自然吸气引擎线性的加速感觉以及高转的畅快淋漓一直为人津津乐道。而当增压机器的日渐强大后，较高的燃油利用率瓜分了不少自然吸气的原有的市场，出现了分庭对抗的局面。宝马在新一代的引擎上采用了增压引擎，这个曾经自然吸气的铁杆拥趸倒戈相向看似伤了不少宝马迷的心。N20B20引擎分低功率和高功率版，装配在标准轴距320i和328i上，本次介绍的是高功率版本。曾经捧上神坛的直六引擎如今为被舍弃，这个新晋的增压小子又有什么过人之处呢？

其实宝马并非增压技术的门外汉，追溯至1973年，BMW 2002涡轮增压发动机便是欧洲第一款量产涡轮发动机。积累了多年的发展经验，宝马在增压引擎的研发方面可谓是驾轻就熟。N20系列发动机可谓是集中了宝马所有高精科技和工艺的四缸涡轮发动机，与宝马深入民心的直六发动机的动力不相上下，而获得的油耗回报率则更高。

图：相比于直列6缸引擎，涡轮增压四缸引擎布局更加紧凑。

进排气门可变正时系统(双Vanos)

发动机的气门通常由凸轮轴驱动，对于没有可变气门正时技术的普通发动机而言，进、排气们开闭的相位都是固定的，但是这种固定不变的气门正时却很难顾及到发动机在不同转速和工况时的需要。例如低转与高转时的最佳气门重叠角之间的差别，可达50度。气门可变正时系统就是以改变配气相位而诞生的技术。与其他车厂的气门正时可变系统的驱动方式相似，Vanos也是通过对电磁阀对机油的控制，进入可变角度皮带轮的油腔，进而改变凸轮轴相对于正时齿轮的角度，从而实现气门相位的提前或延迟连续可变。换言之，就是使发动机的“呼吸”更贴合引擎本身的节奏，在不同的工况都有合适的进气量。

气门升程调节装置(Valvetronic)

Valvetronic 利用软件与硬体的组合来取代传式的节气门构造。Valvetronic 一词有电子控制取代传统的机械控制气门机构的意思。Valvetronic主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。传统式的气门机构与Valvetronic 机构相比较，燃油喷射系统监视着经由流通节气阀的空气流量，来决定引擎燃烧时所需要的燃油量，也就是说当节气门打得愈开时，流入燃烧室的空气也就愈多，油量就越愈多。在较小的节气门开度时，节气门部分甚至接近关闭，但活塞仍在运转时，活塞运转时少量的空气进入进气歧管，这时在燃烧室与节气门之间的进气歧管就会存在部分的真空，活塞下行时，就受进气歧管内真空吸力的阻力，浪费能量，工程师将这个现象称为Pumping loss。怠速运转时，节气门只开启很小一部分，因此Pumping loss现象更明显。Valvetronic电子气门技术取消了节气门设计，简单来说就是节气门永远全开，而有气门来改变进气的有效截面面积，根据发动机的负载而改变气门开度而非节气门开度，因而进气歧管内就不存在全开气门与非全开节气门所形成的Pumping loss。Valvetronic能根据气缸的需求更为灵活的调整进气量。

图：图中圆筒状的就是伺服电机，它带动偏心齿轮，改变中间推杆的角度，从而改变凸轮轴驱动气门的杠杆力臂，达到改变升程比例的目的。

单涡轮双涡管增压技术

双涡管其实有点象自然吸气引擎中经常会见到的“等长四出二出一”的芭蕉设计，放在涡轮本体前的芭蕉段，目的就是将发动机几个汽缸的废气分成两股等长的气流，例如双涡流单涡轮技术，就是发动机排气歧管由两个分离导管组成，各来自两个汽缸的两股废气进入涡轮增压器推动涡轮扇叶。按照发动机的点火时间，将点火时间相邻的两个气缸的排气管两两分开(1和4一组、2和3一组)，合成两个废气通道，进而推动涡轮。这样可以有效降低各缸的排气干涉，使气缸的排气进气更为充分，同时推动涡轮的废气推力也更加平均。双涡流技术使用了更紧凑、更简单的涡轮增压器，并使其反应迅速。

高精度燃油直接喷射技术

缸内直喷技术的应用也是N20能获得更大功率的一个保证。理论上只有燃油充分燃烧，才能最大程度地将化学能转变为热能以及机械能。令油滴细化，令燃油与空气混合更彻底，压缩比尽量提高，都有助于提高燃油的能量转换率。而燃油缸内直喷，就同时能够达成以上三个目标。燃油受高压油泵驱动，以高于进气歧管喷射数倍乃至数十倍的压力直接喷射在气缸内，由于喷射压力大，油滴在射出喷油嘴时的速度相当快，油滴受到空气的切割而分裂成极小的油滴；缸内直喷一般会在压缩冲程末段时开始喷油，这时活塞上行已经令空气产生了一定的涡流，喷油嘴再以一定角度将燃油喷入这股“漩涡”中，能够在短时间内得到最好的混合效果；缸内直喷可以有效地延后爆震产生，因此引擎可以以较高压缩比工作，高效节油。

图：N20发动机同样采用了Bosch高压喷射装置HDE，能根据发动机工况高精度控制燃油喷射。高压泵是一个单活塞泵，由排气凸轮轴通过一个三段凸轮进行驱动。

双平衡轴

四缸发动机相对于V型发动机以及直列六缸发动机来说，平顺性不好。宝马的直列六缸引擎其中一个受人津津乐道的原因，就在于其曲拐夹角刚好可以令其转动惯量为零，所以震动极小。因而在四缸发动机内部都会设计有平衡轴用于抵消发动机内部振动。其原理是使用偏心轴旋转产生与曲轴震动趋势的方向相反的振动（实质上是以一个方向的角动量来抵消另一个等大反向的角动量）从而实现消振的效果。

N20发动机采用了双平衡轴，位于发动机底部，由曲轴通过一个齿形链条进行驱动，可对发动机进行两段式进行振动消除。

特性曲线调节式机油泵

N20发动机采用了已在N55发动机上应用的特性曲线调节阀，数字式发动机电子系统可通过该调节阀以电动控制的方式来控制机油泵的输送功率。

特性曲线调节式机油泵可根据发动机的转速进行调节，如在较低负荷时，可相应减小机油泵的输送功率而减小机油压力。

N52B30是国人较为熟知的一个型号，就是装配在2012款330i之上。从F30上的2.0T高功率版引擎N20B20的输出可以发现它取代的就是N52B30引擎。

N52B30同样搭载了Valvetronic系统，N52是其首批使用者之一。同时N52系列也是世界上第一台使用复合式镁铝合金作为缸体材质的发动机。气缸盖则采用了铝合金材质，而气缸盖罩又采取了镁合金材质。使用镁铝合金是为了重量的考虑，因为镁的单位质量更轻，但是镁金属的活跃性较高也就是说耐腐蚀性较差，所以需要以合金的形式出现以保证稳定性。不过用这种镁铝合金制造发动机是需要付出较高的成本代价的，但换来的优势就是N52直列6缸发动机的自身重量只有161kg。

而F30上的N20B20回归了铝合金的设计路线，因为涡轮系统介入之后，缸内压力和全动力矩更大，复合式镁铝合金的承受强度并不能完全满足。尽管重量较上一代机器有所增加，但这也是追求更大输出的一种折中办法。