BMW M50

BMW M50 是汽车制造商 BMW 生产的直列六缸汽油发动机，于 1989 年底推出，作为 BMW M20 发动机系列的继任者和 BMW M30 发动机系列的继承者。 它首先用于“五”（车型系列 E34），然后用于“三”（车型系列 E36）。 它在全球范围内用于 BMW E36 和 BMW E34，排量为 2.0 或 2.5 升（150 或 192 马力）。

BMW M50 经过十二年的建设，新一代发动机取代了 BMW M20。 与 M20 相比的设计创新是四气门技术、控制链和液压挺杆，这使得气门间隙的定期检查/调整变得多余。

系列生产于 1990 年 2 月在斯太尔的 BMW 发动机工厂开始。 新一代发动机的新闻发布会于 1990 年 2 月底在兰茨胡特的 BMW 工厂举行。从 1990 年 5 月起，BMW 520i 和 BMW 525i 车型配备了 M50 发动机。 这些发动机在 1995 年之前一直用于 BMW E36，在 1996 年年中之前用于五系旅行车 BMW E34。 BMW M50 共生产了 943,795 辆。

基于M50的设计原理，BMW M-GmbH开发了排量为3升和3.2升的S50运动型发动机系列。 这些引擎来自用于 BMW E36 M3 和 BMW Z3 M。

BMW M50 的开发目标是

• 使用 RON 95 的设计燃料挑战扭矩和功率值，
• 高质量和使用寿命，增加维护和服务友好性，
• 保持和培养众所周知的良好运行性能和发动机声学效果
• 与高发动机效率有关。

在 1989 年 9 月推出 1.8 升四缸四气门发动机 (BMW M42) 之后，2.0 和 2.5 升六缸四气门发动机应该具有相同的气缸盖概念，包括两个凸轮轴、带有集成液压系统的挺杆控制气门间隙补偿和静态点火电压分配，点火线圈集成在气缸盖中。

与前身 BMW M20 一样，选择了比 BMW M30（100 mm）更小的 91 mm 气缸间距，这意味着 BMW M50 的曲轴箱具有与前身部件相同的外部尺寸。 因此，气缸曲轴箱和整个发动机的主要尺寸都比较紧凑，使得该发动机可以安装在当时所有的宝马车系中。

曲轴箱由珠光体灰铸铁制成，在强度、阻尼性能和腐蚀方面具有优势。 2.0L 发动机的缸径为 80mm，带有独立缸套，2.5L 发动机的缸径为 84mm，带有铸造缸套。 通过将油底壳法兰向下拉到曲轴中心以下 60 毫米处，发动机下部得到了特别加固。 通过轻型铸造，曲轴箱重量可达到 48 公斤。

根据 DIN 70 020-A 标准，两种排量车型的发动机重量仅为 194 公斤 - 尽管与采用四气门技术、罐式飞轮和辅助装置的多楔带驱动的 BMW M20 相比设计更为复杂。 通过使用 FEM 和 CAD 的建设性轻量化结构，可以实现仅比之前型号增加 12 公斤的重量。

油底壳是一体式的，由采用压铸技术加工的铝合金制成。 通过将外壳集成到油底壳中，变速箱罩的下半部分额外用螺栓固定在发动机变速箱单元上，以提高整体刚度。 油底壳内装有一个双中心油泵，由曲轴通过单排链条驱动的调节齿轮泵。 润滑系统包含 5.8 升油，系统中的油压调节为 4 巴。

66 毫米（2.0 升）和 75 毫米（2.5 升）冲程曲轴由球墨铸铁制成。 主轴承直径为60毫米，连杆轴承直径为45毫米。 在两个曲轴上，这些尺寸导致主轴承轴颈和连杆轴承轴颈之间的重叠非常大，因此曲轴刚度很高。

