上一篇文章跟大家聊了聊奔馳的上一代柴油機產(chǎn)品OM651，雖然經(jīng)典，但已不能代表奔馳的最新水平。本篇將介紹OM651的接替者OM654，這是我個人非常喜歡的一款發(fā)動機，將多字多圖重點講解。讓我們一起正視差距，終有一天我們會從追趕者轉(zhuǎn)變?yōu)橐I(lǐng)者。

OM654

梅賽德斯奔馳在2016版的E220d（如下圖所示）上，搭載了奔馳旗下第一款全鋁合金制的四缸柴油發(fā)動機OM654。

OM654的排量為2L，相較于OM651體積更小，已逐漸應(yīng)用于16年以后生產(chǎn)的車型中，而OM651已逐漸被淘汰。

結(jié)構(gòu)分析

該款發(fā)動機主要采用的新技術(shù)如下圖所示：

具體說有如下特點：

——全鋁龍門式機體，底部帶加強框架，能夠承受最大20.5MPa的爆壓；

老鐵們，國內(nèi)輕型發(fā)動機的缸蓋大部分還是鑄鐵的，老外在柴油機上都開始用全鋁機體了，佩服。

——奔馳獨有的Nanoslide納米級缸壁鍍膜技術(shù)：

高壓電弧將鐵或者碳這類的涂層材質(zhì)瞬間融化，然后在高壓氣流的推動下，均勻噴向輕量化的鋁合金氣缸內(nèi)壁，這樣以來就在氣缸內(nèi)壁表面形成了一層鏡面般平整光亮的納米晶體涂層。

然后再經(jīng)過一個特殊的珩磨工藝，涂層最終的厚度只有0.1毫米至0.15毫米，并具備鏡面般光潔平整的表面。

珩磨過程中產(chǎn)生的細碎毛孔能有效留住潤滑油，從而確?；钊玫阶罴褲櫥?。這樣的結(jié)果不僅是NANOSLIDE涂層的氣缸機械摩擦損失比使用傳統(tǒng)灰鑄鐵缸套降低50%，同時也具備非常高的耐磨性。奔馳旗下AMG的6.3L V8發(fā)動機從2006年開始就受惠于這一技術(shù)。

好吧，高大上。。。這東西我都沒聽說過，國內(nèi)沒有見過。

——鋁合金整體式缸蓋；

——雙頂置凸輪軸，凸輪軸及軸承座以模塊的形式成為獨立于缸蓋外的一個組件，凸輪軸承座由一個底座及兩個軸承蓋組成，凸輪軸承為滾柱軸承；

——每缸四氣門，氣門傾斜布置；

——鋼活塞，材料為42CrMo4。相較于鋁活塞，鋼活塞具備以下優(yōu)點：

活塞壓縮高降低，進而降低了發(fā)動機的整機高度；

活塞環(huán)槽會降低活塞強度，而鋼活塞的活塞環(huán)體積更小，尤其是1環(huán)體積；

活塞銷長度更短；

內(nèi)冷油道截面更大，冷卻更好；

與鋁活塞相近的質(zhì)量，由于尺寸縮小，與缸孔接觸面積小，所以摩擦功降低。

國內(nèi)基本沒有用的。

——活塞采用階梯燃燒室，降低了關(guān)鍵部位的熱負荷，降低了進入機油的Soot（碳煙）；

——曲軸向主推力側(cè)偏置12mm，同時鋼活塞壓縮高的降低使連桿加長到154mm，二者共同作用，使活塞側(cè)向力最高下降75%；

偏置國內(nèi)有用的，但OM654的偏置量好大。

——Lanchester平衡軸集成在缸體上，且為了降低整機高度，平衡軸沒有布置在曲軸下方，而是布置在曲軸兩側(cè)，且使用滾柱軸承；

一般都是用二級平衡機構(gòu)來平衡四缸發(fā)動機的二級往復(fù)慣性力，平衡軸的設(shè)計可以降低整機質(zhì)量，國內(nèi)未上市的新機器已有廠家考慮采用。

——正時系統(tǒng)在飛輪端，且采用齒輪與鏈傳動配合，鏈有兩層：靠近后端的一層連接高壓油泵和凸輪軸惰輪，靠近前端的一層連接高壓油泵和串聯(lián)起來的真空泵機油泵；

——傳動齒輪部分采用雙片齒輪，如凸輪軸正時齒輪和平衡軸齒輪；

作用是齒輪嚙合噪聲低，不是什么新東西，但國內(nèi)用的不多。

——高壓共軌最高噴射壓力2050bar；

16年這個柴油機發(fā)布的時候，中國輕型柴油機最多用1800bar以下的共軌系統(tǒng)，當然現(xiàn)在研發(fā)中的新產(chǎn)品已逐步提升到2000bar

