2.1 发动机构造
2.1.1 宝马i8 B38三缸顶级发动机
宝马i8采用了全新开发的驱动装置。这种创新型驱动方案在车上组合使用了两种高效的驱动装置。由一个高效的三缸汽油发动机配合一个6挡自动变速箱进行后桥驱动；由一个电机配合一个2挡手动变速箱进行前桥驱动。两个驱动装置的巧妙配合使得i8同时兼具了跑车的动力性能和紧凑型轿车的效率。图2-1-1所示为宝马i8搭载三缸顶级发动机和6速自动变速器的后桥剖视图。
图2-1-1 宝马i8后桥剖视图
这台三缸发动机是宝马新研发的涡轮增压缸内直喷双可变正时顶级发动机，排量达到1.5L。具体参数如表2-1-1所示，宝马发动机基本型号解析如表2-1-2所示。
表2-1-1 宝马i8三缸发动机参数
表2-1-2 宝马发动机基本型号解析
B38K15T0发动机外观如图2-1-2所示。此发动机是在之前的B38发动机的基础上改进而来。主要变化如下。
图2-1-2 B38K15T0发动机外观
（1）发动机机械结构
①针对机械冷却液泵的端面安装位置对曲轴箱进行了相应调整。这样做与安装空间有关，因为高电压启动发电机和进气装置需要更多空间。
②主轴承和连杆轴承的直径增大至50mm。
③采用重力铸造方式制造气缸盖。这样可确保气缸盖密度更高，从而更加稳固。
④排气门的气门杆直径增大至6mm。这样可防止气门重叠时因增压压力较高产生的气门振动。
（2）机油供给系统
①由于通过电动真空泵执行集成式机械真空泵的功能，因此机油泵减轻了1kg。
②在油底壳前侧连接稳定杆连杆。
（3）皮带传动机构
①采用全新开发的皮带传动机构。通过一个高电压启动发电机来启动内燃机，如图2-1-3所示。取消了小齿轮起动机，即不再使用传统起动机。
图2-1-3 高电压启动发电机位置
②由于皮带传动机构内的作用力较大，因此加强了机械冷却液泵壳体内的驱动轴轴承。
③取消了皮带传动机构内的制冷剂压缩机。在此用电机上的一个电动制冷剂压缩机来替代。
④采用全新开发的皮带张紧器。
⑤多楔带由六肋增至八肋。
⑥经过调整的减振器带有分离式皮带轮。
（4）进气和排气系统
①双管式未过滤空气进气装置可由一个执行机构根据情况进行接通。
②首次采用了水冷式节气门。
③通过一个集成在进气装置内的间接增压空气冷却器冷却增压空气。
④废气涡轮增压器的涡轮壳体集成在钢制歧管内。
⑤通过改变涡轮几何结构达到最高1.5bar（1bar=0.1MPa）增压压力并通过一个电动废气旁通阀进行控制。
⑥通过轴承座冷却废气涡轮增压器。
B38K15T0发动机缸体组件如图2-1-4所示，平衡轴组件示图如图2-1-5所示，曲柄连杆机构如图2-1-6所示，配气机构如图2-1-7所示，冷却系统如图2-1-8所示，涡轮增压进气系统如图2-1-9所示，燃油供给系统如图2-1-10所示。
图2-1-4 B38K15T0发动机缸体组件
图2-1-5 B38K15T0发动机平衡轴组件
图2-1-6 B38K15T0发动机曲柄连杆机构
图2-1-7 B38K15T0发动机配气机构
图2-1-8 B38K15T0发动机冷却系统
图2-1-9 B38K15T0发动机涡轮增压进气系统
图2-1-10 B38K15T0发动机燃油供给系统
2.1.2 宝马新款B58直列六缸（L6）发动机
宝马新一代直列六缸发动机的代号为B58（以下简称B58），在2013年之后由原先的“N”字头改成了“B”字头，“5”和“8”分别代表了直列六缸和汽油机的含义，并开创了宝马发动机模块化开发的理念。新的B58发动机于2015年首先在进口宝马3系340i和340ixDrive上使用。
宝马B58发动机有两大质的飞跃：一是，采用了封闭式水道缸体，跟开放式水道的N54/55相比是天壤之别；二是，涡轮增压的中冷改用水冷方式，而N54/55采用的是风冷。B58发动机还缩小了缸径，增长了活塞行程。宝马B58发动机外观如图2-1-11所示。
图2-1-11 B58发动机外观及发动机型号释义
直列六缸发动机的优点如下。
（1）超强的平顺性
直列六缸发动机的点火顺序为1-5-3-6-2-4或者1-4-2-6-3-5，这样设置的目的是为了中间对称的两个气缸的运动步调是一致的，这就抑制了直列发动机的“翘板式”振动。另外，由于六个气缸两两一组，三组气缸的配气相位正好相差120°，从而在曲轴旋转的任意时刻，活塞的往复惯性力在各个方向上一直是处于相互抵消的状态，因此，直列六缸发动机不需要加装平衡轴。
（2）有利于发动机和变速器的纵向布置
