sn0000p0061a

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Typ sn · téma 00.00 · verze 0100 · 2018-05-14

Platí pro: Motor 256 v typu 222

Zařazení

Funkční skupina 0 Celkový › 00 Celkové vozidlo › 00.00 Všeobecné — Řada 222

EinPAS 45 Data/informace › 45.20 Informace/opatření › 45.20.30 Úvodní spisy — Řada 222

Platí také pro motory/převodovky: 256 ***

SN00.00-P-0061A

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

03.08.2017

Motor

256 v typu 222

Motor 256 - 6válcový zážehový řadový motor (M 256) s elektrifikací 48 V

M 256 představuje jako zážehový motor začátek nové skupiny řad motorů Mercedes-Benz nahrazující úspěšného předchůdce, motor V6 276.

S 48voltovou elektrifikací, která je součástí designu motoru již od počátku, a řadou dalších inovativních opatření, lze dosáhnout významných úspor paliva i přes ambiciózní výkonnostní cíle.

Bezřemenový motor s integrovaným startalternátorem (ISG) vykazuje vynikající odezvu v celém rozsahu otáček. Toho je dosaženo použitím elektrického přídavného kompresoru, výkonného výfukového turbodmychadla a možností efektu boost (posílení) integrovaného startalternátoru.

Kromě použití 48voltových komponentů zahrnuje technologické portfolio tohoto inovativního pohonu další prvky jako je variabilně regulovaný olejový okruh, inteligentní řízení teploty, filtr pevných částic zážehového motoru a opatření ke snížení tření.

V důsledku toho při snížení emisí oxidu uhličitého (CO2) o téměř 20  % a zvýšení výkonu o více než 15  % oproti jeho předchůdci, motoru V6 276, lze představit 6válcový motor, jehož spotřeba se pohybuje ve sféře motorů čtyřválcových, a pokud jde o výkon, může se měřit s osmiválci.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zpředu vlevo

P01.10-3423-05

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zezadu vlevo

P01.10-3424-05

Stručný popis

Nové prvky:

Omezený motor (t. j. vrtání válců je oproti ose klikového hřídele posunuto ke studené straně)

Motor a optimalizovaným třením

Rozvodový pohon na straně převodovky

Kliková skříň i hlava válců z hliníku - ten je legován zirkonem, takže ještě účinněji odvádí teplo.

Oběžné plochy válců obloženy technologií NANOSLIDE® (železo-uhlík)

Konstrukce na vrcholný tlak spalovacího prostoru 120  barů s dostatečnými rezervami pro další postupné zvyšování výkonu s postupem času

Plastový nosník motoru

V blízkosti motoru instalovaný nadčasový modulární výfukový systém

Integrovaný startalternátor (ISG)

Elektrický přídavný kompresor

Bezřemenový motor

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

Elektrický kompresor chladiva

Osvědčené prvky:

Čtyři ventily na válec

CAMTRONIC na straně sání

Dva přestavovače vačkového hřídelele sání a výfuku optimalizují průběh točivého momentu motoru a zlepšují emisní hodnoty výfukové soustavy

Nízkohlučný řetězový hnací systém s ozubeným řetězem

Kompaktní šoupátkové olejové čerpadlo s regulací dávkování podle potřeby

Přímé vstřikování benzinu 3.  generace s tlakem paliva 200  barů, piezovstřikovači a nástřikem řízeným vícebodovým vstřikováním

Vícejiskrový zapalovací systém pro optimální zapalování a spalování (vícejiskrové zapalování)

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Uspořádání M 256

1

Vačkový hřídel sacích ventilů s CAMTRONIC

2

Piezovstřikovače

3

Píst s chladicím kanálem

5

Bezřemenový motor

6

Kliková skříň s povrchovou úpravou NANOSLIDE®

7

Na motor napojený výfukový katalyzátor

A9/5

Elektrický kompresor chladiva

M75/11

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

P01.00-3724-75

Základní (neúplný) motor

Konstrukčním kritériem pro řadu klíčových technologických prvků základního motoru je účinnost z hlediska CO2. Důraz je tudíž kladem na snížení tření, další optimalizaci olejového okruhu prostřednictvím konceptu „SplitOiling“, optimalizaci spalování a použití systému proměnného časování ventilů CAMTRONIC s včasným uzavřením sání.

Optimalizace tření

Byla provedena řada podrobných opatření s cílem dále snížit ztráty způsobené třením pohyblivých částí motoru. K nim patří:

Řadový motor se stoupáním 12  mm

Odstranění řemenového pohonu důslednou elektrifikací všech pomocných agregátů pomocí ISG

Krátký řetězový pohon s omezeným třením

Uložení klikového hřídele s přívodem oleje ojnice vždy pro dva klikové čepy z jedné srpovité přívodní drážky v základním ložisku

Píst s optimalizovanými pístními kroužky

Povrchová úprava plochy válců technologií NANOSLIDE® poslední generace

Optimalizace olejového okruhu pomocí dvouokruhového systému řízeného tlakem a snížení průtoku oleje

Použití oleje s nízkou viskozitou

Kliková skříň a klikový mechanismus

Kliková skříň je vyrobena z tlakově litého hliníku Plocha pístu je obrobena patentovaným postupem metalizace elektrickým obloukem Mercedes-Benz.

