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500-700匹，寶馬N54直六引擎，渦輪選購與改裝指南 | 酷樂改裝百科

CLauto酷樂汽車 2020-02-12 22:09:43

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Author / Michael邢&蟹爪朝天

編譯自：N54turners

BMW N54引擎是BMW于2006年引入的第一代大規(guī)模量產(chǎn)型渦輪增壓直列六缸引擎，最早搭載在335i 的E90/E91/E92/E93的3系車型上。

渦輪的使用是區(qū)分N54和之前幾乎所有BMW直列六缸引擎的方式，因為使用了僅僅只有8.8psi（0.6bar）小尺寸渦輪，N54的渦輪延遲極小，動力輸出如自然吸氣一般順滑，廣受褒揚。

在某些程度上可以和E46 M3齊名的1M Coupe上，也是搭載了代號N54B30TO的N54直六引擎，輸出335bhp/450Nm的動力。

上一次BMW生產(chǎn)渦輪引擎還要追溯到1986年的M106，而且M106并未真正大規(guī)模量產(chǎn)過，雖然在2016年就開始逐步被下一代BMW渦輪引擎N55所取代，但是N54的口碑在改裝圈極佳，潛力極大。

圈內(nèi)人士普片認(rèn)為N54是一代改裝神機，潛力極大。

而根據(jù)多年的改裝經(jīng)驗，絕大多數(shù)BMW改裝商認(rèn)為N54可以在原廠情況下（更換渦輪不是必需的）達(dá)到輪上550hp-650hp的輸出。

而部分改裝商認(rèn)為N54可以達(dá)到原廠輪上700-750hp的動力。Youtube上甚至有將原廠N54改裝至輪上753hp的案例。

在之前N54改裝系列的文章中，我們介紹過N54引擎的常見故障形式和故障碼匯總，以及詳細(xì)的動力提升指南以及改裝中冷的一些注意事項：

點擊下圖閱讀N54故障問題文章

今天我們來講一講

N54的渦輪管理

以及

改裝渦輪的相關(guān)事宜

本文前半部分為邢同學(xué)翻查國外論壇

并整合BMW官方工作手冊

對N54渦輪工作部分的解析

本文后半部分為蟹爪兄

結(jié)合N54turners以及自身相關(guān)經(jīng)驗

對N54改裝渦輪的相關(guān)建議

供大家參考

渦輪管理

N54的強制進(jìn)氣系統(tǒng)使用了雙渦輪。

與2JZ和13B-REW不同的是N54采用了并列式雙渦輪的布局，而非在直列發(fā)動機里更常見的序列式雙渦輪系統(tǒng)（常見的V型雙渦輪發(fā)動機都是并列式）。

轉(zhuǎn)念一想新一點的直列發(fā)動機都開始用雙渦管單渦輪了，N54可能是最后使用雙渦輪的直列發(fā)動機之一。

并列式雙渦輪代表每三個氣缸驅(qū)動一個渦輪，而不是六個氣缸一起驅(qū)動兩個渦輪。

在N54上，2，3號氣缸（bank 1）驅(qū)動一號渦輪（23）；4，5，6號氣缸（bank 2）驅(qū)動二號渦輪（24）。

一般來講，渦輪的排氣端泄壓閥是和增壓管相連的，讓增壓管壓力過大時排氣泄壓閥會打開讓渦輪停止工作。但是在N54上，排氣泄壓閥（20&22）通過真空管（2）和引擎管理系統(tǒng)（1）控制的真空泵相連。

換句話說， N54的排氣端泄壓閥是由行車電腦控制的。BMW利用這一點來降低渦輪延遲，具體方法下面會詳細(xì)介紹。

廢氣渦輪增壓

N54的兩個渦輪都利用引擎產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動。

渦輪在工作時可以達(dá)到高達(dá)20萬RPM，溫度高達(dá)1050攝氏度。為了冷卻這兩顆渦輪，BMW使用了機油和獨立渦輪冷卻系統(tǒng)共用的降溫措施。

當(dāng)發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)時，渦輪的獨立冷卻系統(tǒng)會持續(xù)運作直道渦輪冷卻為止。

圖中A是壓縮機，C是廢氣渦輪，B是潤滑/冷卻劑通道。上面那個連桿接的是排氣端泄壓閥

雙渦輪

為了消除渦輪延遲，BMW在N54上采用了雙渦輪的增壓方式。兩個小一點的渦輪有更小的轉(zhuǎn)動慣量，所以它們能更快起壓。

排氣通過渦輪（2&5）進(jìn)入排氣，流經(jīng)氧傳（8&9）和三元（11&12），最后通過中尾段排到大氣

增壓控制

渦輪壓力取決于通過渦輪葉片的排氣的速度和質(zhì)量，而排氣的速度和質(zhì)量取決于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)載。

