操控感的宝马来说，这个影响驾驶体验的问题是无法接受的。

3、寿命和可靠性

最早的涡轮增压发动机故障频繁，但尽管可靠性有所提高，但故障率仍然很高。由于涡轮机的转速极高，对涡轮机的材料和工艺要求非常高，这导致涡轮增压器的成本很高，维护和更换成本也很高。

同时，极高速度的工作对维护和散热提出了很高的要求。机油状况良好，机油清洁度高。如果它脏了，应该及时更换。散热要求很高。过去，涡轮增压汽车不能在停车后立即关闭，但必须等待一段时间，以确保润滑和冷却系统工作，以免损坏涡轮。

近年来，随着新材料和新技术的发展，特别是电子控制技术的发展……

ple已经逐渐找到了涡轮增压的各种问题的解决方案。

1.电子节气门和缸内直喷解决了高油耗问题。

涡轮增压发动机经济性不好的原因是为了防止爆炸而牺牲了燃油经济性，而节省燃油的关键是解决爆炸问题。

由于新技术的发展，现在大多数汽车都是电子节气门。发动机管理系统可以根据当时的温度、燃油质量、海拔高度等因素控制歧管压力和燃油压力，并通过传感器感应信息来控制燃油供应，从而防止爆炸。

通过电子控制，涡轮增压发动机的燃油经济性得到了极大的提高。目前，涡轮增压发动机的油耗已经不高了，即使在相同的功率下，油耗也比自然吸气发动机低得多，具有良好的经济性。

2.双涡轮和双涡管减少了磁滞和非线性。

涡轮机的非线性和迟滞与涡轮机的尺寸密切相关。涡轮机尺寸越小，就越容易驱动，有效速度也可能更低。然而，在高速时，加速效果是有限的。涡轮越大，延迟就越严重，但在高速时效果明显。

为了解决这一矛盾，开发了双涡轮技术，其中小型涡轮易于推动，大型涡轮在高速下发挥作用。这样，涡轮机功率的非线性和滞后仍然存在，但程度大大降低。

带双涡轮（左）和双涡管（右）的涡轮增压结构

虽然双涡轮不错，但双涡轮进一步增加了成本，只能应用于高端车型。因此，人们试图从排气中开发出双涡旋管。普通的涡轮连接到发动机的排气管，但发动机有多个不同冲程的气缸。有些气缸进气，有些气缸排气，这会影响排气效率。双涡旋管将气缸分组，并且没有来自进气气缸的干扰，这提高了排气效率，从而提高了涡轮机的效率。因此，双涡盘的涡轮机干预可以更早，涡轮机滞后可以更轻。现在它被宝马广泛使用，宝马的汽油发动机都使用了双涡卷技术。

3、新材料、电子控制技术解决生活。

涡轮机在过去难以普及的重要原因是成本。极高的速度和高温对材料和工艺要求非常严格，成本高，使用寿命短。近年来，新材料和机械加工的发展，特别是数控技术的发展，降低了涡轮制造和加工的难度，降低了成本，延长了使用寿命，为涡轮增压的普及铺平了道路。

涡轮增压不能立即关闭的问题也通过电子控制来解决。即使驾驶员立即关闭发动机，驾驶计算机仍会确保涡轮机的润滑和冷却系统工作一段时间，从而避免涡轮机受损。

由于宝马i8的定位和布局问题，大排量自然吸气发动机在设计中遇到了各种技术问题，难以采用。随着涡轮增压技术的发展和传统缺点的解决，宝马可以放心地使用涡轮增压发动机。

小排量涡轮增压发动机提供强大的动力、更低的油耗、更小的体积和更轻的重量。就宝马i8的定位和布局而言，有必要给宝马i8贴上更低的油耗、更小的尺寸以留出电机和电池的空间、更轻的重量和高成本的减重材料的标签。总的来说，宝马i8选择三缸1.5T涡轮增压发动机并不奇怪。近年来，涡轮增压的普及已成为近年来的一种趋势。像宝马i8这样的插电式混合动力车使用1.5T涡轮增压发动机，而不是V8或V6自然吸气发动机。

宝马i8插电式混合动力车早在2009年就在法兰克福车展上展出，但它被命名为视觉高效动力系统……

当时的国家统计局。

有传言称，在开发宝马i8时，最初应该与V10发动机相匹配，并将沿着这条路线进行研发。在那之后，宝马的工程师们将注意力转向了V8和六缸发动机，甚至一度想要制造一辆原型车。