Ve firmě vyvinutá technologie NANOSLIDE® výrazně snižuje ztráty třením oproti pouzdrům z šedé litiny.

V tomto procesu je metalizací elektrickým obloukem nastříkána vrstva železa na předem opracovanou klikovou skříň. Následné jemné obrábění vytváří zrcadlově vyhlazenou plochu s optimalizovaným třením, která je velmi odolná proti opotřebení a je tak tenká, že je zajištěn optimální transport tepla do chladicího pláště.

Klikový hřídel a ojnice jsou vyrobeny z kované oceli.

Díky zvýšenému specifickému výkonu se tepelné a mechanické zatížení dna pístů zvyšuje. Aby se snížila tato zátěž a snížila se teplota dna pístu, dostaly písty chladicí kanály. Teplota dna pístu dosažená chlazením pístů podporuje stabilní spalování a snižuje vnitřní emise motoru. Funkce chlazení pístu je integrována v tepelném managementu olejového okruhu.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Umístění

1

Chladicí kanál

2

Píst

3

Pístní kroužky se sníženým třením

4

Pístní čep

P03.10-2184-75

Olejový okruh koncepce „SplitOiling“

Důležitým vývojovým cílem olejového okruhu je vysoký nastavovací výkon vačkových hřídelů. To především slouží ke snížení emisí a ke splnění vysokých požadavků na jízdní dynamiku.

Cílem je tedy poskytnout hydraulickému pohonu vačkového hřídele požadovanou úroveň tlaku oleje, aby bylo možné nastavit požadovanou rychlost z volnoběžných otáček.

V případě 6-válcového řadového motoru jsou vysoké nároky kladeny na úroveň tlaku oleje vlivem centrálních zatěžovacích momentů vačkového hřídele, které blokují hlavní provozní rozsah.

Zde je poprvé použit tzv. koncept „SplitOiling“. Jedná se o olejový okruh, který trvale zajišťuje hydraulicky stabilně řízený vysoký tlak pro přestavovač vačkového hřídele a nízký tlak řízený charakteristikou pro zbývající body mazání s pouze jedním šoupátkovým olejovým čerpadlem s proměnným objemem.

Hardware řídicího systému pro nízký tlak je v zájmu úspory prostoru integrován v modulu olejového filtru. Zde je řídicí ventil řízen přes elektromagnetický ventil, který uvolňuje potřebný průřez mezi vysokým tlakem a nízkým tlakem. Snímač tlaku a teploty v hlavní olejové šachtě uzavírá regulovaný okruh.

Nový systém také představuje výzvu, pokud jde o řídicí software. Ten byl zásadně přizpůsoben konceptu „SplitOiling“ a rozšířil se o další prvky, které tvoří součást inteligentního tepelného managementu. K těm patří mimo jiné potřebou řízené chlazení pístu realizované bez přídavných kanálů a elektrických nastavovacích členů.

Spotřebě přizpůsobený nízkotlaký boční přívod zajišťuje nejnižší možný průtok oleje a je také součástí tepelného řízení. Během chodu zahřátého motoru mohou být emise částic významně sníženy.

Kvůli rychlému zvyšování tlaku oleje při startu motoru, vysokému tlaku již dostupnému z volnoběžných otáček a brzké změně nastavení přestavovačů vačkových hřídelů je dosaženo požadovaného přínosu z hlediska svižnosti, emisí a spotřeby.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Olejový okruh koncepce „SplitOiling“

1

Olejový modul

2

Výměník tepla

3

Vratná pružina

4

Řídicí píst

6

Vložka olejového filtru

Y130

Ventil čerpadla motorového oleje

A

Vysoký tlak

B

Nízký tlak

C

Neřízený tlak oleje

P18.00-2441-75

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zpředu shora

B4/4

Výměna snímače tlaku

B11/4

Snímač teploty chladicí kapaliny

M75/11

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

N3/10

Řídicí jednotka ME

R48

Topný článek termostatu chladicí kapaliny

Y58/1

Přepínací ventil regenerace

P01.10-3336-76

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zleva

19

Vysokotlaké palivové čerpadlo

A16/1

Snímač klepání 1

A16/2

Snímač klepání 2

B70

Hallův snímač klikového hřídele

B149/1

Snímač tlaku a teploty motorového oleje

Y94

Regulační ventil množství

Y130

Ventil čerpadla motorového oleje

P01.10-3340-76

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zprava

25

Termostat chladicí kapaliny

M75/11

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

P01.10-3413-06

Hlava válců a spalování

Vysoký litrový výkon 106,7  kW/litr při kompaktní konstrukci (rozteč válců 90  mm, průměr vrtání 83  mm) vede k vysokému tepelnému zatížení v hlavě válců.

Pro optimalizaci tepelné bilance se používá integrovaný chladič plnicího vzduchu, který dosahuje velmi dobrého chlazení stlačeného vzduchu i přes vysoký stupeň přeplňování. Kromě toho chladič plnicího vzduchu příjemně překvapí velmi dobrým jednotným rozdělením s maximálním rozdílem 5  K mezi jednotlivými válci.

