全新设计的OM 651发动机外形类似它的“前辈”
即使是小型的SUV,例如梅赛德斯GLK,也必须满足有关的环境保护政策。因此,其设计师们采用了新型节能的柴油发动机,使驾驶员有一种进入梦幻般的驾驶感觉。
梅赛德斯-奔驰公司的GLK 280和GLK 350两款车型大家都很熟悉了,它们分别配备了3L和3.5L V6发动机,两款车型都满足欧V排放标准。装载3L V6柴油发动机的GLK 320 CDI车型是惟一一款满足欧IV排放标准的GLK轿车,它在梅赛德斯-奔驰公司所有高档轿车中表现优异。而即将于2009年1月推出的220 CDI Blue Efficiency版轿车可谓是GLK系列轿车中的“重头戏”。其发动机名称为OM 651,“OM”代表梅赛德斯-奔驰公司的燃油发动机,还表示一个全新的发动机家族,其功率、输出扭矩和燃油消耗率等参数都超过了它的前辈OM 646。
OM 651将逐步进入到几乎所有梅赛德斯-奔驰轿车的发动机舱中,其中包括计划生产的A级和B级横置发动机轿车。另外,这种四缸直列柴油发动机也适合于混合动力驱动及采用Bluetec废气净化系统的车型。
该型号发动机还可以进一步改进,因为基本型发动机计划设计为3个功率等级。最基本的200 CDI轿车发动机配备了一个增压叶片形状的可变增压器,功率为100kW。其优点是提高了输出扭矩(由270Nm提高到330Nm)和功率,实现了更低的燃油消耗。
双增压系统
GLK 220 CDI轿车的发动机同时配备了2个博格华纳增压器,从而达到了“老前辈”能够达到的“名义”功率数据(功率为125kW,输出扭矩为400Nm),只是油耗更低。
图1 GLK首要的变化是采用了4Matic恒时四驱技术
与宝马公司的Biturbo发动机类似,首先投入增压工作的是靠近排气弯管的小型增压器。这一小型增压器有着很好的反应速度,在低转速时增压比很高。当发动机中速运行时,排出的废气将通过旁通阀回输到小型增压器中,从而在较大压力损失的情况下驱动较大的增压器一起工作。较大的增压器是为大功率工作而设计的,也可以通过旁通阀泄荷(防止过载)。与200 CDI不同的是:这种双增压无需使用可调叶片的增压器。
在250 CDI轿车的发动机中,使用的增压技术与200 CDI轿车相同。它的输出功率可达150kW,输出扭矩为500Nm。这些特性数据使得这一新的发动机家族达到了2L增压发动机和宝马Biturbo发动机的水平,也使得双增压直列四缸发动机能够与当前的V6柴油发动机相抗衡了。而V6柴油发动机则在双增压技术的支持下向V8发动机发起了冲击。
新的共轨喷射系统
除了双增压系统,OM 651发动机中的共轨喷射系统也是个新东西。共轨喷射系统的喷射压力由160MPa提高到了200MPa,采用的喷油器是德尔福公司生产的压电喷油器。
压电信号发生器直接控制着喷油器针阀,无需借助其他外力。这样一来,燃油喷射过程的控制速度更快、定量更准确。由于燃油量和喷射时间的控制都能更好地与发动机负载和转速相匹配,从而也更多地降低了燃油消耗和发动机燃烧时的噪声。由于磨损而引起的误差可通过主动式的、软件支持的“学习功能”而加以补偿。但也有人认为直接压电控制技术价格太贵,与代替电磁控制方式所带来的优点不成比例。
在明显变得更加平缓、更加宽阔的燃烧室内,压缩比只有16.2∶1,而“老前辈”为17.5∶1。因此,产生的未处理废气减少,尤其是NOX就更少了。
更低的油耗
OM 651发动机的缸体采用了灰铸铁材料,缸盖和活塞采用了铝合金材料,连杆使用的是锻钢。两根位于机体下方的平衡轴能够有效降低发动机的自由振动力矩。在这些技术的帮助下,GLK 220 CDI Blue Efficiency版轿车实现了平均油耗6.9L的指标,按照欧洲行驶循环NEFZ规定的新的耗油量方式计算为183g CO2。与Blue Efficiency版的其他车型相比,GLK在设计时省略了部分节能措施,但是表现已经很出色了。宝马X3 2.0d借助于Efficient Dynamics方案也只是节约了近0.5L的燃油。
图2 与宝马公司一样,梅赛德斯公司也非常信任双增压技术
在250 CDI轿车中,OM 651发动机的功率潜力还没有被完全挖掘出来。估计到2009年时,更新的、功率大于160kW的发动机将会用于E级轿车的驱动系统。到2010年时,OM 561系列四缸发动机也将用于代表企业历史的S级轿车中,但它连接着一个曲轴启动电机。
梅赛德斯公司在日内瓦的汽车博览会中已经介绍了GLK轿车的混合动力驱动方式。这一混合动力系统的最大功率为165kW,扭矩为560Nm。在发动机与变速器之间的电动机提供的扭矩可达160Nm。这种混合动力驱动系统不仅提高了车辆的行驶功率,而且也比GLK 220 CDI Blue Efficiency版轿车的油耗低1L左右。在结合使用Bluetec NOX净化装置后,GLK Bluetec Hybrid混合动力系统应能满足未来的美国BIN 5排放标准和欧VI排放标准。
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