但最终，正如我们今天所看到的，宝马决定将其设计为一款只有三缸涡轮增压发动机的混合动力汽车，放弃V10和V8等高缸发动机，并拒绝六缸方案。

为什么宝马选择了小排量涡轮增压发动机而不是大排量自然吸气发动机？

i8的定位与大排量发动机存在的问题

宝马i8的价格在10万欧元左右，大约相当于宝马7系的价格，属于高端轿跑车。它带有新能源和时尚的标签，但不属于超级跑步的概念。它仍然采用了两门四座的设计，对车内空间和实用性都有一定的要求。它不能像保时捷918那样纯粹从性能上考虑，这限制了宝马i8的设计。

宝马i8插电式混合动力汽车

在这种定位下，如果宝马i8使用大排量V10或V8发动机，无论是前置还是后置，都很难在剩余空间内安排插电式混合动力，尤其是强劲的混合动力，也很难给新能源贴上标签。宝马i8将成为一款传统的轿跑车，采用一些减轻重量的材料和低风阻。这显然不是宝马的初衷。

宝马后来要开发的六缸发动机也遇到了困难，这与宝马i8的动力布局有关。

Bmw i8采用串并联混合动力模式，配有两台电机、一台发动机、一台变速箱、一块电池和一个油箱，整体重量相对较大。而且V6发动机本身的重量也比较大，再加上匹配的变速箱，车身重量会非常大。如果采用这种方案，宝马在i8上减肥的努力将付诸东流。

为了控制汽车的重量，i8采用了LifeDrive的模块化结构，底盘由铝合金制成，车身由碳纤维制成，并使用了康宁玻璃等一系列高成本的减重材料。如果汽车最终因为动力系统而超重，那么高昂的减重成本就成了笑话。

i8的LifeDrive架构

此外，大排量发动机还存在散热问题。因为按照i8的布局，它属于后置发动机，后置发动机的散热是一个难题。

更糟糕的是，i8仍然是一款插电式混合动力汽车，动力电池最怕热。必须认真考虑发动机热量对电池组的影响，决不能马虎。大排量发动机排气管释放的废热会对电池造成危险，最明显的例子就是保时捷918。保时捷918的排气管像两个马尾辫一样将废气直接排放到天空中，担心传统的排气方式会使电池发热并引发严重事故。因此，宝马因为散热问题而放弃六缸发动机并非空穴来风。

除了技术因素外，越来越严格的排放法规和对大排量汽车征收的税收也影响了宝马的决定。小排量涡轮增压发动机的排放优势和税收优势将增加宝马i8的竞争力。

市场定位以及技术和非技术问题是宝马i8放弃大排量发动机的首要原因。

涡轮增压技术的进展

传统上，宝马非常不愿意在汽车中使用涡轮增压发动机，并且一直以自然吸气为荣。近年来，技术的发展逐渐改变了宝马对涡轮增压发动机的看法。能够在i8上使用涡轮增压发动机，也与近年来涡轮增压技术的进步密切相关。

宝马在第二次世界大战期间是一种飞机发动机，而它作为涡轮增压发动机还很早，所以它对早期涡轮增压发动机的缺点有着深刻的理解。涡轮增压发动机有三个主要问题。

1.燃油效率低导致油耗高

正如我们所知，内燃机可以……

将燃料约三分之一的热能转化为机械能，剩余三分之二的能量转化为热能并释放。涡轮增压可以带来更高的功率，同时也会产生更多的废热，废热带来的高温很容易引起燃料的爆炸。

冲击爆炸是指发动机中的火花塞还未点燃，燃料就燃烧爆炸，严重影响动力，甚至造成发动机损坏。爆炸与气缸内的燃料浓度、温度和压力有关。涡轮增压不仅会增加压力，还会增加温度，特别容易发生冲击和爆炸。使用中冷器可以缓解这种情况，但涡轮增压发动机燃烧室内的总压缩比仍然大于自然吸气发动机。

为了解决这个问题，涡轮增压发动机必须提供一部分多余的燃料雾化成气溶胶，以带走多余的热量，防止冲击和爆炸的发生。

这种设计是以牺牲燃油经济性为基础的。为了完全燃烧汽油，理想的空燃比为14.7:1，通常涡轮增压发动机汽车的最大空燃比约为12:1。这增加了涡轮发动机的燃料消耗，因此早期的涡轮发动机具有较小的标称排量，但实际燃料消耗并不低。

2.动态非线性和涡轮迟滞。

废气涡轮增压是利用废气排出的能量推动涡轮机，然后对发动机的进气部分加压，以提供更多的空气，增加气缸内的压力，增强动力。

但是，从废气中排出的能量并不是随叫随到的。首先，涡轮机有一个工作速度。当发动机转速达到一定水平并能驱动涡轮旋转时，它就会工作。在低速时，涡轮机将不工作。

由于涡轮发动机在设计时空燃比较小，效率低于自然吸气发动机，排气管中的涡轮阻碍了废气的排放，并消耗了一些功能。因此，在达到一定速度之前，废气涡轮增压发动机的功率是不足的。