Instalace speciálních výfukových ventilů také snížila tepelné zatížení. Poprvé se používají výfukové ventily naplněné sodíkem jako ventily s dutým talířem, které jsou charakterizovány výrazně vylepšeným odvodem tepla ve srovnání s předchozími dutými vrtanými ventily s náplní sodíku v dříku. Dále lze menšími výfukovými ventily a zapalovací svíčkou s vyšší tepelnou vodivostí a menším průměrem (závit M10) podpořit chlazení v hlavě a omezit tak náchylnost ke klepání.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Ventil s dutým talířem

1

Ventil s dutým dříkem

2

Ventil s dutým talířem (nově u M 256)

P05.30-2198-73

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zezadu

A79

Integrovaný startalternátor

B28/17

Snímač tlaku a teploty za výfukovým turbodmychadlem

B28/26

Snímač tlaku a teploty před škrticí klapkou

Y49/1

Přestavovací magnet vačkového hřídele sacích ventilů

Y49/2

Přestavovací magnet vačkového hřídele výfukových ventilů

P01.10-3341-76

Ventilový rozvod a CAMTRONIC

Ke znázornění úhlů rozvodu s optimalizovanou spotřebou byl rozsah nastavení vačkového hřídele sacích ventilů zvýšen na 70° úhlu kliky (KW).

Kromě toho používá M 256 Mercedes-Benz CAMTRONIC - variabilní rozvod motoru umožňující dvoustupňové přepínání zdvihu na straně sání.

Kombinace systému CAMTRONIC a variabilního přestavovače vačkového hřídele s velkým nastavovacím rozsahem umožňuje jak při velkém zdvihu ventilů pomocí strategie časování Atkinson, tak i na malém zdvihu ventilů výrazné snížení ztrát výměnou plnění v nižším rozsahu zatížení.

Provoz na malý zdvih ventilů vyžaduje opatření ke stabilizaci spalování. Za účelem zohlednění obtížných podmínek zapalování v důsledku výrazně sníženého plnicího pohybu a nižších teplot směsi v okamžiku zážehu se palivo zavádí do spalovací komory několika dílčími vstřiky a zapalování je v případě potřeby napomáháno vícejiskrovým zapalováním.

Pro další stabilizaci spalování prostřednictvím zvýšeného plnicího pohybu byl také navržen asymetrický vačkový profil. Výsledný vír se překrývá se zbývající směsí vzduchu a paliva a poskytuje stabilnější chod motoru, který běží na nejnižším zatížení.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru shora

B4/25

Snímač tlaku a teploty paliva

B6/15

Hallův snímač vačkového hřídele sacích ventilů

B6/16

Hallův snímač vačkového hřídele výfukových ventilů

B28/11

Snímač tlaku za vzduchovým filtrem

G3/1

Lambda sonda za katalyzátorem

G3/2

Lambda sonda před katalyzátorem

M16/7

Nastavovací člen regulační klapky plnicího tlaku

Y49/19

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 1 a 2

Y49/20

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 3 a 4

Y49/21

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 5 a 6

Y101

Přepínací ventil cirkulujícího vzduchu v deceleračním režimu

P01.10-3338-76

Funkční sled proměnného časování ventilů CAMTRONIC

S proměnným časováním ventilů CAMTRONIC probíhá u vačkového hřídele sacích ventilů charakteristikou řízené přepínání mezi malým a velký zdvihem vačky sacích ventilů.

Zásadními vstupními proměnnými jsou otáčky motoru, zatížení motoru a teplota motoru. V oblasti částečného zatížení jsou sací ventily ovládány malým zdvihem vačky. V důsledku toho se neotvírají tolik a zavřou dříve. Krátká doba otevření ve spojení s další otevřenou škrtící klapkou vede k uvolnění škrcení v oblasti částečného zatížení, nižší zdvih ventilu snižuje třecí výkon. Obojí vede k úspoře paliva. Přepínání zdvihu závisí na požadavku řidiče na zatížení.

Přepínání zdvihu probíhá prostřednictvím následujících součástí:

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 1 a 2

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 3 a 4

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 5 a 6

Nastavovací členy jsou řízeny řídicí jednotkou ME se signálem s modulovanou šířkou impulsu.

Vačkový hřídel sacích ventilů se skládá z následujících součástí: na nosném hřídeli je instalováno 6 obrobených vaček. Každá vačka ovládá sací ventily jednoho válce. Nastavovací členy CAMTRONIC ovládají vždy 2 vačky současně.

Samotné vačky disponují na každý ventil ve formě zdvojené vačky dvěma zdvihovými křivkami. Pokud je aktivována strmější zdvihová křivka, zvyšuje se zdvih ventilu a ventily zůstávají otevřené déle. Pokud je přepnuto na plošší zdvihovou křivku, zkracuje se zdvih ventilu a ventily zavírají dříve.