——噴油器為8孔壓電式噴油器CRI3；

國內(nèi)基本用的電磁式的，相比于電磁式，壓電式噴油器的反應(yīng)速度快，所以一個工作循環(huán)（4個沖程）內(nèi)可以實現(xiàn)更多的噴射次數(shù)。多次噴射的好處是可以通過發(fā)動機ECU標定實現(xiàn)更低的噪音、更低的油耗以及更低的排放。

——高壓燃油泵采用BOSCH的CP4單柱塞泵；

——增壓器前的冷端進氣管路帶HFM和消聲器，且ECU安裝在空濾上；

——霍尼韋爾VNT可變截面增壓器，采用水冷軸承室，防止機油碳化結(jié)焦，采用水冷電控執(zhí)行器，執(zhí)行器能夠承受180°C的環(huán)境溫度；

——渦殼外包裹平均10mm厚的硅纖維材料，最外層再用薄鋼板包裹，用于隔熱，渦殼表面溫度不高于300°C，同時薄鋼板有小孔可吸音降噪；

可變截面增壓器不稀奇，但水冷軸承室和蝸殼包裹的增壓器國內(nèi)沒沒聽說誰用。

——EGR系統(tǒng)為帶冷卻器的高壓EGR+低壓EGR；

——高壓EGR布置在發(fā)動機前端，包括EGR閥、EGR冷卻器、EGR旁通閥；

——低壓EGR布置在發(fā)動機后端，包括EGR閥（提升閥）、EGR冷卻器；

高低壓EGR系統(tǒng)，是國六會用到的技術(shù)。其中高壓EGR就是我們通常所說的EGR，從增壓器前的排氣歧管上取氣，冷卻后進入進氣歧管。低壓EGR是從后處理零部件DPF后取氣，冷卻后回到增壓器與空濾之間的管路上。以后再找機會跟大家詳細介紹，這里不多說。

——緊耦合的后處理：DOC+SCRF+SCR，后處理尺寸短，同時采用隔熱降噪措施，使發(fā)動機在冷啟動或低負荷運行時不需要熱管理；

這個后處理布置實在太緊湊了。

——DOC載體直徑6.2英寸，SCRF和DPF載體直徑7英寸，采用較大的截面積及較短的長度，相較于之前的機型，排氣背壓下降35%；

排氣背壓下降可以降低油耗。

——專利技術(shù)的AdBlue蒸發(fā)器，保證在很小的空間內(nèi)實現(xiàn)NH3的均勻分布；

NH3是用來消除柴油機的主要排氣污染物NOx的，混合均勻才能保證消除NOx的有效性。

——水冷中冷器緊耦合在發(fā)動機進氣側(cè)，額定點進氣溫度能夠下降到50°C以下；

一般車用中冷器都是空空中冷，即用車外空氣冷卻進入發(fā)動機的空氣，國六以后將使用水空中冷器，即單獨增加一路水循環(huán)，用水冷卻進入發(fā)動機的空氣，冷卻效果更加穩(wěn)定高效。

——高低溫冷卻回路分別有各自的水泵及散熱器，高低溫散熱器都布置在發(fā)動機前端；

——高溫冷卻回路通過發(fā)動機機體和汽缸蓋、渦輪增壓器和高低壓EGR冷卻器；

——低溫冷卻回路通過中冷器和變速器油熱交換器；

——電控水泵；

——帶電磁閥的活塞冷卻噴嘴；

——低粘度潤機油；

上述3個技術(shù)措施都是用于降低整機油耗的。

——塑料的進氣管、進氣歧管、發(fā)動機支架；

國內(nèi)有輕型柴油機應(yīng)用塑料的進氣歧管，但不多。發(fā)動機支架用塑料的第一次聽說，證明了整機質(zhì)量非常輕。

——目標車型系列采用統(tǒng)一的發(fā)動機布置及發(fā)動機位置，實現(xiàn)發(fā)動機的高度通用化。

性能指標

OM654的主要參數(shù)如下表所示，達到歐6d排放標準。

外特性曲線如下圖所示：

相較于歐5版的OM651，OM654的質(zhì)量由203.8kg下降到了168.4kg。下圖中顯示了相近排放發(fā)動機的質(zhì)量分布帶圖（灰色陰影），代表了介于120kW～150kW之間的2L/2.2L排量柴油機的競品水平，可以看出OM654的質(zhì)量在競品中處于最低水平。

下圖顯示了E220d的整車油耗水平，通過采用改進的燃燒室、低壓EGR、降低摩擦等技術(shù)，OM654的CO2排放達到102g/km，也就是不到4L/100km。

從話題第一篇OM651的反響來看，我發(fā)現(xiàn)有許多朋友在關(guān)心關(guān)注柴油機的發(fā)展，感謝大家的評論和點贊。下一篇文章會介紹OM654它兄弟OM656，前兩天我已經(jīng)發(fā)布過它的視頻，大家可以先看看視頻。

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