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OM 656 - die neue 6-ZylinderReihenmotoren-Generation
Der neue Reihensechszylinder OM 656 wird zur Modelpflege 2017 mit zwei Leistungsvarianten, dem 350 d mit 210 kW und dem 400 d mit 250 kW in der Baureihe 222 eingesetzt. Er löst somit den V6Dieselmotor OM 642 ab.
Die neue Motorengeneration zeichnet sich durch folgende Komponenten und Systeme aus:
Eine in dem Kurbelgehäuse integrierte Ölpumpe
Zahnradtrieb in Kombination mit einer Steuerkette auf der Schwungradseite für den Antrieb der Hochdruckpumpe, der Ölpumpe und der beiden Nockenwellen
Optimiertes Wärmemanagement
Zweistufige Abgasrückführung (AGR) mit kühlmittelgekühltem Vorkühler und Abgasrückführkühler mit schaltbarem Bypass
Zylinderkopf mit 2-teiligem Kühlmittelmantel
Schnellglühsystem mit Glühendstufe
Lastfallgesteuerte Vor- und Nacheinspritzungen
Kraftstoffinjektoren mit Piezoventilen
2-stufiger Abgasturbolader mit elektronischem Ladedrucksteller
Kombinierte, motornahe Abgasreinigungsanlage
CAMTRONIC an den Auslassventilen
Motoransicht von oben |
B4/6 | Kraftstoffdruck-Sensor Hochdruck |
B19/11 | Temperatursensor vor Abgasturbolader |
B157/2 | Temperatursensor Abgasrückführung Niederdruck |
N3/9 | Steuergerät CDI |
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Motoransicht von oben |
B6/1 | Hallsensor Nockenwelle |
R39/1 | Heizelement Entlüftungsleitung |
Y27/7 | Abgasrückführstellglied Niederdruck |
Y27/8 | Abgasrückführstellglied Hochdruck |
Y49/22 | Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 1 und 2 |
Y49/23 | Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 3 und 4 |
Y49/24 | Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 5 und 6 |
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Motoransicht von links |
B4/6 | Kraftstoffdruck-Sensor Hochdruck |
B4/7 | Kraftstoffdruck-Sensor |
B5/4 | Ladedrucksensor Niederdruck-Abgasturbolader |
B50 | Kraftstofftemperatur-Sensor |
M55 | Stellmotor Einlasskanalabschaltung |
Y31/5 | Druckwandler Ladedruckregelung |
Y31/6 | Druckwandler Wastegate |
Y74 | Druckregelventil |
Y130 | Ventil Pumpe Motoröl |
Y131 | Absperrventil Ölspritzdüsen |
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Motoransicht von hinten links |
B1 | Motoröltemperatur-Sensor |
B5/4 | Ladedrucksensor Niederdruck-Abgasturbolader |
B42 | Drucksensor Motoröl |
R9/1 | Glühkerze Zylinder 1 |
R9/2 | Glühkerze Zylinder 2 |
R9/3 | Glühkerze Zylinder 3 |
R9/4 | Glühkerze Zylinder 4 |
R9/5 | Glühkerze Zylinder 5 |
R9/6 | Glühkerze Zylinder 6 |
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Motoransicht von vorn |
B2/5 | Heißfilm-Luftmassensensor |
B5/1 | Ladedrucksensor |
B17/8 | Temperatursensor Ladeluft |
B40/6 | Füllstandssensor Motoröl |
B60 | Abgasdrucksensor |
N37/12 | Steuergerät NOx-Sensor vor Dieseloxidationskatalysator |
Y85 | Umschaltventil Bypass Abgasrückführkühler |
Y133 | Umschaltventil Kühlmittelpumpe |
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Motoransicht von rechts |
B11/4 | Kühlmitteltemperatur-Sensor |
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Motoransicht von links |
1 | Ladeluftkühler |
B17/8 | Temperatursensor Ladeluft |
M16/6 | Drosselklappensteller |
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Motoransicht von hinten |
B28/18 | Differenzdrucksensor Abgasrückführung Niederdruck |
B70 | Hallsensor Kurbelwelle |
N14/2 | Glühendstufe |
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Motoransicht von unten |
B40/6 | Füllstandssensor Motoröl |
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Ansicht Kraftstoff-Hochdrucksystem |
