Про мотор B38 (и сравнение с предшественником N13)

Интересная информация по мотору BMW B38 в одном посте

Современные двигатели BMW построены по модульному принципу (B38, B48, B58 это 3, 4 и 6-цилиндровые бензиновые двигатели, у дизелей аналогично B37, B47 и B57).

B38 получил множество наград в престижном мировом конкурсе International Engine of the Year Award:
— 4 года подряд становился лучшим двигателем года в своем классе (с 2015-й по 2018-й включительно)
— победил в главной номинации International Engine of the Year и в номинации Best New Engine в 2015-м году

Ниже информация с f20.1addicts.com/forums/showthread.php?t=1420185

"Заявленная мощность — 136 л.с., судя по тестам на динамометрических стендах это 136 колесных сил, а на маховике 150 лс при 4400 об/мин

(The N13 had 139 hp on the rear hubs, and the B38 had 136 hp on the rear wheels. The dynos are different, the difference being that rolling resistance is included for the B38. Unlike the N13 dyno run, an estimate of the flywheel power was also indicated, at 150 hp @ 4400 RPM)

По другим данным на маховике около 145.

Чип — 170-180 лс — легко, есть экземпляры, проехавшие на нормальных чипах по 100+к км

Основные характеристики:
Точный объем 1.499 л
Крутящий момент 220 Н·м
Диаметр цилиндра 82 мм, ход поршня 94.6 мм
Степень сжатия 11

B38 — крайне высокотехнологичный двигатель. Мотор оснащен системой непосредственного впрыска, что повышает топливную эффективность двигателя, и позволяет использовать высокую степень сжатия благодаря охлаждению камеры сгорания фазовым переходом впрыскиваемого бензина.
На обоих валах установлены фазовращатели. Имеется система изменения подъема клапанов Valvetronic (подробнее можно прочитать по ссылке www.drive2.ru/c/1678103/), демпфер и балансировочный вал, устраняющий вибрацию (единственный вид вибрации, которой конструктивно подвержен двигатель — осевая).

Турбина single-scroll водяного охлаждения производства Continental имеет первые примененный в индустрии алюминиевый корпус.
Версии для автоматической трансмиссии оснащены многоступенчатым демпфером (multi-stage damper), который призван уменьшать осевые вибрации на низких оборотах (они возникают в силу того, что между рабочими тактами 240°).
Однорядная цепь газораспределительного механизма расположена в задней части двигателя, что затрудняет ее замену на машинах с продольной компоновкой (BMW F20, F30)."

Отдельно надо сказать про надпись TwinPower Turbo на крышке двигателя и путаницу с twin-scroll.
Технология BMW TwinPower Turbo представляет собой сочетание специализированной технологии наддува с высокоточной системой впрыска BMW и системой Valvetronic.
Понятие TwinPower не имеет отношения к понятию twin-scroll. На B38 установлена обычная single-scroll турбина.

Что касается мифа об отжатости мотора
Миф. Мотор не нагружен и впечатляюще ресурсен, особенно в сравнении с предшественниками.

Если говорить о степени форсировки (и нагруженности), то, например, у старшего четырехцилиндрового, тоже беспроблемного двигателя B48 есть версии на 184 и примерно 250 сил.
С каждого цилиндра снято соответственно по 46 и 62 лс.

Если банально умножить эти числа на три точно таких же цилиндра B38, то получится 138 и 186 сил. Иными словами, литровая мощность B38 и версии B48 на 184 лс равна.

Простыми словами о надежности двигателя рассказал Стас Асафьев

Текст ниже, отсюда и до формулы расчета мощности — перевод текста с Autoblog и f20.1addicts.com/forums/showthread.php?t=789117

Сравнение с N13

"На прототипе 1 серии F20 производитель заявил для B38 мощность 175hp @ 5000 rpm и 200 lb-ft torque @ 1500 rpm (271.2 Н·м), официально заявленное время разгона до 100 км/ч 7 секунд. Первая вещь, которая стала очевидна — что инженеры BMW серьезно поработали над звучанием трехцилиндрового мотора, который бы пришелся по вкусу фанатам BMW, в отличие от трескучего звука четырехцилиндровика ("instead of a cracking four-pot"). Сочетание особенной конфигурации коллектора и выхлопного тракта, характерного для трехцилиндровых моторов баритона и надувающей бар избытка турбины дает на удивление породистый звук.

Видео со звучанием B38 в спорт режиме (глушитель удален)

Для сравнения — звук N13 (тоже без глушителя)

Мотор пришел на смену N13, разработанному BMW совместно с PSA Peugeot Citroen.
При сравнении двигателей на диностендах выяснилось, что несмотря на то, что производитель заявляет 136 лс для обоих моторов, N13 выдал 139 на ступицах, и B38 — 136 лс на задних колесах (разные диностенды, потери на качение колес были учтены).

