宝马汽车引擎的第一次尝试:M68引擎及其孪生的BMW 3/20PS
国际汽车性能改装联盟
2021-08-12 18:20
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BMW在飞机引擎研发方面确实起步很早,无论是1913年成立的Rapp Motorenwerke GmbH时代或者Otto创办的Bayerischen Flugzeugwerken飞机发动机公司时代均一直以航空发动机为主要产品,例如宝马的第一款飞机发动机BMW IIIa型及1924年变换门庭后的首款BMW VI型等,而在民用产品部分,最早投产的是摩托车及其使用的M2B33水平对置双缸引擎。也就是说,宝马在汽车发动机技术方面,到了1928年收购Dixi期间的几年都是没有任何想法的。这里请不要以为会造飞机发动机的就一定会造汽车发动机,这只是很多被宣传误导的臆想而已。


图:这就是宝马飞机发动机的第一款、也是成名作:BMW IIIa型,注意图片左边有个带着海军臂章的人偶,是的,宝马当时是靠着奥匈帝国海军的关系、并由Daimler购买了生产许可证后,才能进入军队服役的。


图:1923年宝马第一台摩托车的发动机名叫M2B33,也正是因为摩托车的成功而激发了BMW进军民用汽车领域的思考。


当时的飞机发动机,以BMW VI这款V12飞机引擎为例,在天空中使用的话,不需要花太多的心思去考虑缸体的水道油道布置,而且尽量要求简单和高可靠性即可,尤其是可靠性方面更是最为看重的,再者就是通过巨大的排气量以保证空气稀薄时仍能为发动机的足够的功率,加上缸径和冲程比都比较小有利于输出巨大的扭力,所以转速也不太高,也就是一千六七百转就可以达到最大马力,一般要求在海平面高度时有个六七百匹马力,高空时也能有充足的动力驱动飞机。


可以看得出来,宝马所拥有的各项飞机发动机的设定经验几乎都用不到汽车引擎上,甚至连加工工艺等等,都是两个世界的产物。所以,如果理性的分析,我们不能用今天宝马汽车集团的已有成就去盲目推断当时宝马为什么要进入汽车领域,或者说,在1928年正是德国国内政治环境最动荡、经济环境已经差到极点之际,此时投身民用车领域,不得不说,除了受到R32成功开拓民用市场的鼓舞外,更多的应该是带有浓烈的“吸取老公司在一战后的教训”而有此思考的。


图:将两台直列六缸合并在一起呈60度夹角后,这台就是新宝马时代第一款复产的、也是宝马第一款V12布局的发动机:BMW VI型。


图:1929年时的Eisenach工厂,当时还在生产Dixi 3/15 DA-1。


收购Dixi汽车的艾森纳赫工厂(Eisenach)后,宝马获得了Dixi 3/15 DA-1的全部技术和图纸,它的技术来自英国的Austin,而宝马当然也在这个过程中继续获得柯士甸公司的产品授权,毕竟没有任何汽车生产经验的宝马更需要相关的技术启蒙。而宝马对于汽车发动机的启蒙,就是Dixi 3/15 DA-1上的这台Austin 7的749cc直列四缸引擎。这台引擎缸径为56mm、冲程为76mm,单缸排气量为187.25cc,压缩比5.6,使用一颗Zenith 22K化油器负责供油,配气机构则为今天已经销声匿迹的侧阀式(Side Valve),每个气缸两个气门,最大马力15匹/3000转,能把440公斤的车重推到75 kph的极速。以当时德国的汽车税法,15匹马力需要缴纳3匹的马力税,所以其车名被冠以3/15 ps。


图:要分辨Dixi时代或者BMW时代的3/15并不困难,看水箱上的立标和徽章都是飞马和Dixi即可。至于DA的意思是德国使用的左驾版本(Deutsche Ausführung),因为最早的Dixi 3/15为右驾版本,而宝马接手后所生产的则是左驾版本,所以叫Dixi 3/15 DA。



图:所谓的侧阀式配气机构,或者说侧阀式引擎,其实就是将凸轮轴布置于中缸内,气门则位于中缸顶部。这种布局最早出现于19世纪90年代末,因为结构较为简单,所以成为当时普通民用汽车最常见的一个配气机构形式,后来陆续被OHV和OHC取代。


Dixi 3/15 DA的技术在被BMW入住后不断吸收并改进,而在这个过程中,3/15延伸出了DA-1、DA-2、DA-3、DA-4,尤其在DA-3 Wartburg时,宝马将发动机的压缩比5.6提升至7,最大马力提升至18匹/3500转,而它也成为BMW的第一辆高性能版本车型,如果放在今天看,就是普通3系和M3的区别了,但1930年后的经济大萧条,此车紧生产过150辆。至于最后的DA-4,宝马开始加入对前悬挂进行修改,让它成为BMW的第一款前独立悬挂的汽车。直至1932年3月,宝马决定放弃Austin的许可证,转而全新设计的3/20PS。


图:宝马在1928年10月完成收购Eisenach工厂,1929年推出接手Dixi后的第一个版本称为BMW 3/15 DA-1,油耗为5.5升/100公里,拥有相当平易近人的经济性了。(DA-1共生产了1727辆)