Pokud stoupnou otáčky motoru nebo požadavek na zatížení, jsou vačky na vačkovém hřídeli sacích ventilů přepnuty na velký zdvih.

Pro tento účel je cívka v odpovídajícím nastavovacím členu pod napětím a zdvihátko se pohybuje v odpovídající zakřivené dráze na vačce. V důsledku otáčení vačkového hřídele a tvaru křivky vačky jsou vačky posunuty axiálně a větší vačka působí na sací ventily. Následně stoupání křivky vačky způsobí, že se zdvihátko vrátí do výchozí polohy.

Pro zpětné nastavení vačkového hřídele na malý zdvih se posune druhé zdvihátko po sousední křivce vačky a zpětné nastavení proběhne analogicky.

Určování polohy zdvihátka provádí integrovaný Hallův snímač v nastavovacím členu.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

P05.20-2453-07

Pohled na vačkový hřídel sacích ventilů zleva

Hf

Vačka s plochou zdvihovou křivkou

N5

Vačka válce 5

Hs

Vačka se strmou zdvihovou křivkou

N6

Vačka válce 6

K

Křivky vačky

S

Zdvihátko

N1

Vačka válce 1

Y49/19

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 1 a 2

N2

Vačka válce 2

Y49/20

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 3 a 4

N3

Vačka válce 3

Y49/21

Nastavovací člen CAMTRONIC, sání, válec 5 a 6

N4

Vačka válce 4

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru shora

T1/1

Zapalovací cívka válce 1

T1/2

Zapalovací cívka válce 2

T1/3

Zapalovací cívka válce 3

T1/4

Zapalovací cívka válce 4

T1/5

Zapalovací cívka válce 5

T1/6

Zapalovací cívka válce 6

Y76/1

Vstřikovač paliva válec 1

Y76/2

Vstřikovač paliva válec 2

Y76/3

Vstřikovač paliva válec 3

Y76/4

Vstřikovač paliva válec 4

Y76/5

Vstřikovač paliva válec 5

Y76/6

Vstřikovač paliva válec 6

P01.10-3337-76

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

P54.00-3241-79

Rozložený pohled na integrovaný startalternátor (A79)

A79

Integrovaný startalternátor

N129

Řídicí jednotka startalternátoru

Integrovaný startalternátor

S M 256 přechází Mercedes-Benz na 48V palubní síť. Jako zásobník energie slouží 48V lithium-iontový akumulátor s obsahem energie téměř 1  kWh. Akumulátor může být velmi kompaktně integrován a kombinován se systémem chlazení a topení řízeným požadavkem.

Integrovaný startalternátor se našroubuje do tzv.„P1-konfigurace“ napevno s klikovým hřídelem a je zařazen mezi motor a automatickou převodovku 9G-TRONIC. Výkonová elektronika se nachází v prostoru již nepotřebného pastorkového startéru.

Úkolem integrovaného startalternátoru je výměna energie mezi hnacím hřídelem a 48V palubní sítí. Přitom funguje různými způsoby.

Při režimu motoru může spouštět stacionární spalovací motor (startér) a urychlit otáčející se hnací hřídel tím, že zajistí točivý moment motoru.

V režimu alternátoru může generovat elektrickou energii (alternátor) a převzít napájení 48V palubní sítě i dobíjení 48V akumulátoru elektrické sítě (G1/3).

Díky integrovanému uspořádání se točivý moment přenáší bez vložených přenosových prvků mezi integrovaným startalternátorem a klikovým hřídelem.

Řídicí jednotka startalternátoru zajišťuje elektrické spojení mezi třífázovým systémem integrovaného startalternátoru a stejnosměrným systémem 48V palubní sítě.

V integrovaném startalternátoru se nachází třífázové vinutí s trvalým buzením, resolver pro detekci úhlové polohy a dva snímače teploty.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zdola

B40/6

Snímač hladiny motorového oleje

N129

Řídicí jednotka startalternátoru

P01.10-3342-76

Nabíjení

Cílem nově vyvinutého druhu přeplňování je dosažení nejlepší možné reakce současně s vysokým výkonem motoru. Náročná prostorová situace v instalačním prostoru díky čisticímu zařízení pro výfukové plyny v motorovém prostoru, spojená s potřebou vysoké míry blokování součástek skupiny motoru, byla rozhodujícím faktorem pro koncepci s jedním turbodmychadlem.

Aby byla zajištěna svižná reakce motoru s vysokým výkonem 320  kW navzdory logicky většímu výfukovému turbodmychadlu v nižším rozsahu otáček, je použit elektrický přídavný kompresor integrovaný do 48V palubní sítě.

U M 256 je použité výfukové turbodmychadlo typu „Twinscroll“ se sběrným výfukovým potrubím izolovaným vzduchovou mezerou vč. svodů do válců 1 až 3 a 4 až 6. Vysoká úroveň vertikální integrace umožňuje u skříně turbínového kola použití mimořádně kvalitní nízkoniklové oceli v kombinaci se speciálním nízkotlakým procesem lití.