B38 теоретически чуть более экономичный, чем N13 (при том, что у N13 расход и так невелик), это объяснимо меньшим количеством цилиндров и меньшими механическими потерями.

Мотор N13 чуть легче, чем B38 — это объясняют тем, что B38 принадлежит семейству модульных двигателей с общими блоками для бензиновых и дизельных версий, что является причиной прочности и массивности этих моторов. В то же время N13 имеет легкий, чисто бензиновый блок.

B38, как и остальные моторы B серии, имеет закрытый блок (closed deck), в отличие от моторов-предшественников с открытыми блоками (например N13, N20). Закрытые блоки гораздо прочнее и долговечнее, т.к. цилиндры со временем не теряют геометрию.

На N13 использованы чугунные гильзы в алюминиевом блоке, а на B38 используется плазменное нанесение слоя низкоуглеродистой стали на поверхность алюминиевых цилиндров.

В целом по существующим данным B38 кажется гораздо более надежным и долговечным, чем предшественник, однако если речь заходит о тюнинге, полуфранцуз оказывается лучше: множество тюнинг-ателье предлагают чип на 220+ лс, тогда как для B38 обычный результат — 170. Не такой уж большой прирост, если учитывать, что в стоке он выдает около 150.

Можем ли мы принять это трехцилиндровое турбо в BMW? Да.
Или это дешёвка, и мы просто потворствуем изменениям в ДНК BMW? Нет.
Появление B38 — это не случайность, а давно запланированный значительный шаг. Нам сказали, что он будет использоваться в каждой модели ниже 5-й серии."

Перед прочтением текста дальше не помешает ознакомиться с тем, как высчитывается мощность двигателя

Формула мощности проста: берется крутящий момент (в ньютон-метрах) на текущих оборотах, умножается на эти обороты и делится на постоянный коэффициент 9549, получается мощность в кВт.
Иначе говоря
P = M х N : 9549, где:
Р — мощность в кВт
M — крутящий момент в Hм
N — обороты мотора (в об/мин)
Для получения мощности в л.с. нужно мощность в киловаттах еще домножить на 1,36.
Самое важное, что из этого следует: при ровной полке момента — чем выше обороты, тем выше мощность.

Про характер мотора и сравнение с N13.
BMW B38 — идеологически комфортный для города низовой и моментный мотор.

Очевидно, философия, которой следовали инженеры при проектировании двигателя предполагает то, что большие показатели мощности на высоких оборотах пожертвованы ради высокого крутящего момента на низких и средних оборотах (на которых младший мотор в линейке и работает большую часть времени).

Действительно, если нужна бóльшая мощность — в линейке есть старшие B48 и B58.

Так и получилось — двигатель выдает внушительные для объема 220 ньютон-метров практически с самых низов (на низах столько выдают современные атмосферные 2,5-литровые моторы), благодаря чему мотор с легкостью толкает машину до городских скоростей.

Вот признаки того, что B38 спроектирован с расчетом на отдачу на низких и средних оборотах, но не предназначен для спортивной езды:

1. На трехцилиндровый мотор нельзя поставить твинскрольную турбину, которая бы хорошо раздувалась на низах благодаря импульсному наддуву, и продолжала хорошо надувать на верхах. Выбрана маленькая турбина, которая раздувается с низов, но выдыхается на верхах;

2. B38 является длинноходным мотором, диаметр его цилиндра меньше хода поршня. Такое соотношение диаметра и хода подразумевает большой крутящий момент и соответственно мощность на низких и средних оборотах, но не предполагает возможности раскрутить коленвал до высоких оборотов и, соответственно, получить более высокие показатели мощности;

3. О заточенности под комфорт и экономичность говорит и объем цилиндров в 0,5 литра. Общепринято то, что именно такой объем обеспечивает оптимальную thermal efficiency в автомобиле. Можно заметить, что в большинстве двигателей многих производителей цилиндры имеют рабочий объем в 500 мл или выше (4 цилиндровые моторы часто имеют объем 2 литра, 6-цилиндровые — 3 л).
Напротив, двигатели VW 1.4 TSI, Mercedes Benz 1.33 л, имеющие практически мотоциклетные цилиндры, вынуждены чаще крутиться на высоких оборотах.

