奔驰全新M254发动机技术解析

文章来源:汽车动力总成 发布时间:2020-03-24
分享到
从技术的角度来看,M264并没有什么明显的短板,M254的推出,只是为了更好地符合环保、节能的需求。没有皮带也使得这台代号为M254发动机技术上更有看点。

不知不觉,现款奔驰E级从面世到今天已经4个年头了,在前不久举行的日内瓦线上车展上,奔驰发布其中期改款车型,相比起外观与内饰的升级,动力哥可谓更关心其内在的技术升级,发动机盖下这台代号M254四缸汽油发动机的出现令我有些许意外, 从M254往前推两代就是M264和M274,最后面的数代表气缸的数量,如果是六缸的发动机那其代号就为M276和M256。

M274引擎于2011年投产,6年后,奔驰E就采用这款M264至今。4年不到,最新的M254引擎就发布了,肯定有朋友会想:M264生命周期这么短暂,该不会是其设计上有什么缺陷吧?从技术的角度来看,M264并没有什么明显的短板,M254的推出,只是为了更好地符合环保、节能的需求。没有皮带也使得这台代号为M254发动机技术上更有看点。

奔驰的48V技术我们之前也有对其进行讲解,这次M254发动机通过48V技术实现了整车完全电气化,水泵、压缩机、第二代ISG取代了起动机和发电机、6缸的M256更配备了涡轮电动辅助器,不在需要发动机通过皮带连接产生运转的动力,那么今天我们就来聊一聊这款M254发动机其中一些新的技术。

1


搭载第二代ISG(Intergrated Starter Generator集成式启动/发电一体机)



ISG(Intergrated StarterGenerator集成式启动/发电一体机)是奔驰此前6缸发动机上才有的技术这一次直接应用到了四缸发动机上,它取消了传统的皮带式起动机/发电机,而是将电机安装在了发动机与变速箱之间,这样一来,电机不仅能够当做起动机/发电机,还能用于制动能量的回收,以及在低速状态下,电机能够驱动车辆行驶。



但由于ISG电机的功率以及扭矩都不够大, 所以纯电驱动整车时只能以低速行驶(停车工况),适用范围很小。在9速自动变速箱方面同样进行了技术升级,以便更好地匹配ISG电机,冷凝器、电器件高度集成化,取消了一部分线缆,整个机舱的空间、重量都得以优化。

2


NANOSLIDE气缸涂层和CONICSHAPE气缸珩磨工艺


奔驰有一项气缸涂层的技术叫作NANOSLIDE,也就是在气缸壁上镀一层膜。最早是应用于AMG 6.3L V8发动机上,随后在柴油发动机和汽油发动机进行普及,进行技术升级后同样应用于M254身上。



这一技术通过高压电弧将铁或者碳这类的涂层材质瞬间融化,然后在高压气流的推动下,均匀喷向轻量化的铝合金气缸内壁。这样一来就在气缸内壁表面形成了一层镜面般平整光亮的纳米晶体涂层,涂层表面光滑且密布细微的小孔,这样的结构对于活塞与缸壁之间的摩擦的减小再完美不过。同样的,超薄的涂层代替了厚重的钢制缸套,大幅度降低了发动机的整体质量,减小摩擦更是意味着更低的燃油消耗以及更低的尾气排放。


相对于目前广为使用的5mm灰口铁缸套来讲,NANOSLIDE技术的现实意义在于将发动机气缸衬套的生产标准提升到了艺术境界般的新标准。被融化喷涂到缸壁表面的铁或碳涂层,以超细纳米晶涂层沉积,这就是所谓的NANOSLIDE涂层,然后再经过一个特殊的珩磨工艺,涂层最终的厚度只有0.1毫米至0.15毫米,并具备镜面般光洁平整的表面完成度。珩磨过程中产生的细碎毛孔能有效留住润滑油,从而确保活塞得到最佳润滑。这样的结果不仅是NANOSLIDE涂层的气缸机械摩擦损失比使用传统灰铸铁缸套降低50%,同时也具备非常高的耐磨性。

3


双涡管涡轮twin-scroll turbo

首先双涡管指的是排气涡管。等于一个涡轮组由一个进气增压涡轮,连接两个排气涡轮组成。这个结构的好处在于可以充分利用可变气门正时技术来根据不同转速下气缸的吸排气延迟来进行气门操作。


先说明单管排气的问题在哪里以一个V6引擎做例子。在曲轴转动两周的情况下,六个气缸都会先后经历吸气压缩点火排气四个冲程。每个冲程需要曲轴转动半周来完成。给V6的6个气缸分别按点火顺序编号为123456。

 

曲轴转动两周后六个气缸都会完成一次排气,则每个气缸的点火间隔为曲轴转动的三分之一周,其它同冲程之间的间隔亦是如此。

 

同时,在高转速下,气流会有迟滞现象,可变气门正时技术就是用于根据转速来调整气门的操作延时,来提供更加充分的吸排气。但是在上面提到的排气时段的重叠下,排气门的延迟关闭只会导致更多的废气从2号缸回流到1号缸,所以排气门并不能通过操作延时使气缸充分排气。


使用双管排气技术之后,上述的135号气缸会使用1号排气涡管,246号则会连接到另一条排气涡管。曲轴转动两周,使用同一个涡管的有三个气缸,这三个气缸进入排气冲程的间隔为曲轴转动三分之二周。这个时间长于排气所需的半周。即使有气门延迟,这个间隔也足够允许1号缸在二号缸开始排气之前关闭排气门了。虽然尾压依然会存在,但是在六分之一周的排放之后再次打开的3号气缸面对的尾压比起单排气涡管的涡轮会低得多。

4


总结

通过对代号为M254的发动机进行了解后,我们不难看出M254相对于前两代升级了哪些技术,传统皮带结构的取消,电机布局位置的改变,电气元件的高度集成化,这些升级对于整出个性能的提升都是非常明显的,这也很清楚的反映了未来奔驰在汽车工业的方向,这也许都是在为了未来实现完全的电气化做足准备。


收藏
赞一下
0
相关文章