Zvláštní důraz byl kladen na vedení plynu s optimalizovaným protitlakem, na uložení rozdělovacího místa skříně turbínového kola ke sběrači a vzájemnou těsnost posuvných sedel. V důsledku tohoto uložení jsou ztráty střídáním plnění zřetelně minimalizovány a velmi dobrá odezva výfukového turbodmychadla je dosažena i při nejmenších hmotnostních tocích výfukových plynů.

Další výhodou je kombinace nízké vnitřní míry úniku a koncepce izolace sběrače vzduchovou mezerou. Tím je dosaženo výrazného snížení povrchové teploty sběrného výfukového potrubí a tím i zmírnění termické situace na „horké straně“ motoru - především při vysoce dynamických jízdách a také ve fázích doběhu.

K rychlému dosažení teploty potřebné k čistění výfukových plynů v katalyzátoru byly elektricky řízený obtokový ventil a jeho odtok simulativně optimalizovány pro nejlepší možné jednotné rozdělení.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Konstrukce přeplňování

9

Chladič plnicího vzduchu (mezichladič)

50

Výfukové turbodmychadlo

M16/6

Nastavovač škrticí klapky

M60/1

Elektrický přídavný kompresor

Y101

Přepínací ventil cirkulujícího vzduchu v deceleračním režimu

A

Výfukový plyn

B

Plnicí vzduch za chladičem plnicího vzduchu (chlazený)

C

Plnicí vzduch za výfukovým turbodmychadlem (nechlazený)

P09.00-2157-76

Funkční sled přeplňování

Funkční sled je členěn do následujících dílčích funkcí:

Funkční sled regulace plnicího tlaku

Funkční sled cirkulujícího vzduchu v deceleračním režimu

Funkční sled elektrického přídavného přeplňování

Funkční sled regulace plnicího tlaku

Regulace plnicího tlaku je řízena přes nastavovací člen regulační klapky plnicího tlaku (M16/7). Nastavovací člen je v závislosti na charakteristice a zatížení řízen řídicí jednotkou ME pro regulaci plnicího tlaku. K tomu řídicí jednotka ME vyhodnocuje signály následujících snímačů a funkcí řízení motoru:

Snímač tlaku a teploty plnicího vzduchu (B4/32), plnicí tlak a teplotu plnicího vzduchu

Snímač tlaku a teploty před škrticí klapkou (B28/26), plnicí tlak a teplotu plnicího vzduchu

Snímač tlaku a teploty za výfukovým turbodmychadlem (B28/17), plnicí tlak a teplotu plnicího vzduchu

Snímač tlaku za vzduchovým filtrem (B28/11), sací tlak

Snímač pedálu akcelerace (B37), požadavek zatížení řidiče

Hallův snímač klikového hřídele (B70), otáčky motoru

Regulace klepání, ochrana proti přetížení převodovky, ochrana před přehřátím

V provozu při plném zatížení bude vytvořen maximální plnicí tlak.

Pro snížení plnicího tlaku bude tok výfukových plynů pro pohon turbínového kola otevřením regulační klapky plnicího tlaku přesměrován přes obtok.

Nastavovací člen regulační klapky plnicího tlaku ovládá táhlem regulační klapku plnicího tlaku, která uzavírá obtok. Prostřednictvím obtoku je část toku výfukových plynů směrována mimo turbínové kolo, čímž je plnicí tlak regulován a otáčky turbíny jsou omezeny. Tak může být plnicí tlak přizpůsoben aktuálnímu požadavku na zatížení motoru.

Pro monitorování aktuálního průběhu tlaku a teploty na trase plnicího vzduchu od výfukového turbodmychadla k rozdělovacímu potrubí plnicího vzduchu vyhodnocuje řídicí jednotka ME signály snímačů tlaku a teploty a přizpůsobuje plnicí tlak požadavkům motoru.

Funkční sled cirkulujícího vzduchu v deceleračním režimu

Výfukové turbodmychadlo se vlivem setrvačnosti hmoty hřídele, oběžného kola kompresoru a turbínového kola po spuštění tahu mírně otáčí. Když se škrticí klapka rychle uzavře, zesiluje se vlna plnicího tlaku zpět k oběžnému kolu kompresoru. Tato vlna plnicího tlaku způsobí stav s nízkým objemem plnění a vysokým tlakem, což vede k přeplňovacímu čerpání (krátké zahučení a mechanické zatížení). Otevření přepínacího ventilu recirkulace vzduchu tomu zabrání rychlým snížením tlaku přes obtok na straně sání výfukového turbodmychadla.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Schematické znázornění výfukového turbodmychadla

1

Kompresor

2

Turbina

3

Ke škrticí klapce

4

Od sběrného výfukového potrubí

Y101

Přepínací ventil cirkulujícího vzduchu v deceleračním režimu

A

Čerstvý vzduch

B

Výfukové plyny

P09.40-2418-82

Při provozu motoru pod zatížením bude obtok prostřednictvím membrány zatížené plnicím tlakem uzavřen.

