碳纤维是重点 宝马M3轻量化解析

西西eva613 (西西eva613) 资深会员
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发表于:2014-11-30 17:07 [只看楼主] [划词开启]

碳纤维是重点 宝马M3轻量化解析

碳纤维是重点 宝马M3轻量化解析

    宝马M3,这辆民间被誉为“终极驾驶机器”的街道霸主,以其强悍的动力、精准到极致的操控、闻名车坛。在2014款上市后,被业界公认为一次蜕变。M3/M4上面集成了太多的改变,今天编辑在轻量化方面为大家简单介绍下M3/M4是如何实现瘦身的。由于M4相当于M3的双门版,文章中直接以M3为例。

    新老车型总体参数对比

对比项目 2014款 2009款
车身尺寸(mm) 4678/1877/1442 4580/1817/1447
发动机型式 3.0T双涡轮增压 4.0L V8自然吸气
最大功率(kW) 317(5500-7300rpm) 309(8300rpm)
最大扭矩(Nm) 550(1850-5550rpm) 400(3900rpm)
整备质量(kg) 1645 1680

    从表格中不难看出,2014款宝马M3在车身三围大幅增加的情况下(轴距也增长了51mm),整备质量反而减少了35kg,这种“反人类”的变化,其原因就来自下面要讲到的各项轻量化措施。当然,4.0L V8发动机换装3.0T发动机后也会带来一些重量上的优势,不过使用增压发动机后,新M3的最大功率提升了8kW,而峰值扭矩更是提高到惊人的550Nm,搭配7速双离合变速器后,百公里加速由09款的4.7秒提高至4.1秒,几乎就要跨入超跑的成绩单中。

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    发动机/变速器轻量化措施

宝马M3上使用的直列六缸3.0T发动机 型号S55B30宝马M3上使用的直列六缸3.0T发动机 型号S55B30

    这台型号为S55B30的3.0T双涡轮增压发动机,相比老款上面4.0L V8自然吸气发动机在重量上减轻了10kg。新发动机的曲轴采用了新的材料,同时,核心部件——中缸采用铝制,锻造而成的活塞/连杆也同时满足了高强度和轻量化的需求,重量上减轻了2kg。油底壳使用的是铝镁合金材料,相比传统油底壳轻了1kg。

    不光是发动机,新的M-DCT双离合变速器也提供了12kg的减重成绩。这样算下来,新M3光是动力总成就为轻量化做出了25kg的贡献。

    传动系统轻量化措施

    也许宝马M部门的工程师真是一帮偏执狂,要在传动轴上动刀子,成果就是这根碳纤维(CFRP)材质的传动轴。车辆使用传统的材料一般是25MnCr这类的锰铬合金钢,放到轿车上的重量大概在10-11kg左右。使用硬质碳纤维传动轴后,不但能承受更大的扭转力矩,重量上还能大幅降低。在新M3上面,碳纤维传动轴相比旧有型号降低了5kg重量。

    也许你会觉得一根轴不算什么,但就编辑目前所知,原厂车配备碳纤维传动轴的厂商应该只有宝马一家,而以前,这项技术一直掌握在像美国PST这样的传动轴制造商手里,你若真的想改装碳纤维传动轴的话,只有买来车之后再花高价从商家手里求购才行。更重要的一点,从技术趋势来说,以往碳纤维材料绝大多数用于车身构件(下面也会讲到),把它用在车辆核心的动力-传动系统上面,宝马也算是迈出了汽车厂商们的第一步。

    车身轻量化措施

    车身减重方面,首先,新M3的引擎盖和前翼子板为铝合金材质,分别减重8kg和3.5kg。而最直接有效的莫过于碳纤维材料的使用了。新M3的尾箱盖就使用了碳纤维材料,减重5kg。

铝合金材质的新M3前翼子板铝合金材质的新M3前翼子板

    工程师们跟设计师大吵了一架,最后赢了,新M3全系标配碳纤维车顶,减重达6kg,代价是天窗没有了。看得出宝马就是想把M3卖给那些“准职业车手”,百万级别的车看不到天窗算什么。

    新M3上引擎盖内的加强臂也采用了碳纤维材料,相比老旧的钢制加强臂减轻了2kg。

    总结:

零部件 减重(kg)
发动机 10
活塞/连杆 2
油底壳 1
DCT变速器 12
碳纤维传动轴 5
铝合金引擎盖 8
铝合金前翼子板 3.5
碳纤维尾箱盖 5
碳纤维车顶 6
引擎舱加强臂 2

    总计来看,宝马新M3在各个零部件减重值达到了54.5kg。

    公认的一点,在保证车辆安全性的前提下,民用车辆一定是越轻越好。可以说,新的宝马M3/M4是在保留原有的精准调校的基础上,通过增压化实现动力的提升,再通过毫无保留的轻量化改进,使其操控的敏捷和灵活更进一层,同时对油耗排放也有好处。特别是原厂碳纤维传动轴、引擎舱加强臂这些,都是我们看不到的。不光如此,诸如全铝副车架、铝合金差速器壳体、悬架控制臂等等,所有的一切,对M3/M4来说都是一种内在的提升。单纯靠大排量、大马力来提升驾驶乐趣,简单粗暴,但绝非上上之策;真正在车身上下功夫,才体现出一家厂商的内在实力和诚意。

最后编辑于:2014-11-30 17:07
分类: 技术养护
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