1 | Kraftstoff-Hochdruckpumpe |
B4/6 | Kraftstoffdruck-Sensor Hochdruck |
Y74 | Druckregelventil |
Y76/1 | Kraftstoffinjektor Zylinder 1 |
Y76/2 | Kraftstoffinjektor Zylinder 2 |
Y76/3 | Kraftstoffinjektor Zylinder 3 |
Y76/4 | Kraftstoffinjektor Zylinder 4 |
Y76/5 | Kraftstoffinjektor Zylinder 5 |
Y76/6 | Kraftstoffinjektor Zylinder 6 |
Y94 | Mengenregelventil |
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Teilansicht Abgasanlage |
1 | Verdampferplatten |
2 | Dieselpartikelfilter/SCR-Katalysator |
3 | Dieseloxidationskatalysator |
B19/7 | Temperatursensor vor Katalysator |
B19/9 | Temperatursensor vor Dieselpartikelfilter |
N37/12 | Steuergerät NOx-Sensor vor Dieseloxidationskatalysator |
N37/12b1 | NOx-Sensor vor Dieseloxidationskatalysator |
Y129 | Dosierventil AdBlue® |
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Ansicht Motorleitungssätze |
A | Leitungssatz Kurbelgehäuse |
B | Leitungssätze Zylinderkopf und Ansaugluftsystem |
C | Leitungssatz Abgasanlage |
D | Leitungssatz Einspritzung |
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Ansicht Unterdrucksystem |
M16/7 | Stellglied Ladedruckregelklappe |
Y27/7 | Abgasrückführstellglied Niederdruck |
Y27/8 | Abgasrückführstellglied Hochdruck |
Y31/5 | Druckwandler Ladedruckregelung |
Y31/6 | Druckwandler Wastegate |
Y85 | Umschaltventil Bypass Abgasrückführkühler |
Y133 | Umschaltventil Kühlmittelpumpe |
A | Unterdruckleitungen |
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Ansicht Abgasturbolader |
M16/7 | Stellglied Ladedruckregelklappe |
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Motormechanik
Die Mechanik beim Motor OM 656 ist auf höchste Effizienz, vorteilhafte Thermodynamikeigenschaften und geringste Reibungsverluste in ihrer Grundarchitektur ausgelegt. Diese unterschiedlichen Anforderungen werden durch die folgenden Maßnahmen erreicht:
NANOSLIDE® Beschichtung der Zylinderlaufflächen
Einsatz von Stahlkolben
Geschränktes Triebwerk (d. h., die Zylinderbohrungen sind gegenüber der Kurbelwellenachse zur kalten Seite hin versetzt)
Optimierter Steuerungsantrieb
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Kühlmittelkreislauf schematisch dargestellt |
1 | Kühlmittel-Ausgleichsbehälter | 9 | Abgasrückführkühler Niederdruck | M13/5 | Umwälzpumpe Kühlmittel | ||
2 | Motorkühler | 10 | Getriebeöl-Wärmetauscher | M43/6 | Umwälzpumpe 1 Niedertemperatur-Kreislauf | ||
3 | Niedertemperaturkühler | 11 | Heizungswärmetauscher | Y73/1 | Umschaltventil Niedertemperatur-Kreislauf | ||
4 | Abgasrückführkühler Hochdruck | 12 | Kühlmittelpumpe | Y129 | Dosierventil AdBlue® | ||
5 | Motorölwärmetauscher | 13 | Ladeluftkühler | A | Kühlmittel kalt | ||
6 | Kühlmittelthermostat | 14 | Waschwasserbehälter | B | Kühlmittel warm | ||
7 | Abgasturbolader | B10/13 | Temperatursensor Niedertemperatur-Kreislauf | C | Niedertemperatur-Kreislauf | ||
8 | Kurbelgehäuse | B11/4 | Kühlmitteltemperatur-Sensor | D | Entlüftung Kühlmittelkreislauf |
Wärmemanagement
Der Motor OM 656 verfügt über ein optimiertes Wärmemanagement, wodurch die thermodynamische Effizienz des Motors signifikant gesteigert wird. Diese Steigerung erfolgt unter anderem durch eine elektrische Zusatzpumpe, die unabhängig vom Hochtemperatur-Kreislauf angesteuert wird und somit eine bedarfsgerechte Kühlung der Komponenten sicherstellen kann. Zusätzlich wird ein Ringschieberthermostat eingesetzt. Dieses Ringschieberthermostat ist für geringe druckverlustarme Strömungsquerschnitte konzipiert und erreicht eine Volumenstrom von 290 l/min.
