宝马M TwinPower 3.0-L Turbo发动机

我们先提一个有关发动机历史的问题，答对了可以得100分：P-47 雷霆式战斗机、奥斯莫比尔(Oldsmobile)的1962款Jetfire V8、萨博的99款 Turbo 、宝马的2016款M4 GTS都使用了哪项共同的技术?

真正的答案是“注水技术”。这是一种成熟的技术，可以提高发生爆震的限值，使发动机能在更宽的运行范围内提高压缩比，获得更高的输出功率。注水技术在高度增压发动机中尤为有效，因而宝马在其限量生产的M TwinPower 3.0-L Turbo直列六缸发动机上使用了该技术，用于打造M4 GTS赛车。

宝马的工程人员认为，在涡轮增压发动机中，吸进的气体可在涡轮压缩机中加热至160℃ (320°F)，但中冷器是否可以有效地降低增压进气温度，则取决于系统尺寸、配置和车辆空气动力学设计等因素。因此，简单地通过提高增压来实现更大的发动机功率是不可行的，因为这样会超出防止爆震发生的界限。

以M4 GTS车型来说，一种由水构成的细雾在145 psi(10 bar)的压强下，由三个专用的喷嘴喷射到进气室中，这就是注水技术。进气温度可以因此降低27℃ (80°F)，比中冷器的降温效果还要好。这可以使点火正时更为精确有效，低温燃烧也能够实现。M4GTS的发动机可使用辛烷值最低为95的汽油。

但宝马也发现，注水技术使设备结构更加复杂，成本也更高。在M4车型中，注水模块由一个1.3加仑的塑料水罐、水泵、感应器和位于车体内部后备箱下方的阀门组成，供水管线连接到发动机的进气室，注水量由发动机的载荷、转速和温度决定。宝马的工程师表示，在赛车场上，或许需要在每次加油的同时为水罐补水，而在普通的公路行驶工况下，每加五次油补一次水即可。

宝马首次在量产车中使用注水技术，为新型双涡轮增压3.0 L六缸发动机提升了防止发生爆震的限值。这也是汽车产业自20世纪70年代以来首次使用这种技术。请注意进气室中装配的注水喷嘴。

宝马M车型的注水系统是与博世公司合作研发的，使用了扩展的发动机ECU部件和独特的自我诊断系统。如果水罐中的水用尽，或者系统出现故障，增压压强和点火时间都会进行调整，发动机可以继续平稳运行。在日常使用中，每次发动机熄火，供水管线中剩余的水都会自动流回水罐，以防在低温情况下结冰(在采用喷水技术的早期航空发动机中，则是使用水和乙二醇混合物来预防结冰)。

通过采用增压发动机、提高燃气压缩比和应用注水技术，宝马将新款M4 GTS公路用车打造成了性能出众的赛车。请注意下图注水系统的复杂性。

除了防止爆震，宝马M4 GTS也应用了技术手段来减轻质量、提高油门响应，并降低摩擦。该发动机采用封闭式气缸体设计，可以提高刚度，以获得更高的气缸压强。气缸内壁涂层经双丝电弧喷射(“等离子”)工艺处理，与衬套缸体相比重量有所降低。双涡轮增压器采用了单螺旋结构，24个气门由Valvetronic可变升程控制系统和Double-VANOS可变凸轮轴正时系统驱动。因此，在发动机转速为6250 rpm时，功率可达368 kW(493 hp);而当转速为4000-5500 rpm时，扭矩可达599 N・m(442 lb・ft)。