
由於極受歡迎,因此E36 M3也推出了多種車體型式。
1992開始登場的前期型M3,裝置了S50B30引擎,這具動力系統是由M50直列六缸進化而來,除了將原本的缸徑x衝程由84x75mm(2.5升型式)擴增到86x85.8mm,達到2990cc的排氣量,也承襲了前代車型的雙凸輪軸以及多喉直噴設計,以提升輸出表現。
然而隨著科技的進步,這類傳統硬派架構,已經不足以構成絕對強勢的武力,因此專注性能的「M」部門,也特別為其導入了革命性的「VANOS」(德文 VAriable NOckenwellenSteuerung)汽門正時可變系統,確保其領導地位。
每公升排氣量輸出突破100ps的S50系列,是BMW相當經典的動力系統。
所謂汽門正時,指的就是汽門開啟的時間,其作動的關鍵點,仍是每個引擎運作循環交接的「排氣」與「進氣」之間。
雖然就文字敘述與概念,這兩個動作似乎相當簡單,然而實際狀況並非如此。由於排氣動作並非排氣門一打開,就在瞬間完成,而是需要時間讓廢氣「擠出門」,因此在實際運作上,排氣門開啟時間會需要向後延遲,以完成廢氣清理;相對的,進氣的動作也不是煞時搞定,因此進氣門也需要提早開啟,讓油氣提早進入填充氣缸。
這兩個相連的動作,由於排氣門的開啟時間需要向後延遲,而進氣門的開啟時間需要向前提早,因此不可避免的會造成時間上的重疊,也就是排氣門還沒關,進氣門卻已經開啟的狀態。
打開引擎蓋之後沒看到這六根進氣管道,很多人會立刻把再把它蓋起來。
在不同的轉速領域,這個重疊時間各自會有不同的特性,而VANOS則能夠針對需求,去調整這個部份。
從日常生活動作聯想,引擎在低轉速,處於正要「提」的狀態,因此動作雖然不快,但蓄積的力量卻必需要相當紮實;在這時候,VANOS會較晚開啟進氣門,避開排氣門向後延伸的時間,以減少油氣在進入氣缸後,又直接從排氣門竄出的機會。如此一來,絕大部分進入到氣缸的油氣,都會乖乖的在燃燒室裡面被壓縮,然後點火爆炸,活塞運作的單次出力,也會因為燃料的密度與品質的提高,而達到「重擊」的效果。
特殊材質的拋光排氣系統,確保最高效能。
為了因應嚴苛的工作環境與複雜的機械運作,本車也使用了專屬的電腦監理系統。
隨著轉速提高,引擎狀態逐漸轉成「衝」的狀態,需要大量的空氣以供給運轉需求;在這時候,VANOS則會提早開啟進氣門,讓新鮮油氣在進入氣缸的同時,同時將廢氣「推擠」出排氣門。
當然在這個時候,新鮮油氣趁著進、排氣兩個氣門,同時開啟時逃逸的狀況仍在;然而由於隨著轉速增加,進排氣門的開啟時間,都已經以倍數方式減少,因此就算油氣衝得再快,也不容易奔馳的排氣門口。
輕量強化氣門,也是性能車款的必備武器。
這個概念相當簡單,假設轉速在1000轉的時候,進排氣門各開啟兩秒,其中的重疊時間有一秒,油氣就可以利用這一秒的時間,從入境口跑到出境口登機逃跑;然而當轉速提升到5000轉的時候,由於氣門是跟著曲軸走,因此動作也快了五倍,這時候重疊時間只剩下0.2秒,油氣就算看得到天堂門就在前方,但也難逃被壓扁然後點火燃燒爆炸的命運。
這個斜紋螺套的「深入淺出」,將影響齒輪盤與凸輪軸的相對位置。
焦點回到VANOS,BMW則為它在高轉的時候,再度設定了延遲開啟的進氣門,以尋回填充效率的理念,提高單次爆炸的「質」,配合累積了轉數的「量」,成功將最高速表現往上「頂」。
這個做法與其他強調氣門技術的V型高性能引擎,多利用加大氣門開啟時間的上攻方式不同,不過由於S50B30的已經有直噴系統的加持,只要能把握每次確實的引擎填充效率,不但輸出表現水準極高,性能與油耗的間報酬比例也相當好。
以斜紋螺套為基準,前方來自引擎、鏈條與齒輪盤的相對位置為固定不變,在經過轉換後則變成橘色的可變。
前期E36 M3就在相關技術的全力奧援下,有高達286ps/7000rpm、320Nm/3600rpm的輸出。
隨後在1995年(1996年式)時,則有著名的M3 321登場,本車使用的S50B32將排氣量提升到3201cc(86.4x91.0mm),並追加了更進化的Dual-VANOS系統,除了原有的進氣端外,在排氣部份也追加了氣門正時可變系統,並將輸出拔擢到321ps/7400rpm、350Nm/3250rpm,對照其當時321萬元的售價,「一馬一萬」的稱號相當響亮。
前期的VANOS使用兩個獨立的鏈條系統,先由曲軸鏈條將動力帶到第一齒輪盤(排氣端側靠引擎本體),在經由同軸系統把動力帶給第二鏈條(靠車頭),進行凸輪軸正時調整。
在機械架構上,一般的凸輪軸都是固定在齒輪盤上,因此當曲軸帶動鏈條,並轉動齒輪盤的時候,凸輪軸只能跟著轉。
然而在VANOS系統中,齒輪盤與凸輪軸並不是鎖死的,而是以類似「套上去」的方式組合,在兩者之前還有一個斜紋螺套做為囓合轉換;當這個螺套被推進或拉出的時候,上面的斜紋就會轉動改變齒輪盤與凸輪軸的相對位置,達到改變汽門正時的效果,而相關的機制則是由行車電腦與油壓系統所監理控制。
與M3搭配的SMG系統,也是市面上第一套量產的高效能自手排設計。
針對美國嚴苛的排氣規範,E36也衍生出了美規M3,不過本車的引擎(S50B30US/S50B32US)並沒有六喉直噴系統,加上氣門架構、電腦監理系統都與歐規不同,因此輸出僅有243ps,雖然也有一定水準,但與正統M3的的實力,仍有不小的距離。
http://www.channel-auto.com/ai_17_5433.html