Po zastavení motoru je membrána zasunuta do těsnicího sedla pomocí integrované pružiny v přepínacím ventilu recirkulace vzduchu. Pokud řídicí jednotka ME prostřednictvím potenciometrů skutečné hodnoty (M16/6r1, M16/6r2) zjistí uzavření škrticí klapky a tím decelerační režim jízdy, dojde k aktivaci přepínacího ventilu recirkulace vzduchu. Přitom bude membrána přitažena proti síle pružiny a plnicímu tlaku a otevře obtok na stranu sání. Přebytečný plnicí tlak tak bude snížen.

Pokud motor přejde z deceleračního režimu jízdy do režimu pod zatížením, nebude již přepínací ventil recirkulace vzduchu aktivován. Pružina tlačí membránu ve směru těsnicího sedla. Tam je membrána vytažena převládajícím plnicím tlakem v těsnicím sedle a opět uzavírá obtok.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Znázornění přepínacího ventilu recirkulace vzduchu v řezu

50

Výfukové turbodmychadlo

M16/7

Nastavovací člen regulační klapky plnicího tlaku

Y101

Přepínací ventil cirkulujícího vzduchu v deceleračním režimu

A

Uzavřený stav

B

Otevřený stav

P09.40-2551-76

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru zleva

B4/32

Snímač tlaku a teploty plnicího vzduchu

B28/26

Snímač tlaku a teploty před škrticí klapkou

M16/6

Nastavovač škrticí klapky

M60/1

Elektrický přídavný kompresor

P01.10-3339-76

Funkční sled elektrického přídavného přeplňování

Plnicí tlak je přímo závislý na otáčkách výfukového turbodmychadla, které určuje tok výfukových plynů. Proto je dosažitelný plnicí tlak výfukového turbodmychadla ve spodním rozsahu otáček poněkud nízký a stoupá až s rostoucími otáčkami motoru. Při rychlém a náročném požadavku řidiče trvá určitý čas, aby se dosáhlo maximálního zvýšení plnicího tlaku a byl k dispozici plný výkon motoru. Toto chování přeplňovaných motorů se nazývá „náběh turba“.

Aby se eliminoval náběh turba a aby bylo dosaženo rovnoměrně vysokého plnicího tlaku v celém spektru otáček, část plnicího tlaku v nižším rozsahu otáček je generována elektrickým přídavným kompresorem (M60/1). Takto generovaný plnicí tlak může dosáhnout až 450  mbar.

Systém řízení motoru vypočítá podle požadavku na zatížení, provozního stavu motoru a okolních podmínek potřebný plnicí tlak pro příslušné otáčky motoru. Protože výfukové turbodmychadlo v nízkém rozsahu otáček nemůže generovat potřebný plnicí tlak, bude tlakový rozdíl mezi aktuálním plnicím tlakem a potřebným plnicím tlakem kompenzován aktivací elektrického přídavného kompresoru. K tomu účelu vypočte systém řízení motoru pro požadovaný plnicí tlak určené otáčky přídavného kompresoru.

Přídavný kompresor bude ve spektru otáček do 3000/min řízen interní sběrnicí CAN řídicí jednotky ME.

Použitý chladicím prostředkem chlazený elektrický přídavný kompresor s výkonem přes 5  kW zajišťuje ještě spontánnější nárůst plnicího tlaku. Je umístěn na studené straně motoru krátce před vstupem do chladiče plnicího vzduchu a dosahuje do 300  ms otáček až 70.000/min a maximální tlakový poměr 1,45.

Během aktivace přídavného kompresoru jsou pro kontrolu plnicího tlaku zaznamenávány signály snímače tlaku a teploty za škrticí klapkou. Pokud běží výfukové turbodmychadlo samostatně, měří se tlak snímačem tlaku a teploty za výfukovým turbodmychadlem.

Elektrický přídavný kompresor je umístěn na levé straně motoru za chladičem plnicího vzduchu mezi výfukovým turbodmychadlem a škrticí klapkou.

Zjištěné poruchy jsou odeslány do řídicí jednotky ME a zde uloženy jako chyby. XENTRY Diagnostics může být využita k manuálnímu zadání požadovaných otáček.

Čistění výfukových plynů

Jako člen nové skupiny motorů i M 256 odpovídá koncepci na motor napojené blokace nezbytného objemu katalyzátoru za účelem usnadnění co nejrychlejšího možného ohřevu po studeném startu. Navíc je M 256 vybaven moderním filtrem pevných částic zážehového motoru (OPF).

Použitý katalytický potah byl nově vyvinut a je také optimalizován z hlediska protitlaku. Lambda regulace probíhá přes lineární lambda sondu před katalyzátorem a skokovou sondu mezi oběma katalyzátory.

Celý box katalyzátoru je kompletně izolován a konstruován jako modulární systém tak, že příslušný nárůst emisí splňuje celosvětově emisní předpisy. V prvním demontážním stupni spodku vozidla umístěný filtr pevných částic zážehového motoru (OPF) poskytuje v současnosti efektivní možnost výrazného snížení produkce pevných částic. Funkce technologie OPF vychází z koncepce filtru pevných částic. Kromě dostatečně vysokého stupně separace částic je nejnižší možné zvýšení zpětného tlaku výfukových plynů vlivem OPF rozhodujícím faktorem pro použití ve vozidle.