对于以纵置发动机为主的宝马车型来说，较长的发动机带来的并不只是占用车内空间方面的负面影响，纵向布置的直列六缸发动机伸向前轴之后的部分更多，这在一定程度上也优化前、后轴的配重，提升整车的操控稳定性。
（3）减少一个气缸盖
相比V6发动机，由于直列六缸发动机的六个气缸站成了一排，所以只需要一个气缸盖。对于采用双顶置式凸轮轴（DOHC）的发动机就意味着省去了两根凸轮轴。这一方面缩减了零部件的数量，减轻了重量，也简化了发动机结构；另一方面也减少了因多一套配气机构而带来的功率损失。
B58发动机封闭式气缸体组件如图2-1-12所示，曲柄连杆机构如图2-1-13所示，冷却系统如图2-1-14所示，增压进气系统及涡轮增压器如图2-1-15所示。
图2-1-12 B58发动机封闭式气缸体组件
图2-1-13 B58发动机曲柄连杆机构
图2-1-14 B58发动机冷却系统
图2-1-15 B58发动机增压进气系统及涡轮增压器
B58发动机封闭式气缸体，更适合高负荷和高压工作，发动机整体功率得以提升，采用专用热管理模块达到更好的散热效果。同时B58发动机不只是气缸尺寸发生了变化，在气缸壁的处理工艺上也做出了改进。目前大多数厂家都是采用等离子热喷涂技术，在气缸壁上喷涂合金碳化物或者其他复合材料来提高气缸壁的耐磨性和热传导性。B58采用了电弧喷涂方式，相比之下它的工艺难度更高，但效果更好，能够使气缸壁拥有良好的耐磨性，并且一定程度能减少摩擦带来的功率损失。
2.1.3 V型6缸、V型8缸发动机构造图
V型6缸（V6）发动机构造如图2-1-16所示；V型8缸（V8）发动机构造如图2-1-17所示。
图2-1-16 V6发动机构造
图2-1-17 V8发动机构造
2.1.4 水平对置发动机
水平对置发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动，使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳。发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，使发动机转速得到很大提升，减少噪声。
（1）保时捷911水平对置发动机
保时捷911水平对置发动机剖视图如图2-1-18所示；保时捷911水平对置发动机机体组如图2-1-19所示；保时捷911水平对置发动机曲柄连杆机构如图2-1-20所示；保时捷911水平对置发动机正时驱动机构如图2-1-21所示；保时捷911水平对置发动机润滑系统如图2-1-22所示。
图2-1-18 保时捷911水平对置发动机剖视图
图2-1-19 保时捷911水平对置发动机机体组
图2-1-20 保时捷911水平对置发动机曲柄连杆机构
图2-1-21
图2-1-21 保时捷911水平对置发动机正时驱动机构
图2-1-22 保时捷911水平对置发动机润滑系统
（2）斯巴鲁水平对置发动机
斯巴鲁水平对置发动机如图2-1-23所示。
图2-1-23 斯巴鲁水平对置发动机剖视图
2.1.5 转子发动机
转子发动机又称为活塞旋转式发动机。普通气缸发动机，活塞在气缸内做往复式运动；而转子发动机活塞在气缸内做旋转往复运动。
当活塞在气缸内做行星运动时，工作室的容积随着活塞转动而周期性变化，从而完成进气-压缩-做攻-排气这四个行程，活塞每转动一次，完成一个循环，如此往复。
转子发动机的优点是构造简单、体积小、功率大、高速运转时平稳，因此在很多年以前，一度被称为黑科技，很多汽车厂都竞相研发转子发动机。但转子发动机热效率低、油耗高、密封性难保证、自带烧机油属性和排放问题，极大地限制了转子发动机的实用性，大部分厂家逐渐停止了转子发动机的研发。目前也只有马自达RX-8上还在采用。
转子发动机剖视图如图2-1-24所示，转子发动机工作原理如图2-1-25所示。
图2-1-24 转子发动机剖视图
图2-1-25 转子发动机工作原理
转子发动机同样也要完成进气、压缩、做功和排气这四项作业，但是每项作业是在各自的壳体中完成的。这就好像每项作业有一个专用气缸，活塞连续地从一个气缸移至下一个气缸。
与活塞式发动机一样，转子发动机也是利用空气、燃油混合气燃烧产生的压力。在活塞式发动机中，该压力保存在气缸中，驱使活塞运动。连杆和曲轴将活塞的来回运动转换为为汽车提供动力的旋转运动。在转子发动机中，燃烧产生的压力保存在壳体和三角形转子（在该发动机中用来代替活塞）构成的密封室中。