C45 锻造连杆的长度均为 135 毫米，可以使用现有的生产设施。 通过将连杆柄收腰，可以减轻重量，同时增加操作强度。

带有 9 毫米顶面的轻型活塞的销直径为 22 毫米。 活塞的不同设计部分是由于压缩比不同：2.0 升发动机 (ε=10.5) 的活塞是扁平的，没有碗，而 2.5 升发动机 (ε=10.0) 的中央球腔的深度约 4 毫米。 活塞上有​​四个气门腔，进气门和排气门各两个。 冷却活塞顶的克重是通过喷油器进行的。 它们位于曲轴轴承座区域的曲轴箱中。

活塞环数据：

• 上压缩环：矩形环，镀铬，1.5mm 高
• 下压缩环：鼻尖环，1.75 毫米高
• 刮油环：所谓的带软管弹簧的开槽油环，3 毫米高

在 BMW M50 中，四气门技术首次用于六缸大型系列。 为 BMW M50 开发了一种全新的双顶置凸轮轴横流气缸盖，每缸 4 个气门。

这些气门由两个带斗式挺杆的凸轮轴驱动，带有液压气门间隙补偿 (HVA)。 两个由冷硬铸铁制成的顶置空心铸造凸轮轴有七个轴承，确保了每两个凸轮之间的高刚性。 安装凸轮轴时，保证可以接触到气缸盖螺栓。凸轮轴由两个单滚子链条驱动：

• 主驱动（主链）：

从曲轴到排气凸轮轴，在拉动的链条中有导轨； 液压阻尼夹紧导轨。

• PTO（二级链）：

从排气到进气凸轮轴； 导轨和液压阻尼张紧器。

与 BMW M20 相比，使用 4 气门技术可以减小气门尺寸，气门盘容纳在气缸的孔尺寸中。 较小的阀门可确保更好的散热和耐用性，并减少移动质量，进而降低阀门弹簧的关闭力。 较低的气门质量可实现精确的气门控制 - 即使在高发动机转速下也是如此。

Mg 压铸​​气缸盖罩通过大体积橡胶密封件和紧固螺钉上的橡胶元件与气缸盖隔音。 使用接地带进行电气连接。 单个点火线圈通过塑料盖进行防尘和防溅水保护。 链条传动端盖采用压铸铝； 对于发动机通风，它确保曲轴箱和气缸盖中的油室之间的压力平衡。

由于入口和出口开口的整体横截面较大，因此四气门技术可为进气空气-燃料混合物和燃烧气体提供特别有利的流动条件。 通过优化进气侧和排气侧整个换气道的长度和横截面，实现了高度填充——这是在较宽速度范围内实现高性能和扭矩值的必要先决条件。

非常小的气门角度（进气侧为 20° 15'，排气侧为 19° 15'）可实现平坦的燃烧室，燃烧体积集中在位于中央的火花塞周围 – 在气门之间对称布置。 由于短燃烧路径和低壁热损失带来的有利燃烧条件，具有小表面体积比的紧凑型燃烧室可实现良好的热效率和平衡的排放。

均匀长的火焰路径使混合物燃烧得更快，爆震风险更小。 4 气门发动机的低爆震倾向允许提高压缩比。 由此产生的好处是

• 提高热效率
• 增加扭矩并改善扭矩曲线
• 减少燃料消耗率和
• 优化排放。

综上所述，4气门技术的主要优点是：

• 更少的气体交换工作，
• 理想的火花塞位置和
• 每个阀门的移动质量更小。

塑料进气系统设计有相同长度的短管，考虑到燃烧室，因此在 4000 至 6000 rpm 的发动机转速范围内产生高动力。 进气歧管中的流线型入口和光滑的表面减少了损失。 对于混合物的形成和气体交换，事实证明，仅在进入气缸前不久分离进气口是有利的，进气口设计得如此之大，即使在xxx阀门开度时也没有进气口瓶颈。 一体式进气系统采用失芯工艺（由宝马、巴斯夫和曼胡默尔联合开发组件）制成注塑成型塑料部件，该工艺首次用于大规​​模生产。 由玻璃纤维增​​强的热稳定聚酰胺制成的进气系统具有必要的机械强度、刚度和耐热性，即使在 130 °C 以上。