图:DA-2在1929年4月推出,宝马在DA-1基础上增加了前轮的制动系统,让四个轮子都有制动力。DA-2共生产了1374辆。


图:1930年推出的3/15 Wartburg跑车,这也是宝马第一款运动车,最大马力18匹。


图:1931年2月推出的DA-4,它用于取代DA-2,它是宝马第一款前轮独立悬挂设计的车型,共生产了2575辆。


图:这台便是Austin 7的四缸引擎,而它也是宝马第一台自主发动机M68的技术来源,而这台引擎还被法国的Rosengart和日本的Datsun授权生产过。


1932年4月1日,第一款完全由宝马设计和制造的汽车3/20 PS AM1正式发布,AM的意思是Ausführung München。但当时宝马的业务重心是在飞机发动机和摩托车生产上,所以时任宝马总经理的Franz Josef Popp波普便找到了Daimler-Benz为BMW生产车身及车架,而这些产品则放在了Daimler的辛德芬根工厂生产,而且当时Daimler正好也没有这个级别的车型,所以还帮着BMW在自家的销售店里出售该车,这个现象在今天的4S店里难以想象吧,BMW由Mercedes生产、Mercedes的店里有BMW卖,还提供保修?想象一下都觉得有趣,但这么友好的合作在宝马的发展史上不止出现了一次。




因为Austin的许可证将于1932 年3月1 日到期,这就是为什么宝马将尽快用从头开始设计和制造的新车型替换3/15车型,以便在价格表中的新车型达到既定的最后期限。该项目始于1931 年,工程师们很快便根据3/15客户们提出的问题对新型号进行修改,最重要的是在质量上进行了改进,以获得更高的操控性体验及更高的乘坐舒适性。但新底盘、提高舒适性等等的需求都要以增加车身重量为代价的,而旧的Austin引擎显然提供不了这样的可升级空间,因为他们在DA-3时已几乎将当时能力范围内的方法都用尽了,但动力提升依然有限,新引擎的研发成了这个新项目的重中之重。


图:在Eisenach博物馆里陈列的3/20 AM4的驾驶舱,虽然车壳大部分均为木制,但制作工艺已经好太多了。


接到这项引擎引擎改进任务的工程师是Max Friz(马克斯.弗里),他曾在Daimler工作,但他对当时Daimler首席工程师Paul Daimler(保罗.戴姆勒)对其顶置凸轮轴设计的打压甚为不满,于是他便找到了过去在Daimler一起工作的前同事Karl Rapp,也就是是“老宝马公司”的创始人,在跳槽到“老BMW”后便迅速为公司研发出了名震天空的BMW IIIa型飞机引擎,而过档至“新BMW”后,又为宝马研发出了第一台民用发动机,也就是R32摩托车的水平对置双缸引擎,1925年4月,他被任命为首席工程师和首席建造师。作为一名专精于内燃机引擎研发的首席工程师,研发新引擎几乎就是舍他其谁的事了。


图:3/20的轴距比3/15长了245mm,空重达到了650公斤,比3/15要重得多,虽然发动机的最大马力增加了5匹,但依然略显不足。


图:他就是宝马所有发动机技术的奠基人Max Friz(马克斯.弗里):BMW第一台飞机发动机、第一台摩托车发动机、第一台汽车发动机、及后来的第一款自主知识产权的汽车发动机都出自他手。


应该说,新引擎基本上依然还是保留了Austin引擎的缸体设计,但加入了相当部分被应用于航空发动机的技术思路,例如将侧阀式配气机构改为顶置气门(OHV)的设计就是来自他们家的飞机发动机,中缸上没有了气门驱动系统,可以有足够的空间加长活塞行程,从76mm增加到80mm,排气量增加至782mm,气缸孔距等均保持不变,飞机发动机的缸径冲程比为0.84,而这台汽车发动机的比值高达0.7,由此可见,从增大扭力入手,再获得部分的最大马力思路是最为捷径的做法。压缩比保持在5.6,最大马力20匹/3500转。除此以外,另一个较大的变化则是开始为引擎布置了水泵及冷却水道,原来的Austin引擎使用的是热虹吸管式循环系统,没有外力帮助下,冷却效能低且可靠性差,加入了水泵后,实现了强制循环后,长时间工作的稳定性得到了保证。而这台引擎虽然还是脱胎于Austin的设计思路,但它的修改对于宝马而言是革命性的,它被命名为M68,也是宝马第一款量产汽车发动机。



3/20 PS短暂的“职业生涯”中,共分为三个不同的阶段:第一阶段叫AM1,该系列从1932年3 月 19日推出生产到 1932 年 12 月,当时的售价为2825马克,但随着产能的上升和成本的下降,1933年2月已经降到了2650马克。1932年11月,第二阶段的AM2上市,生产至1933年5月;第三阶段是换上了四前速手动变速箱的AM4在1933年2月上市,生产至1934年3月停产。因为当时买车会有两个报价,一个是单买底盘的价格、一个是配上上装的价格,所以在7215辆中有168个是单买走底盘的,而这168台最后被他们的客户换上了什么妆容,这个在宝马的历史里并没有记载,大家发挥想象力吧。


图:销量最大的轿车版本Limousinen,一共卖了5055辆。


图:开蓬四座版Rolldach-Limousinen次之,卖了800辆。


图:厢式货车版本Lieferwagen,产量仅为53辆,非常稀有,当然了,宝马博物馆里那台就是这个版本。


图:双座位开篷版名叫offene Zweisitzer,共生产了405辆。


引擎和新型号的主要竞争对手是菲亚特的508、福特科隆和使用V4引擎的DKW V800等,虽然在最终的产销量方面没法与它们、尤其跟菲亚特508没法竞争,但作为刚入行三年的车厂而言,BMW 3/20在德国国内开始受到了关注的,尤其是在1933年4月希特勒取消了马力税之后,它的关注度很快被全新的、使用M78直六引擎及首次挂上双肾水箱罩的BMW 303取代,但其依然获得了7215辆的总销量着实为宝马的后续车型发展提供了借鉴和定位标的。


来源:巴伐利亚誌