奔驰直列6缸 携带电气化系统回归 或将取代V6
发布时间:2017-02-27   作者:Stuart Birch
  • 梅赛德斯-奔驰的最新6缸直列发动机M256采用了48V技术。
  • Thomas Weber博士教授强调了梅赛德斯-奔驰开展动力系统电气化项目的重要性。
  • 梅赛德斯-奔驰的6缸柴油发动机OM656采用了分级燃烧和2级涡轮增压技术。
  • 梅赛德斯-奔驰的全新4.0L V8双涡轮汽油发动机M176(如图所示)经过专门设计,专为2017款S级豪华轿车而生。
  • 新发动机采用了涡轮增压和电动辅助压缩机的设计,可协助实现强制进气功能。博格华纳是主要供应商之一。
  • 梅赛德斯-奔驰EQ纯电动概念车:不断追求实用性功能性与续航里程的提升。

在介绍公司技术时,梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)一向没有夸口的习惯,因此当这家公司的工程师表示将开展 “史上最大的战略性发动机计划” 时,这绝对值得大家的关注,而电气化正是其中最引人关注的部分。

 

梅赛德斯-奔驰旗下全新4缸2.0L柴油发动机为公司的“闪电战”拉开了帷幕,目前这款发动机已经在梅赛德斯-奔驰E级桥车上采用。2017年,公司还将继续推出一款用于S级轿车的全新4.0L V8双涡轮汽油发动机、采用48V技术的新型6缸汽油/柴油发动机,以及另外一款同样采用48V电气系统为辅助功能供电的2.0L 4缸汽油发动机。由于梅赛德斯-奔驰的工程师认为,如果要搭配48V电气系统,直列式发动机的优势更大,因此上述6缸发动机均采用了直列设计,并不是“V”型气缸排列。

 

与现行版本相比,新一代8缸发动机的排量缩小了0.7L,应用了气缸钝化技术,可在负载较低的巡航状态下进入4缸模式。据了解,这款发动机的官方数据非常亮眼,功率输出 “超过” 350kW (469hp),峰值扭矩可达 “大约” 700 N·m (516lb·ft),已经吸引了梅赛德斯-奔驰高性能分部AMG调优专家的目光。

 

目前,一些高档汽车制造商倾向于通过减少发动机的气缸数量,来达到相关燃耗和排放要求。举例而言,正在奋力跻身于豪车品牌之列的沃尔沃(Volvo)就为旗下绝大部分车型配备了4缸发动机。然而,尽管梅赛德斯-奔驰旗下也拥有不少4缸车型,但却并没有被一头扎进“降低排量”的热潮之中。相反,这家德国汽车厂商决定采用更多的先进辅助技术,来满足政策对清洁、经济发动机的要求,并同时保证用户对公司中高级车型的性能和优化预期。

 

除了48V系统以外,公司还将应用更多辅助技术进行发动机优化,包括一款集成启动器发电机(ISG)和一款电动辅助涡轮增压压缩机(eZV),可协助车辆废气涡轮压缩机的运转。

 

为了继续保持最大效率的系统衔接,梅塞德斯-奔驰专门在公司的Sindelfingen工厂中设置了一个新的传动系统整合中心(AIZ)。

 

全新I6问世,将取代V6发动机

 

戴姆勒集团与梅赛德斯的汽车开发组织研究工作负责人Thomas Weber博士教授在谈及公司的“战略性发动机计划”时表示,“我们在设计高科技发动机时必须综合考虑所有当下和未来的需求,而我们也正是这么做的。为了实现这一目标,关键的成功因素之一就是广泛推进动力系统的电气化。”

 

在所有新型发动机之中,最受关注的就是这款3.0L直列6缸发动机。其中,汽油版M256“据称”可以输出300kW(402hp)的马力和超过500N·m(369 lb·ft)的峰值扭矩。梅赛德斯-奔驰在多个场合介绍发动机的新架构时均采用了这样的说法,这意味着公司要么是对这些数据信心不足,要么就是日后还准备了更大的惊喜。与新款4缸柴油发动机相同,汽油版发动机的单缸体积也在500立方厘米。

 

这款6缸直列汽油发动机(明年将登陆S级豪华轿车)采用了48V电气系统和增压进气技术,增加了ISG发电机为能量回收系统等混动功能供电。

 

1998年,为了满足车辆的正向碰撞预防需求,梅赛德斯-奔驰首款6缸V型发动机M112正式问世,取代了公司经典的系列I6直列汽油发动机。2017年,梅赛德斯-奔驰又重回“I”时代,直列发动机再次焕发新生。梅赛德斯-奔驰的工程师称,这款发动机的性能与8缸发动机相仿,将给明年的S级轿车带来特别惊喜。此外,这款发动机减少了系统对前端辅助带动的需求,从而可以为工程师的设计带来更多可能性,有助于控制车辆的总长度。