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Stellungen Ringschieberthermostat |
A | Stellung Volldrosselung | B | Stellung Mischbetrieb | C | Stellung Kühlerbetrieb |
Emissionen
Der OM 656 ist auf zukünftige Emissionsgesetzgebung RDE (Real Driving Emissions) ausgelegt. Alle für effiziente Emissionsminderung relevante Komponenten (Dieseloxidationskatalysator, Dieselpartikelfilter, AdBlue® System) sind direkt am Motor verbaut. Durch motornahe Anordnung hat die Abgasnachbehandlung einen geringen Wärmeverlust und günstigste Arbeitsbedingungen. Verstärkt wird dies durch die schaltbare Auslassnockenwelle CAMTRONIC. Sie unterstützt die verbrauchsneutrale Aufheizung der Abgasanlage. Der OM 656 verfügt über eine Mehrwege-Abgasrückführung (AGR), die gekühlte Hochdruck und Niederdruck-Abgasrückführung kombiniert. So kann die Rohemission des Motors im gesamten Kennfeld bei verbrauchsgünstiger Lage des Verbrennungsschwerpunkts deutlich weiter abgesenkt werden.
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Abgasrückführung schematisch dargestellt |
1 | Abgasrückführkühler Hochdruck | 9 | Ladeluftkühler | A | Ansaugluft | ||
2 | Dieseloxidationskatalysator | B2/5 | Heißfilm-Luftmassensensor | B | Ladeluft (ungekühlt) | ||
3 | Dieselpartikelfilter/SCR-Katalysator | M16/6 | Drosselklappensteller | C | Niederdruck-Abgasrückführung | ||
4 | OM 656 | M16/7 | Stellglied Ladedruckregelklappe | D | Hochdruck-Abgasrückführung | ||
5 | Ladeluftverteiler | M16/57 | Abgasklappensteller | E | Ladeluft (gekühlt) | ||
6 | Abgasturbolader | M55 | Stellmotor Einlasskanalabschaltung | F | Abgas | ||
7 | Abgaskrümmer | Y27/7 | Abgasrückführstellglied Niederdruck | ||||
8 | Abgasrückführkühler Niederdruck | Y27/8 | Abgasrückführstellglied Hochdruck |
Abgasrückführung
Um die Rohemissionen des Motors zu verringern, wird beim OM 656 eine Mehrwege-Abgasrückführung eingesetzt. Diese bestehen aus einem Hochdruck- und einem Niederdruck-Abgasrückführpfad. Die Abgasrückführung ist vom Leerlauf bis zum oberen Teillastbereich aktiv. Die rückgeführten Abgase werden gekühlt und anschließend erneut der Ladeluft (gekühlt) zugeführt. Erzielte Effekte durch die Rückführung:
Reduzierung der Sauerstoff (O2)-Konzentration im Brennraum
Reduzierung der Verbrennungstemperatur durch Verringerung der Verbrennungsgeschwindigkeit
Reduzierung der Verbrennungstemperatur durch die im Vergleich zur Ansaugluft höhere Wärmekapazität des rückgeführten Abgases
Wärmekapazität
Die Wärmekapazität ist eine Stoffeigenschaft und gibt an, wie viel Wärme ein Stoff pro Temperaturänderung speichern kann.
Teilansicht Nockenwelle mit CAMTRONIC |
Y49/22 | Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 1 und 2 |
Y49/23 | Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 3 und 4 |
Y49/24 | Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 5 und 6 |
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CAMTRONIC
Um die gewünscht schnelle Wirksamkeit der Abgasreinigung zu erreichen, wird erstmals die schaltbare Auslassnockenwelle CAMTRONIC bei Dieselmotoren eingesetzt.
Das Steuergerät CDI steuert bei niedriger Motorlast das Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 1 und 2, das Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 3 und 4 und das Stellglied CAMTRONIC Auslass Zylinder 5 und 6 an. Durch diese Ansteuerung wird ein zweiter Hub der Auslassnockenwelle ausgelöst. Dieser Zweithub bewirkt eine Rückströmung von heißen Abgasen in den Brennraum. Diese ungekühlten Abgase erhöhen die Temperatur im Brennraum, was wiederum eine frühere Wirksamkeit der Abgasreinigung zur Folge hat.