N54搭載的MSD80引擎管理系統(tǒng)（1）使用電子真空泵來控制渦輪的壓力。電子真空泵可以控制排氣端泄壓閥（20&22）開啟程度。當(dāng)泄壓閥完全閉合時，全部排氣通過渦輪（23&24）。

泄壓閥開啟的越多，越多的排氣被旁通（19&21）。

當(dāng)達(dá)到了足夠的增壓值，泄壓閥會根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)開度以保持恒定的增壓值，渦輪不會進(jìn)一步升高壓力以免損壞，這就是為什么渦輪車有一個“扭矩平臺”。

N54特別的一點就是它的排氣端泄壓閥在怠速狀態(tài)下時關(guān)閉的，這代表渦輪是一直運行的，這樣可以減少渦輪延遲。怠速時渦輪產(chǎn)生的正壓會在進(jìn)氣端泄壓閥釋放。

進(jìn)氣端泄壓閥

當(dāng)節(jié)氣門（12）開啟時，增壓管（節(jié)氣門之右）和進(jìn)氣歧管（節(jié)氣門之左）有正壓，高壓空氣會被送進(jìn)發(fā)動機，產(chǎn)生更多的動力。

當(dāng)油門關(guān)閉時，發(fā)動機的慣性會從進(jìn)氣歧管向氣缸吸入空氣，使進(jìn)氣歧管處于負(fù)壓。同時增壓管里面的空氣因為無法到達(dá)發(fā)動機而積累產(chǎn)生高壓，當(dāng)壓力過高時渦輪或者進(jìn)氣管路會受損。

進(jìn)氣端泄壓閥（9&13）會在進(jìn)氣歧管和增壓管之間形成高于0.3bar壓力差時開啟，使增壓管內(nèi)的高壓空氣通過管路（7&14）流入與大氣聯(lián)通的進(jìn)氣道（淺藍(lán)色管路）以給增壓管降壓，防止損壞。

這是一種“內(nèi)泄式“泄壓閥，沒有”外泄式“的放氣聲。

怠速時，渦輪運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的正壓會在增壓管內(nèi)積累并最終通過泄壓閥流入進(jìn)氣道。當(dāng)節(jié)氣門打開的一瞬間進(jìn)氣歧管和增壓管之間的氣壓差消失，泄壓閥關(guān)閉，高壓空氣進(jìn)入氣缸。

這樣設(shè)計的優(yōu)點就是踩下油門后無需等待渦輪開始運轉(zhuǎn)，所以渦輪延遲極小。

了解了N54的渦輪工作原理，我們就可以開始涉及關(guān)于其渦輪改裝的步驟了。

首先要說，雖然N54的動力潛力很大，但其壽命也不是無限的。

在國內(nèi)外很多案例中，沒打開過缸蓋的純原廠引擎本體也能做到500匹甚至700匹的動力水平。但都沒有提及其使用情況和壽命的問題。

相比于一顆大渦輪來說，使用兩顆小渦輪的優(yōu)勢主要在低轉(zhuǎn)速工況下。

已有美國玩家總結(jié)出了一些N54的雙渦輪經(jīng)驗。其中的數(shù)據(jù)是以北美燃料為標(biāo)準(zhǔn)的，在國內(nèi)的玩家最好不要直接代入。

單渦輪通?？梢宰龀鲴R力更大的車，適合在賽道使用。兩顆渦輪通常可以做出更適合日常街用的車。

雖然沒說明具體渦輪型號等數(shù)據(jù)，但從這兩個圖中可以大概的看出來。相比于一顆渦輪來說，兩顆渦輪的N54會在更低的轉(zhuǎn)速下獲得最大功率，也會在較低的轉(zhuǎn)速下進(jìn)入高扭矩平臺。

對于N54來說，原廠引擎本體大概可以支持到500-600匹。

如果目標(biāo)是500匹的話，渦輪和引擎的負(fù)載相對低一些，壽命更長一些。如果目標(biāo)是600匹的話，原廠引擎本體基本不夠用了。

所以在改渦輪之前，散熱系統(tǒng)的強化、更高品質(zhì)的活塞連桿曲軸、表面處理、降壓縮比等工作應(yīng)該盡量做夠。

N54原廠用的是三菱TD03渦輪。葉輪尺寸更大的TD04渦輪會在500匹增壓時的效率更高些，溫度也就會更低些。不用糾結(jié)于幾種TD03之間的選擇，更大的TD04合適。