 

梅赛德斯-奔驰的工程师表示,针对少量热量损失的“类发动机”废气再处理系统也有助于降低排放。48V电气系统可以为水泵、空调和ISG等“用电大户”供电。与现行V6发动机相比,这种设计可以大约减排15%。

 

全新I4发动机,应用48V技术

 

全新I6系列中的OM656发动机采用了Camtronic公司的可变气门正时系统,应用了钢制分级活塞和2级涡轮增压技术。

 

梅赛德斯-奔驰的工程师称,分级活塞可以给燃烧过程带来积极影响,比如活塞关键区域的热负载及减少烟尘进入机油方面。与之前的“欧米伽”燃烧室相比,新发动机的燃烧率更高,因此效率也有所提升。在新设计中,工程师们专门综合优化了燃烧室形状、空气流动和喷油器的设计,从而提高空气的使用效率,支持发动机在高空气顺差状态下的运行。这意味着,这款发动机可以将尾气中的微粒排放控制在一个相当低的水平。

 

发动机机体采用铝制材料,缸体也采用了“改进”的Nanoslide涂层。此外,这款发动机也采用了“类发动机”尾气处理系统和Camtronic的可切换排气凸轮轴。

 

这款发动机的功率输出 “超过” 230kW (308 hp),可以称得上是梅赛德斯-奔驰史上最强劲的乘用车柴油发动机,最大扭矩 “超过” 650 N·m (479lb·ft)。

 

目前,4.0L V8汽油版M176是本系列中最强劲的发动机,据称可以强势输出350kW(469hp)的马力,2,000转时的扭矩输出在700 Nm(516 lb·ft)左右。

 

这款发动机也支持气缸钝化,可在轻负载时通过Camtronic进行切换,进入4缸模式。为了增加效率,工程师将发动机的2个涡轮增压器放置在两排气缸之间的位置。

 

尽管看起来不如6缸和8缸发动机那么“光鲜亮丽”,但梅赛德斯-奔驰的2.0L 4缸发动机M264对公司一些“走量”的车型有重要意义。M264又称Toptype,采用了“降型/适型化”设计,可提供100 kW/L(134hp/L)的单位输出。这款发动机采用了大量先进技术,比如双涡旋涡轮增压器、48V带动启动器发电机和48V水泵等。据称,能量回收表现可达12.5kW(17hp)左右。

 

M264支持熄火滑行,进气侧采用了Camtronic系统。另外,梅赛德斯-奔驰还计划扩大颗粒过滤器在汽油发动机产品中的应用。

 

M256--“专为电气化设计”

 

Weber教授强调了进行持续研发,从而在同时期内提供更多动力系统选择的重要性:“无论是高效、清洁的汽油机、柴油机、插电式混动机、纯电池,还是氢燃料发动机,这些动力系统都有自身存在的理由,也有各自的发展前景。M256是梅赛德斯-奔驰首款从一开始就为电气化专门设计的发动机。”

 

他补充说,发动机内的ISG系统可为车辆的混合动力、增压和能量回收系统供电,并同时节省之前高压混动系统所消耗的燃料。“另外,M256的电动辅助压缩机也取得了令人印象深刻的提升,此时大型涡轮增压器可以更快进入最佳工作状态。”

 

Weber教授在谈及公司的发动机战略时总是在说“适型化”,而不是“小型化”。他指出,“为了实现上述性能和输出优化,除了从一开始就简单减少气缸的数量外,我们还有一些更加智慧的解决方案。”他称,M176 V8发动机可在转速3,600rmp之下时关闭部分气缸,变身为一个特别高效的4缸发动机。之后,随着需求的增加,更多气缸可逐步切入为发动机提供更多输出,而用户在整个过程中不会感到任何不便。

 

梅赛德斯-奔驰的全新“动力系统集成中心”拥有10个测试平台,可直接进行高精度的扭矩测试。该中心将以发动机和变速器为研究重心,主要是为了优化车辆的舒适度、动力性能、整体灵活性,从本质上说也就是车辆的驾乘和操作性能。另外,该中心还拥有一个海拔环境测试舱和全自动汽车测力计。

 

梅赛德斯-奔驰正在准备建设一个汽车安全、电子部件和计算机技术研发中心。另外,公司刚刚发布了旗下的EQ纯电动SUV概念车,这款车的前后轴均安装了电机,可支持四轮驱动,动态分配前后轮的扭矩。车辆电池则位于前后轴之间的中间位置。

 

梅赛德斯-奔驰曾表示,这款概念车的最大功率输出为300 kW(402 hp),最大扭矩为700-N·m,续航里程可达500 km。

 

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