拆解宝马N发动机图文稿
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2012年12月18日00:23来源：类型：原创编辑：评论：
［拆解］全新的四缸——N20，可谓是的扛鼎之作，它肩负着取代自然吸气式直列六缸（代号N52）的重任。而人们也难免会将这个全新“代表作”与老去的“经典”进行比较，好在它凭借着系统以及一系列全新的技术装备，造就出更加出色的动力性能以及燃油经济性。它确实在用自身的实力践行着的EfficientDynamics（高效动力）策略。
●N20的划分
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目前，N20已经搭载于X1、新3系、5系等车型上。按照产地的不同，
N20分为进口和国产两种版本，装配到具体车型上又分为高功版和低功版，而这些完全可以通过位于缸体上的编号来加以辨别（最后一位字母的不同）。此外，如果你想了解更多关于编号所蕴藏的秘密，。
在铁西工厂（在欧洲以外的第一家工厂）所生产的N20都严格执行的全球生产流程控制体系，不会因为产地不同而出现产品品质上的差异。在具体的零部件采购方面，国产N20的部分零部件根据就近原则，选用了国内的一些供应商，而目前N20的国产化率为40%（即40%的零部件由国内生产）。
高功版和低功版在硬件上主要是顶部的形状不同，从而导致二者也不同，这一点在文章后面我会详细讲到，同时电脑的程序也会进行相应的调整以适配更高的动力输出。此次我们拆解的为进口低功版的N20。
●分体式箱
通过上图可以看到，N20的箱由两部分组成，一个为箱主体，另一个为底板，底板通过螺栓与缸体连接，其主要用来固定。与普通只通过轴瓦盖来进行固定的方式相比，这种设计能为缸体提供足够的扭转刚性，同时可以对高转速下的提供更为精确的支承。
●应用于气缸壁上的电弧丝喷涂工艺
从2007年推出市场的N54到现在的单N55和N20，它们都一改N52的，转而采用了传统的铝合金材质。其中最新的N20在气缸壁处首次采用了电弧丝喷涂工艺，该工艺通过高电压下产生的高温电弧来熔化金属铁，并通过高压空气将铁喷涂在铝合金材质的气缸壁上。
铁涂层可以有效提高气缸壁的强度，而喷涂后所形成的微孔表面又可以减小运行时的摩擦。由于铝合金的导热性更好，所以通过这种工艺只需喷涂很薄的一层便可满足相应的要求，而且缸体部位也可以实现最佳的热传导。与普通铝合金采用铸铁缸套的设计相比，N20的电弧丝喷涂工艺要更为先进。
●两种材质的
根据搭载车型的不同，N20共有两种不同材质的，其中适配车型的N20为铝合金材质的，这主要是因为该需要承托四驱系统中的前桥。后驱车型所搭载的N20的由于无需承托其它结构，所以其为耐热树脂材质，它的优点就是重量更轻、隔音性更好，同时成本也相对更低。
两种不同材质的上都集成了传感器，该传感器既可检测量，还可以对品质进行分析，从而判断是否应该对进行更换，（），这种智能监测保养系统也就是的CBS车况保养服务系统。
●锻造
N20采用钢制的锻造，其中四个平衡块用来确保的平稳运转，其上开有的平衡孔用来保证运转时的
●销偏置和偏置技术
销用来连接与连杆，从表面看，销恰好处在的中心位置。在压缩行程时，在连杆的推动下上移，此时的右侧紧贴气缸壁且受到的压力最大，我们也将的这一侧称为次推面。在做功行程时，下移，此时左侧紧贴气缸壁且受到的压力最大。由于做功行程时气缸内的压力相比压缩行程更大，所以我们也将的左侧称为主推面。
对于处在气缸中心线位置的来说，当到达上止点的位置并开始向下移动时，由于与气缸壁之间存在间隙，所以会从右侧向左侧移动，并产生一定的冲击声，此种现象也被称为敲缸。为了防止敲缸的产生，通常在设计销的位置时将其向的主推面一侧偏离最大2毫米左右，当换向时，在缸筒内则会发生倾斜，从而起到提前换向的作用，以此减轻敲缸声，而这种销的偏置肉眼几乎看不出来。
的很多都采用了销正偏置的设计来减小敲缸声，但N20的销却是负偏置的设计（负偏置0.3毫米），这是为了配合首次在上所应用的正偏置的设计。
所谓的偏置是指的轴线向气缸中心面的一侧偏置，与销偏置类似，偏置也分为向主推面偏置的正偏和向次推面偏置的负偏。通过上图可以清楚地看到N20的轴线偏离气缸的中心面（正偏置14毫米）。
通常来说，如果销与都采用正偏置的设计，会对减小敲缸声起到相反的作用，所以N20采用了销负偏置和正偏置相结合的方式，这样可以最大化地减小敲缸声，而这样做的缺点就是会增加主推面的摩擦。
偏置的设计还有一个好处就是在做功行程时，连杆更接近于垂直状态，这样可以更多地将燃烧产生的压力作用于，同时也减小了在气缸壁上的压紧力和摩擦，从而提高运动时的效率。总的来说，N20通过销负偏置和正偏置的设计，最终减小了敲缸声，并且提高了的工作效率。
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N20的高版和低版反应在硬件上，主要是顶部的形状不同，从而导致两种版本的不同。高版通过更大的增压值来获取更高的动力输出，为了减小情况的发生，它的为10:1；而低版刚好相反，因此可以相应地提高，低功版的为11:1。
●凸轮轴?