深踩油门后，涡轮会工作，功率会突然增加。这种非线性的变化会影响驾驶感受，尤其是在城市驾驶中，踩下油门后经常要刹车。

此外，踩下油门后，发动机转速增加，废气增加，涡轮驱动，进气量增加，发动机功率提高。这个过程需要时间。因此，涡轮增压汽车具有滞后性，自然吸气功率随叫随到，而涡轮增压汽车需要延迟几秒钟。

同样，在收集机油时，节气门松动，但涡轮因惯性而无法停止，并继续增压过程，这需要一个减压阀来排出多余的空气，汽车节气门的响应也会延迟。涡轮机和控制动作的这种时间延迟是涡轮机滞后。对于涡轮尺寸较大的车辆尤其如此。

对于强调操控感的宝马来说，这个影响驾驶体验的问题是无法接受的。

3、寿命和可靠性

最早的涡轮增压发动机故障频繁，但尽管可靠性有所提高，但故障率仍然很高。由于涡轮机的转速极高，对涡轮机的材料和工艺要求非常高，这导致涡轮增压器的成本很高，维护和更换成本也很高。

同时，极高速度的工作对维护和散热提出了很高的要求。机油状况良好，机油清洁度高。如果它脏了，应该及时更换。散热要求很高。过去，涡轮增压汽车不能在停车后立即关闭，但必须等待一段时间，以确保润滑和冷却系统工作，以免损坏涡轮。

近年来，随着新材料、新技术的发展，特别是电子控制技术的进步，人们逐渐找到了解决涡轮增压各种问题的方法。

1.电子节气门和缸内直喷解决了高油耗问题。

涡轮增压发动机经济性不好的原因是为了防止爆炸而牺牲了燃油经济性，而节省燃油的关键是解决……

爆炸问题。

由于新技术的发展，现在大多数汽车都是电子节气门。发动机管理系统可以根据当时的温度、燃油质量、海拔高度等因素控制歧管压力和燃油压力，并通过传感器感应信息来控制燃油供应，从而防止爆炸。

通过电子控制，涡轮增压发动机的燃油经济性得到了极大的提高。目前，涡轮增压发动机的油耗已经不高了，即使在相同的功率下，油耗也比自然吸气发动机低得多，具有良好的经济性。

2.双涡轮和双涡管减少了磁滞和非线性。

涡轮机的非线性和迟滞与涡轮机的尺寸密切相关。涡轮机尺寸越小，就越容易驱动，有效速度也可能更低。然而，在高速时，加速效果是有限的。涡轮越大，延迟就越严重，但在高速时效果明显。

为了解决这一矛盾，开发了双涡轮技术，其中小型涡轮易于推动，大型涡轮在高速下发挥作用。这样，涡轮机功率的非线性和滞后仍然存在，但程度大大降低。

带双涡轮（左）和双涡管（右）的涡轮增压结构

虽然双涡轮不错，但双涡轮进一步增加了成本，只能应用于高端车型。因此，人们试图从排气中开发出双涡旋管。普通的涡轮连接到发动机的排气管，但发动机有多个不同冲程的气缸。有些气缸进气，有些气缸排气，这会影响排气效率。双涡旋管将气缸分组，并且没有来自进气气缸的干扰，这提高了排气效率，从而提高了涡轮机的效率。因此，双涡盘的涡轮机干预可以更早，涡轮机滞后可以更轻。现在它被宝马广泛使用，宝马的汽油发动机都使用了双涡卷技术。

3、新材料、电子控制技术解决生活。

涡轮机在过去难以普及的重要原因是成本。极高的速度和高温对材料和工艺要求非常严格，成本高，使用寿命短。近年来，新材料和机械加工的发展，特别是数控技术的发展，降低了涡轮制造和加工的难度，降低了成本，延长了使用寿命，为涡轮增压的普及铺平了道路。

涡轮增压不能立即关闭的问题也通过电子控制来解决。即使驾驶员立即关闭发动机，驾驶计算机仍会确保涡轮机的润滑和冷却系统工作一段时间，从而避免涡轮机受损。

由于宝马i8的定位和布局问题，大排量自然吸气发动机在设计中遇到了各种技术问题，难以采用。随着涡轮增压技术的发展和传统缺点的解决，宝马可以放心地使用涡轮增压发动机。

小排量涡轮增压发动机提供强大的动力、更低的油耗、更小的体积和更轻的重量。就宝马i8的定位和布局而言，有必要给宝马i8贴上更低的油耗、更小的尺寸以留出电机和电池的空间、更轻的重量和高成本的减重材料的标签。总的来说，宝马i8选择三缸1.5T涡轮增压发动机并不奇怪。

标签：宝马保时捷宝马7系

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