Jazda próbna Nowe silniki Mercedesa: Część III - Benzyna

Kontynuujemy serię dla zaawansowanych rozwiązań technicznych w zakresie jednostek

Nowy sześciocylindrowy silnik benzynowy M 256

M256 oznacza również powrót Mercedesa do oryginalnego rzędu sześciu cylindrów marki. Kilka lat temu sześciocylindrowe jednostki atmosferyczne M272 KE35 z wtryskiem w kolektorach dolotowych (KE-kanaleinspritzung) zostały jednocześnie zastąpione kątem między rzędami cylindrów 90 stopni i M276 DE 35 z bezpośrednim wtryskiem (DE-direkteinspritzung ) o kącie 60 został zapożyczony z silników Chryslera Pentastar. Następcą dwóch wolnossących jednostek był M276 DELA30 z architekturą V6, o pojemności trzech litrów i wymuszonym doładowaniu dwoma turbosprężarkami. Pomimo względnej młodości tego ostatniego, Mercedes zastąpi go sześciocylindrowym rzędowym silnikiem M 256, oryginalnie wyposażonym w 48-woltową instalację elektryczną. Głównym zadaniem tego ostatniego jest napędzanie elektrycznego kompresora mechanicznego, który uzupełnia turbosprężarkę (podobnie jak silnik Audi 4.0 TDI) – pierwsze takie rozwiązanie w segmencie benzynowym. Źródłem zasilania jest zintegrowany generator rozrusznika (ISG), umieszczony w miejscu koła zamachowego i akumulatora litowo-jonowego. Jednocześnie ISG pełni również rolę elementu układu hybrydowego, ale o znacznie niższym napięciu niż poprzednie podobne rozwiązania.

Tak naprawdę jest to raczej integralny element samego silnika i był projektowany jako jego część od samego początku prac rozwojowych nad motocyklem. Dzięki mocy 15 kW i momentowi obrotowemu 220 Nm ISG pomaga w dynamicznym przyspieszaniu i wczesnym maksymalnym momencie obrotowym, wraz ze wspomnianą elektryczną doładowaniem, osiągając 70 000 obr./min w 300 ms. Dodatkowo system odzyskuje energię podczas hamowania, pozwala na poruszanie się ze stałą prędkością wyłącznie na napędzie elektrycznym oraz pracę silnika w bardziej wydajnej strefie przy większym obciążeniu, odpowiednio większym otwarciu przepustnicy lub wykorzystaniu akumulatora jako bufora ładowania. Dzięki zasilaniu 48 V są również duże odbiorniki, takie jak pompa wodna i sprężarka klimatyzatora. Dzięki temu M 256 nie potrzebuje mechanizmu peryferyjnego do napędzania generatora, ani rozrusznika, uwalniając w ten sposób miejsce na swojej zewnętrznej stronie. Ten ostatni zajmuje system wymuszonego napełniania ze złożonym systemem kanałów powietrznych otaczających silnik. Nowy M256 zostanie oficjalnie wprowadzony w przyszłym roku w nowej Klasie S.

Dzięki ISG oszczędza się zewnętrzny rozrusznik i generator, co zmniejsza długość silnika. Optymalny układ z oddzieleniem układu dolotowego i wydechowego pozwala także na bliższe rozmieszczenie katalizatora i nowy system oczyszczania cząstek stałych (stosowany dotychczas tylko w silnikach Diesla). Nowa maszyna w swojej pierwotnej wersji dysponuje mocą i momentem obrotowym osiągającym poziom obecnych silników ośmiocylindrowych o mocy 408 KM. i 500 Nm, przy 15-procentowym zmniejszeniu zużycia paliwa i emisji w porównaniu z obecnym M276 DELA 30. Przy pojemności skokowej wynoszącej 500 cmXNUMX na cylinder, nowa jednostka ma tę samą optymalną, zdaniem inżynierów BMW, pojemność skokową, co dwulitrowy silnik wysokoprężny wprowadzony w zeszłym roku oraz nowy dwulitrowy czterocylindrowy silnik benzynowy.