Samotný objem OPF byl zvolen tak, aby na jedné straně zajistil optimální filtrační účinnost a na druhé straně byl k dispozici dostatečný objem pro ukládání spalin v OPF s rostoucím počtem ujetých kilometrů. Souhrnně tak nabízí modulárně konstruovaný koncept vysoce výkonný systém čištění výfukových plynů s optimalizací zpětného tlaku, který si s emisemi poradí i v reálných podmínkách jízdy (emise při vysoké výkonové hustotě) nového M 256.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Čistění výfukových plynů

30

Box katalyzátoru

31

Filtr částic zážehového motoru

P14.00-2180-75

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Uspořádání výfukového systému

30

Box katalyzátoru

31

Filtr částic zážehového motoru

32

Prostřední tlumič hluku

33

Dodatečný tlumič hluku

G3/1

Lambda sonda za katalyzátorem

G3/2

Lambda sonda před katalyzátorem

M16/53

Přestavovací motor klapky výfukových plynů vlevo

M16/54

Přestavovací motor klapky výfukových plynů vpravo

P49.00-2199-75

Výfukový systém

Hlavní úkoly výfukového systému jsou:

Čistění spalných plynů.

Odvod spalných výfukových plynů z vozidla

Tlumení tlakových rázů, které se vyskytují při explozivním spalování ve spalovacím prostoru.

Snížení emisí hluku

Konstrukce výfukového systému má významný vliv na dostupný točivý moment v rozsahu použitelných otáček motoru.

Výfukový systém je pasivně zapojen do plnicího cyklu, tvar systému ovlivňuje vibrace výfukových plynů, které se v něm vyskytují. Tyto vibrace podporují odtok spalin ze spalovacího prostoru s otevřeným výfukovým ventilem.

S variabilním časováním a výfukovým systémem ovládaným klapkami je dosaženo nejlepšího výsledku.

Přestavovací motory klapky výfukových plynů ovládají pro optimalizaci hluku výfukového systému klapky výfukových plynů v příslušné koncové trubce výfuku.

Přestavovací motory klapky výfukových plynů jsou aktivovány řídicí jednotkou hnacího ústrojí (N127) v závislosti na průběhu křivky.

Přitom mohou být klapky výfukových plynů úplně uzavřeny nebo otevřeny nebo jsou postupně nastavovány v uložené poloze v závislosti na průběhu křivky.

Přestavovací motory klapky výfukových plynů jsou diagnostikovatelné a při neotevření klapek výfukových plynů poskytují zpětné hlášení řídicí jednotce hnacího ústrojí, která pak sníží výkon motoru.

Podle nastaveného jízdního programu jsou v řídicí jednotce uložena různá pole charakteristik pro otevírání klapek výfukových plynů.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru vpředu vpravo

25

Termostat chladicí kapaliny

M75/11

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

P01.10-3415-06

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny je uloženo vpředu vpravo u motoru pod výfukovým systémem.

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny zajišťuje potřebou řízený oběh chladicí kapaliny ve vysokoteplotním okruhu motoru.

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny je řízeno řídicí jednotkou ME (N3/10) signálem LIN. Přitom je řízeno podle vyhodnocení následujících signálů:

Teplota chladicí kapaliny

Požadavek na vytápění

Otáčky motoru

Točivý moment motoru

Při teplotě chladicí kapaliny pod 75 ° je elektrické čerpadlo chladicí kapaliny deaktivováno, pokud řídicí jednotka klimatizace (N22/1) nevyžaduje výkon elektrického čerpadla chladicí kapaliny.

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

P20.10-2499-79

Chladicí okruh motoru

1

Chladič motoru

M75/11

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

2

Vyrovnávací nádržka

R48

Topný článek termostatu chladicí kapaliny

3

Výfukové turbodmychadlo

A

Zpětné vedení horké chladicí kapaliny

4

Spalovací motor

B

Přívod chladné chladící kapaliny

5

Olejový modul s chladičem motorového oleje

C

Odvzdušnění/vyrovnání hladiny chladicí kapaliny

6

Zpětné potrubí topení

D

Chladná chladicí kapalina, zpětné potrubí topení

7

Výstupní potrubí topení

Nízkoteplotní okruhy 1 a 2

Popis součásti nízkoteplotního okruhu

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

P20.00-2599-79

Náhled nízkoteplotního okruhu

9

Chladič plnicího vzduchu (mezichladič)

M43/6

Oběhové čerpadlo 1 nízkoteplotního okruhu

11

Chladič oleje převodovky

M43/7

Oběhové čerpadlo 2 nízkoteplotního okruhu

13

Chladič nízkoteplotního okruhu 2

M60/1

Elektrický přídavný kompresor

14

Chladič nízkoteplotního okruhu 1

N129

Řídicí jednotka startalternátoru

15

Vyrovnávací nádržka chladicí kapaliny nízkoteplotního okruhu 1 a 2

Y73/1

Přepínací ventil nízkoteplotního okruhu

A79

Integrovaný startalternátor

A

Nízkoteplotní okruh 2

B10/13

Snímač teploty nízkoteplotního okruhu

B

Nízkoteplotní okruh 1

G1/3

Akumulátor 48V palubní sítě

C

Vedení chladicí kapaliny vyrovnávací nádržky

Elektrický kompresor chladiva

Elektrický kompresor chladiva se nachází vlevo u motoru.