N20的凸轮轴为空心结构，在提升强度的同时也降低了重量。凸轮轴上的凸轮等相关部件通过热压工艺直接压到凸轮轴上，此种工艺能够有效提升凸轮轴的制造精度。
●正时系统
N20应用了最新一代的Double-VANOS进、排双正时系统，相比应用于
N55上的VANOS系统，新一代VANOS系统对正时的调节更快，而与N55相
同的是其进、排的最大调整范围（进35°，排27.5°），同时通过对电磁阀的油路以及相应结构的改进，新一代VANOS降低了对中污染物的敏感度。
在拆解的很多零部件上都可以看到二维码的标识，这些标识在装配时通过扫码就可以确定这批零部件是否是这台所需，提高了装配效率，同时也能对零部件的生产日期、流向等进行详细查询。
●第三代电子升程系统
N20采用了与N55相同的第三代电子升程系统，它的特点是带动偏心轴旋转的伺服电机的尺寸更小，同时用来检测偏心轴旋转角度的传感器也集成在了伺服电机内。除此之外，它的工作原理没有任何变化，依然是可以对进侧的升程进行从0.3毫米到9.9毫米之间的无级调节。
下面这段视频非常形象、直观地介绍了电子升程系统的工作原理，请点击播放。
此外，N20排侧的还应用了充钠技术，这种技术将杆设计为中空结构，然后将金属钠充入其中。在正常的工作温度下，处于液态的金属钠会随着的开闭而上下运动。由于钠的比热容较大，所以它能够很好地吸收来自头部的热量并进行传导，这就降低了在恶劣工作环境下的温度。
●双涡管器
N20使用了一台与N55相同的双涡管器，所谓的双涡管是指有两条互不干涉的管路都通向废气涡轮侧。对于四缸来说，根据1-3-4-2的气缸做功顺序，将1、4缸组成一条管路，2、3缸组成另一条管路。这种双涡管的结构设计可以减小排气干涉，让排气压力更为平稳持续，同时双涡管的结构减小了每个涡管的截面积，从而提高了排气气流的速度，最终起到减小涡轮迟滞和提升增压的效果。
N20的排气歧管和器焊接集成在了一起，涡轮和叶轮的直径通过对比“1角”硬币来进行直观地了解。该器通过和共同进行散热，其中的水道由单独的电动水泵来控制，当车辆熄火后，在电动水泵的驱动下，依然可以对器进行散热。
●真空泵
由于加入了系统，所以进气管路在增压模式下难以提供符合标准的真空度，因此N20也设计了与N55相同的真空泵来获取真空。真空泵安装在进气凸轮轴的一端，随着凸轮轴的旋转来产生真空，产生的真空将提供给制动助力器以及控制器中废气旁通阀的电子伺服装置。
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由于四缸的做功间隔角相比六缸更大，所以N20在运转平顺性方面可以说具有先天的劣势。为了尽可能减小和平衡的振动，N20应用了技术。在的下方，是一个叠加布置（上下布置）的机构，它由通过链条进行驱动，其转速是的2倍。此外它的另一端连接泵，并驱动其运转。
N20的这套机构的设计较为特殊，一是采用了叠加的布置形式（与传统分布于两侧相比），二是两个的转速相同，方向相反，且是转速的2倍。这说明该主要用来减小的二阶振动，而对于占整个振动70%以上的一阶振动，或许已经通过位于上的平衡块很好地加以了解决。
●可变排量泵
中的不仅要提供润滑、冷却等功能，同时还要用来传递作用力（比如系统），因此，泵既要确保充足的供油量，还要保证足够的压力，否则系统的相关部件将难以正常工作。除此之外，在满足供给需求的条件下，工程师还希望泵的尽可能小，这样就可以降低的负荷。
N20采用了与N55相同的可变排量泵，该泵是由电脑根据的运转情况来调整泵的，从而供给最适合的量，这样就可以在不影响供给的前提下，尽可能减小的负荷。
通过上图可以看到，滑阀在调节油室内的推动下向右侧移动，这样泵的就会减小，传统的机械式调整的泵的调节油室内的压力与主油道的压力是保持一致的，而N20在主油道与调节油室间设计了一个电磁阀，该电磁阀可以调整由主油道进入调节油室的量，从而对泵的进行动态地调整。
●喷油器
N20应用了技术，其中高压油泵由排气凸轮轴驱动，喷油器则由博世提供，其最高可承受200巴的喷射压力（相当于200个大气压）。虽然喷油器不大，但它却是一个十分具有科技含量的部件，它不但要在极短的时间内几乎毫无延迟地进行喷油，同时还要保证每个气缸喷油量的一致性，此外还要具有很好的雾化效果，只有这样才能尽可能节省每一滴燃料，提升燃油经济性。
●电脑
N20的电脑由BOSCH公司提供，它与N55相同，都被安放在的上方，依靠流入的空气对其进行冷却。
●关于N20的动画视频
上面讲了一大堆关于N20在技术方面的亮点，或许有些朋友还不能全部理解，没关系，下面这段充满乐趣的动画用另一种形式诠释了N20，看后相信你会对它产生深刻的印象。
全文总结：
N20与N55都装备了器、系统以及电子装置，所以在很多部件以及结构的设计上，N20与N55可谓如出一辙，但是，作为一部欲取代经典N52的作品，还是创新性地首次在N20上应用了诸如偏置、新一代的、电弧丝喷涂工艺以及等技术。可以说全新的N20集在领域的积累与沉淀，同时融
入了创新与进取，而它所能取得的辉煌或许也只有通过时间才能得以正名。（文/冯景毅）