Закономерность простая:
— цилиндры по 500 мл оптимальны для обычных автомобилей с точки зрения эффективности, полноты сгорания топлива и оборотистости двигателя.
— цилиндры большего объема характерны для тяжелых автомобилей, внедорожников, двигатели которых реже выходят на высокие обороты. На низких оборотах топливо-воздушная смесь сгорает более полно. Такие двигатели имеют ломовой момент на низах, но невысокую мощность на высоких оборотах.
— двигатели с маленькими цилиндрами (<500 мл) приходится крутить в более высокие обороты, чтоб получить мощность. На высоких оборотах смесь имеет меньше времени на сгорание, а поршень быстро "убегает" от распространяющегося фронта пламени, что снижает эффективность двигателя. Зато шатунно-поршневая группа легче, имеет гораздо более низкую инерцию — такие моторы более отзывчивы и "любят" высокие обороты (rev-happy).

Примеры:
1. Двигатель мотоцикла Хаябуса 1,34 л выдает 197 лс при 9500 об/мин, но имеет небольшой пиковый крутящий момент в 138 Н·м, и 81 Н·м на 2500 об/мин;
2. B38 имеет ровную полку момента в 220 Н·м от 1250 до 4100 об/мин;
3. Четырехцилиндровый камри мотор Toyota 2AR-FE 2.5л выходит на 220 Н·м только с 2500 об/мин, пика в 235 Н·м достигает на 4000 об/мин, а максимальной мощности в 181 л.с. достигает на 6000 об/мин.

Суммируя вышесказанное понимаем, что при создании двигателя B38 инженеры выбрали решения, которые позволяют сделать экономичный и тяговитый городской двигатель, такие как: длинноходная конфигурация, непосредственный впрыск, высокая степень сжатия, и маленькая, спулящаяся с низов турбина.

Кстати, в версии B38 для BMW i8 (B38K15T0) изменены как раз степень сжатия (с 11 до 9.5) и турбина, что позволило снять с двигателя 231 л.с. и 320 Н·м.

Про чип-тюнинг и сравнение с N13

B38 легко чипуется до 170-180 сил, что является ровно половиной от мощности шестицилиндрового собрата B58 (340 л.с.)

Вот график крутящего момента и мощности B38 в стоке и после чипа

Запчасти на фото: 40004900

Из графика можно извлечь много интересной информации:

Видно, что в стоке ЭБУ очень ровно подрезает крутящий момент (синяя пунктирная линия) в районе 220 Н·м, а после 4000 оборотов плавно его уменьшает, чтоб ровной стала уже красная пунктирная кривая мощности (все согласно указанной выше формуле расчета мощности).

Стоковый мотор выдает около 145 сил (кстати и "спортивные приборы" на экране ГУ показывают примерно такую мощность).

Чип просто убирает эту ровную "срезку" момента и дает двигателю работать в полную силу. Момент после чипа — синяя сплошная кривая на графике, мощность — красная сплошная

Чипованный мотор выдает 265 ньютон-метров начиная аж с 2,7 тысяч оборотов.

Но после чип-тюнинга появляется риск поломок:

1. Трескались корпуса самых ранних алюминиевых турбин. Более поздние турбины лишены этой проблемы;
2. Возможно появление трещин в алюминиевом выпускном коллекторе. Впрочем, иногда они трескаются и на стоке;
3. Некоторое количество B38 развалилось на заре их чипования вследствие заливки некачественных прошивок (по слухам, программы управления игнорировали превышение EGT).

В целом, принципиально и механически двигатель не отличается от старших моделей, и в теории B38 ничего не мешает выдать высокую мощность.
Его трехцилиндровость тоже не является проблемой, т.к. в мире существует много примеров мощных трехцилиндровых двигателей, в частности Ford Ecobost 1.5 — 200 л.с. (262 на стейдж 2), Toyota G16E-GTS (Corolla GR) — 305 л.с, и, конечно, двигатель Koenigsegg TFG в модели Gemera — 600 л.с.

Тогда почему мы не видим в мире мощных тюнингованных B38? От получения высокой мощности B38A15 отделяет маленькая низовая турбина, которую придется менять, маленький интеркулер и прочее оборудование, рассчитанное именно под проектную мощность.
Тюнинговать B38 с заменой всего железа нецелесообразно ввиду наличия в линейке B48 и B58.

Что же касается чипа N13, то он чипуется гораздо лучше. Причина заключается в том, что до появления моторов B серии BMW использовала один и тот же N13 в версиях на 136 и 177 лс, и турбина у них общая. Она позже спулится, но и сдувается позже.

Вот немного информации о B38
motorist.expert/bmw/b38a15m0-b38b15-b38k15t0.html

Интересное видео со сборкой B38 для китайского рынка

Статья о двигателе на английском
www.unixnerd.demon.co.uk/b38.html

Ну и на уровне шутки — плохому мотору индекс 38 не дадут:
BMW S38 — M5
VR38DETT — Nissan GTR
BMW B38K15T0 — BMW i8)