Elektrický kompresor chladiva je uzpůsoben k nasávání a kompresi chladiva. Elektrický kompresor chladiva je v závislosti na teplotě výparníku kontinuálně řízen podle otáček od 700  do  9000/min.

Elektrický kompresor chladiva se vypíná v závislosti na venkovní teplotě, teplotě vysokonapěťového akumulátoru a v případě nehody. Pokud je venkovní teplota  <  2 °, je elektrický kompresor chladiva za běžných podmínek vypnutý.

Řídicí jednotka klimatizace (N22/1) řídí elektrický kompresor chladiva přes sběrnici LIN řízení klimatizace 2 (LIN B8-2).

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Náhled motoru vpředu vlevo

A9/5

Elektrický kompresor chladiva

M75/11

Elektrické čerpadlo chladicí kapaliny

P01.10-3414-06

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Elektrický kompresor chladiva (A9/5)

1

Spirálový kompresor

A9/5

Elektrický kompresor chladiva

A9/5m1

Elektromotor kompresoru chladiva

A9/5n1

Řídicí jednotka a výkonová elektronika kompresoru chladiva

P83.55-2199-81

Nástavba

Řídicí jednotka elektrického kompresoru chladiva reguluje otáčky elektromotoru a množství chladiva.

Elektromotor pohání spirálový kompresor.

Ten se skládá ze dvou vnořených spirál, z nichž jedna je pevně spojena s pouzdrem a druhá se pohybuje do kruhu v té první.

Spirály přitom tvoří uvnitř vinutí několik stále menších komor. Takto stlačené chladivo dosáhne těmito komorami středu, kde odtéká zhutněné.

Údržba

Aktuální strategie údržby Mercedes-Benz platí i pro M 256, odchylky pro jednotlivé země jsou možné:

Evropa: fixní intervaly údržby s intervalem “každých 25.000  km/12  měsíců“.

Čína: fixní intervaly údržby s intervalem “každých 10.000  km/12  měsíců“.

Spojené státy americké: fixní intervaly údržby s intervalem “každých 10.000  mil/12  měsíců“.

Servisní rozsah A a B vždy střídavě

Doplňkové práce probíhají v těchto intervalech (příklad pro Evropu):

Výměna vložky vzduchového filtru: každých 75.000  km/ každé 3  roky

Výměna zapalovacích svíček: každých 75.000  km/každé 3  roky

Výměna palivového filtru, zážehové motory: 200.000  km/10  let

Vypouštění motorového oleje

M 256 již nemá sací olejové potrubí a proto ani měrku oleje.

Vypouštění motorového oleje probíhá přes výpustný šroub olejové vany. Kontrola hladiny motorového oleje probíhá přes snímač v olejové vaně a přes zobrazení na sdruženém přístroji. To je vyvoláváno tlačítky na volantu.

Postup měření hladiny motorového oleje/výměny motorového oleje viz dokument WIS AP18.00-P-1812MKI (na příkladu OM 654 v typu 213).

Motorové oleje

Kvůli použití filtru pevných částic zážehového motoru (OPF) se u tohoto motoru pro výměnu motorového oleje analogicky s motory s filtrem pevných částic (DPF) používá motorový olej s nízkým obsahem popelovin. Následující motorové oleje jsou schváleny pro servis v souladu s předpisy provozních látek Mercedes-Benz:

229.51

229.52

229.61

229.71

Technická data:

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Znázorněn M 256 E 30 DEH LA R

A

Křivka výkonu

B

Křivka točivého momentu

P01.00-3720-76

Přehled novinek/změn při zavedení nového řadového motoru M 256

Znázorněn M 256 E 30 DEH LA G

A

Křivka výkonu

B

Křivka točivého momentu

P01.00-3721-76

Varianty M 256 pro uvedení na trh v typu 222

M  256

Zdvihový objem v litrech

Výkon (bez ISG) v kW

Točivý moment (bez ISG) v Nm

M 256 E30 DEH LA R

3,0

270

500

M 256 E30 DEH LA G

3,0

320

520

Technické údaje M 256

Motor

M 256 E30 DEH LA R (redukovaný výkon)

M 256 E30 DEH LA G (zvýšený výkon)

Uspořádání/počet válců

Řada/6

Řada/6

Rozteč válců v mm

90

90

Vrtání x zdvih v mm

83 x 92

83 x 92

Zdvih/vrtání

1,1

1,1

Zdvihové objemy v cm3

2999

2999

Komprese v ε

10,5

10,5

Jmenovitý výkon kW při ot./min

270  při  5500  až  6100

320  při  5900  až  6100

Specifický výkon v kW/l

90

106,7

Maximální točivý moment Nm při ot./min

500  při  1800  až  4500

520  při  1800  až  5500

Varianta výfukových plynů

Emisní norma Euro 6 2

Emisní norma Euro 6 2