Aufladung schematisch dargestellt |
1 | Ladeluftkühler |
2 | Einlasskrümmer |
M16/7 | Stellglied Ladedruckregelklappe |
A | Abgas |
B | Frischluft |
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2-stufige Aufladung
Je nach Lastzustand des Motors wird der notwendige Ladedruck durch den Hochdruck- und den Niederdruck-Abgasturbolader oder allein durch den Niederdruck-Abgasturbolader erzeugt. Bei der Aufladung durch den Hochdruck- und den Niederdruck-Abgasturbolader wird in Abhängigkeit vom benötigten Ladedruck ein größerer oder kleinerer Anteil des Abgasstroms im Abgasturbinengehäuse Hochdruck-Abgasturbolader vor dem Turbinenrad Hochdruck-Abgasturbolader direkt zum Turbinenrad Niederdruck-Abgasturbolader geleitet. Dadurch wird das Turbinenrad Hochdruck-Abgasturbolader mit mehr oder weniger Abgasenergie angetrieben.
Die Verteilung des Abgasstroms wird durch die Stellung der Ladedruckregelklappe geregelt. Dabei sind das Wastegate und das Rückschlagventil geschlossen. Ist der Niederdruck-Abgasturbolader in der Lage, den gesamten Ladedruck allein aufzubauen, erfolgt der Ladedruckaufbau durch den Niederdruck-Abgasturbolader. Das Rückschlagventil wird geöffnet und die verdichtete Ladeluft des Niederdruck-Abgasturboladers wird am Verdichterradgehäuse Hochdruck-Abgasturbolader vorbeigeleitet. Der Ladedruck wird über das Wastegate begrenzt.
Schnittbild Abgasturbolader |
1 | Niederdruck-Abgasturbolader |
2 | Hochdruck-Abgasturbolader |
M16/7 | Stellglied Ladedruckregelklappe |
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Leistungsdiagramm OM 656 |
A | Drehmoment in Nm |
B | Drehzahl in 1/min |
C | Leistung in kW |
D | OM 656 mit 210 kW |
E | OM 656 mit 250 kW |
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Wartung
Die aktuelle Mercedes-Benz Wartungsstrategie gilt auch für den OM 656, länderspezifische Abweichungen sind möglich:
ECE: fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall “alle 25.000 km/12 Monate“
CHN: fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall “alle 10.000 km/12 Monate“
USA: fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall “alle 10.000 mi/12 Monate“
Service A und B immer im Wechsel
Zusatzarbeiten erfolgen in diesen Intervallen (Beispiel ECE):
Luftfiltereinsatz erneuern: alle 75.000 km/3 Jahre
Kraftstofffilter erneuern bei Dieselmotoren: alle 75.000 km/3 Jahre
Neu: Ablassen des Motoröls:
Der Motor OM 656 hat kein Ölmessstabrohr mehr und somit auch keinen Ölmessstab. Das Ablassen des Motoröls erfolgt durch eine Ablassschraube an der Ölwanne. Die Prüfung des Motorölfüllstandes erfolgt über einen Sensor in der Ölwanne und über die Anzeige im Kombiinstrument. Diese wird über die Lenkradtasten aufgerufen.
Einheit | OM 642 LS D30 SCR | OM 656 D29 R SCR | OM 656 D29 SCR | |
Zylinderzahl | – | 6 | 6 | 6 |
Bauform | – | V | Reihe | Reihe |
Anzahl Ventile/Zylinder | – | 4 | 4 | 4 |
Einzylindervolumen | cm3 | 498 | 488 | 488 |
Hubvolumen | cm3 | 2987 | 2927 | 2927 |
Zylinderabstand | mm | 106 | 90 | 90 |
Bohrung | mm | 83 | 82 | 82 |
Hub | mm | 92,0 | 92,4 | 92,4 |
Hub/Bohrung | 1,11 | 1,13 | 1,13 | |
Nennleistung | kW | 190 | 210 | 250 |
bei 1/min | 3600 | 4000 | 4000 | |
Maximales Drehmoment | Nm | 620 | 600 | 700 |
bei 1/min | 1600...2400 | 1200...3200 | 1200...3200 | |
Verdichtung | | 15,5 | 15,5 | 15,5 |
Einspritzdruck | bar | 1800 | 2500 | 2500 |