Nowy, mniejszy, ale mocniejszy 4.0-litrowy silnik V8

Przedstawiając dzieło swojego zespołu w postaci nowego M 176, szef działu rozwoju silników ośmiocylindrowych Thomas Ramsteiner mówił z nutką dumy. „Nasza praca jest najtrudniejsza. Musimy stworzyć ośmiocylindrowy układ silnika, który zmieści się również pod maską Klasy C. Problem polega na tym, że koledzy projektujący cztero- i sześciocylindrowe silniki mają dużo miejsca na optymalne zaprojektowanie takich elementów, jak układ dolotowy i wydechowy oraz chłodzenie powietrza. Musimy walczyć z każdym centymetrem sześciennym. Umieściliśmy turbosprężarki wewnątrz cylindrów i chłodnice powietrza przed nimi. Ze względu na gromadzenie się ciepła kontynuujemy cyrkulację płynu chłodzącego i utrzymujemy włączone wentylatory nawet po zatrzymaniu silnika. Aby chronić elementy silnika, kolektory wydechowe i turbosprężarki są izolowane termicznie ”.

M 176 ma mniejszą pojemność skokową od swojego poprzednika M 278 (4,6 litra) i jest pochodną jednostek AMG M 177 (Mercedes C63 AMG) i M 178 (AMG GT) o mocy sięgającej 462 KM. do 612 KM W przeciwieństwie do tych ostatnich, które są montowane w Affalterbach na zasadzie „jeden człowiek, jeden silnik”, M 176 będzie szerzej dystrybuowany, montowany w Stuttgarcie-Untertürkheim i początkowo będzie miał moc 476 KM i maksymalny moment obrotowy 700 Nm i zużyje o 10 procent mniej paliwa. W dużej mierze wynika to z możliwości wyłączenia czterech z ośmiu cylindrów przy częściowym obciążeniu silnika. To ostatnie odbywa się za pomocą układu zmiennych faz rozrządu CAMTRONIC, w którym praca czterech cylindrów przełącza się w tryb większego obciążenia przy szerzej otwartej przepustnicy. Osiem siłowników przesuwa osiowo elementy za pomocą krzywek, tak że zawory czterech z nich przestają się otwierać. Tryb pracy czterocylindrowej odbywa się w trybach obrotów od 900 do 3250 obr/min, jednak gdy potrzebna jest większa moc, wyłącza się w ciągu milisekund.

Specjalne wahadło odśrodkowe w kole zamachowym ma za zadanie redukować zarówno siły drgań czwartego rzędu przy pracy na 8 cylindrach, jak i siły drgań drugiego rzędu przy pracy na 4 cylindrach. Wydajność termodynamiczną poprawia także połączenie ładowania biturbo i bezpośredniego wtrysku z centralnie umieszczonym wtryskiwaczem (patrz ramka) i powłoką NANOSLIDE. Umożliwia wielokrotny wtrysk dla lepszego wymieszania, a zamknięty silnik pokładowy wykonany jest ze stopów aluminium i wytrzymuje ciśnienie 140 bar.

Czterocylindrowa benzyna M 264 z cyklem Millera

Nowa czterocylindrowa turbosprężarka benzynowa pochodzi z tej samej generacji silników modułowych co M 256 i ma taką samą architekturę cylindra. Według Nico Ramspergera z działu silników czterocylindrowych jest on oparty na stosunkowo nowym M 274, o którym już mówiliśmy. W imię szybszej reakcji silnika zastosowano podwójną turbosprężarkę, podobnie jak w M 133 AMG, a moc w litrze wynosi ponad 136 KM / l. Podobnie jak większy M 256, wykorzystuje 48-woltowy układ zasilania, ale w przeciwieństwie do niego jest zewnętrzny, napędzany paskiem i działa jako rozrusznik, wspomagając samochód w uruchamianiu i przyspieszaniu oraz umożliwiając elastyczną zmianę punktu pracy. System zmiennej dystrybucji gazu zapewnia pracę w naszym cyklu Millera.

Tekst: Georgy Kolev