为了应对欧Ⅶ排放法规,梅赛德斯-奔驰推出了全新OM 470发动机和OM 93x系列发动机。OM 470为六缸发动机,排量约为10.7L,其输出功率区间为240~315kW。OM 93x系列发动机为四缸和六缸,排量为5.1L和7.7L,其所提供的功率水平为115~260kW。
为了应对欧Ⅶ排放法规,2011年,梅赛德斯-奔驰推出全球第一个欧Ⅶ排放重型货车OM 471发动机,该发动机已经被长期应用在新款梅赛德斯-奔驰阿克托斯(Actros)货车上。OM 471为直列6缸发动机,排量为12.8L,通过EGR、SCR和DPF技术能够满足当时美国和日本最新的排放标准,而这两个标准对于排放物的要求可以用苛刻来形容。
2012年梅赛德斯-奔驰又推出了全新的OM 470发动机和OM 93x系列发动机。OM 470为六缸发动机,排量约为10.7L,其输出功率区间为240~315kW(见图1)。OM 93x系列是应用于轻型和重型货车以及公交汽车和大客车的新型发动机,新设计的发动机为4缸和6缸,排量为5.1L和7.7L,其所提供的功率为115~260kW。
图1 梅赛德斯-奔驰全新的OM 470动力传动系满足欧Ⅶ法规要求,号称功率输出水平高达315kW
戴姆勒公司负责货车工程设计的副总裁Georg Weiberg先生表示:“这两种系列发动机在开发过程中,最大挑战的是同时满足欧Ⅶ标准的要求和降低燃料消耗。每个人看来都觉得,采用欧Ⅶ标准,燃耗将会上升;但是,我们却要务必保证,采用我们的技术和工程设计,可以保持燃耗水平,甚至或将降低燃耗。”
OM 470发动机
OM 470发动机用的是博世公司的共轨系统,其特点是拥有X-脉冲压力增压器,可在最大共轨压力仅为0.9MPa的情况下,使单个喷射器的压力达到2.1MPa(见图2)。根据运行条件,喷射率可以定制,每个喷射过程可由多达5个单个喷射组成。这样的喷射过程带来的优越性包括运转平稳的发动机以及有助于降低燃料消耗等。
图2 尽管轨道系统的最大压力仅为0.9MPa,但OM 470的喷射器拥有达到2.1MPa压力的能力
OM 470喷射器的基本设计与OM 471上的一样,但是,这种衍生产品的喷嘴形状相当不同。同样有7个喷射孔,但是,OM 470的活塞燃烧室形状已经经过优化,并与动力传动装置的其他参数相匹配。新发动机的开发工作得到了工程设计合作伙伴FEV公司的帮助,FEV公司对发动机的燃烧进行了大量优化工作(见图3)。从供应商角度看,涉及到的其他企业包括提供活塞的辉门公司以及提供燃油系统的Raccour公司和马勒公司等。
OM 470发动机的涡轮增压系统是一种非对称装置,为公司自己的产品,其特点是有固定几何形状和增压空气冷却。OM 470上使用了不同的喷射器技术,其中,德尔福公司的单级装置提供高达2.4MPa的压力。以共轨设计结构为基础,这种技术的构成包括油润滑高压泵和集中布置的喷射器,每个循环周期可有多达5个单独喷射器参与。
图3 作为梅赛德斯-奔驰的技术合作伙伴,FEV公司对其发动机的燃烧优化进行了大量工作
OM 93x首次亮相细节
OM 93 x系列是首款商用车辆发动机系列,从一开始,其所有单元均满足欧Ⅶ标准要求。其中一个技术亮点是在系列化生产的柴油机上首次使用可调整凸轮轴。如果需要再生,定时调整范围可达65˚甚至更早:在这种情况下,排气气门的开启和关闭较早,这样,从气缸释放的废气温度更高一些。
调整安装于排气凸轮轴上的翅叶活塞以液动方式进行,根据来自于ECU的信号动作,发动机油流过翅叶活塞,改变凸轮轴相对于驱动齿轮的位置。
发动机有一个交叉气流气缸盖,每个气缸有四个气门,进出气门平行成对布置。这种布置形式使得进出气管道尽量短,让流动损失和燃耗保持在绝对最小限制内。气缸盖和曲轴箱稳固地连接在一起。气缸盖是用片状石墨铸铁制造的,此种铸铁是梅赛德斯-奔驰公司在德国曼海姆开发的,据称,其材料具有特殊的强度和热性能。
OM 93x系列的涡轮增压技术来自于博格华纳公司,可以按照每种输出类别进行量身定制。在四缸OM 934发动机上,产生130kW输出功率的压力来自于单级排气涡轮增压器。两级涡轮增压器用于更高的输出功率。六缸OM 936发动机采用非对称排气涡轮增压器,配置双流涡轮机,输出功率高达220kW。配置双涡轮增压器的两级增压再次用于此种级别之上的两种功率输出类别。
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