這主要是因為相比于小渦輪來說，大渦輪可以在更低的增壓值上帶來同樣水平的動力。更低的壓力意味著更好的渦輪壽命、引擎壽命、機油壽命和更低的缸溫、進(jìn)排氣溫度、機油溫度。

進(jìn)、排氣葉輪的尺寸和葉片數(shù)量影響著最大進(jìn)氣量和不同增壓值及轉(zhuǎn)速時的進(jìn)氣效率。所需的進(jìn)氣量越大，越應(yīng)該使用大尺寸的進(jìn)氣葉輪。

在較低增壓值時，9葉片的廢氣葉輪更合適一些。在需要很高增壓值的情況下，12葉片會更合適。

以下是一些500匹備選方案的基本情況

對于N54來說，500匹還算是一個比較穩(wěn)定的動力水平，不會帶來太多的適應(yīng)性和維護(hù)問題。

RB Twos

TD03，15T進(jìn)氣葉輪，定制的9片排氣葉輪，建議動力475-525匹。

Pure Stage 1

TD03，建議動力450-500匹。

Vargas Turbo Tech (VTT) Stage 1

TD03，14T進(jìn)氣葉輪，原廠排葉輪，建議動力450-500匹。

RB Next Gen

TD04，15T進(jìn)氣葉輪，TD04L的11片排氣葉輪，建議動力500-550匹。這個方案中的渦輪更大些，在調(diào)到500匹左右時還能有一些余度。這樣不僅能在高轉(zhuǎn)速時動力性更好一些，也能保證更長一些的壽命。

以下是一些600匹備選方案的基本情況

在做到600匹左右時，最好就要使用E85等高抗爆燃料了。同時也需要考慮：改進(jìn)噴油系統(tǒng)、更換傳動軸和半軸、改進(jìn)LSD、多增加一個油冷、加大中冷和進(jìn)排氣管路。

這樣才能保證一定的耐用性和動力穩(wěn)定性。

RB Next Gen Plus

TD04，17T進(jìn)氣葉輪，TD04L的9片排氣葉輪，建議動力550-600匹，極限在650匹左右。

Vargas Turbo Tech (VTT) Stage 2+

TD04，定制進(jìn)氣葉輪，TD04L的9片排氣葉輪，建議動力575-625匹，極限在675匹左右。

MMP Stage 3 Gen 2

TD04，43mm進(jìn)氣葉輪，43mm排氣葉輪，建議動力600-650匹。廠家號稱可以做到700匹@30psi，但這個渦輪的中軸比較小，不建議調(diào)出太大動力。

Pure Turbos PURE600

定制進(jìn)氣葉輪，定制排氣葉輪，建議動力550匹。

RB Super RB Stealths

TD04，19T進(jìn)氣葉輪，TD04L的9片排氣葉輪，建議動力575-625匹。

以下是一些700匹備選方案的基本情況

在700匹的動力下，原廠引擎本體幾乎是必炸的，車軸也是必斷的。

在這樣的動力改裝前，除了燃料和必要的適應(yīng)性改裝外，還需要確認(rèn)技師和你都有足夠的知識和經(jīng)驗。引擎在這種不太穩(wěn)定的狀態(tài)下可能會經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，你自己要能及時發(fā)現(xiàn)，臨時處理。

為了降低些風(fēng)險，延展紅線轉(zhuǎn)速比提升扭矩更合適。于是，使用一個大渦輪也就可能會比使用兩個小渦輪更合適些。如果一定想要在中低轉(zhuǎn)速時獲得動力，這些雙渦輪方案可以參考一下。

MMP 1000

TD04，46mm進(jìn)氣葉輪，46mm排氣葉輪，建議動力700-800匹。

Vargas Turbo Tech (VTT) “GC 2.0”

TD04，高度定制化，建議動力700-850匹。目前有記錄的最快方案，3000轉(zhuǎn)左右可以達(dá)到600Nm，60mph-130mph加速5.41″。

RB Super RB EVO 19T

TD04，19T進(jìn)氣葉輪，TD04L的9片排氣葉輪，建議動力650-700匹。

Pure Stage 2 Hi-Flow Turbos

TD04，建議動力650-700匹。

下期預(yù)告：幾輛900匹N54改裝案例

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