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OM 656 - la nuova generazione di motori a 6 cilindri in linea
Il nuovo motore a sei cilindri in linea OM 656 viene impiegato in occasione del restyling 2017 con due varianti di potenza, il 350 d con 210 kW e il 400 d con 250 kW nella serie 222. Esso prende quindi il posto del motore diesel V6 OM 642.
La nuova generazione di motori si contraddistingue per i seguenti componenti e sistemi:
Una pompa dell'olio integrata nel basamento
Rotismo dentato in combinazione con una catena di distribuzione sul lato volano per l'azionamento della pompa di alta pressione, della pompa dell'olio e di entrambi gli alberi a camme
Gestione termica ottimizzata
Sistema di ricircolo dei gas di scarico (AGR) a due stadi con preradiatore raffreddato a liquido di raffreddamento e radiatore per i gas di scarico di ricircolo con bypass inseribile
Testata cilindri con camicia di liquido di raffreddamento a 2 pezzi
Sistema di preriscaldamento rapido con stadio finale di incandescenza
Preiniezioni e postiniezioni comandate in funzione del carico
Iniettori di carburante con valvole piezoelettriche
Turbocompressore a gas di scarico con attuatore pressione di sovralimentazione elettronico a 2 stadi
Impianto di depurazione dei gas di scarico in prossimità del motore, combinato
CAMTRONIC sulle valvole di scarico
Vista del motore dall'alto |
B4/6 | Sensore della pressione del carburante, alta pressione |
B19/11 | Sensore di temperatura a monte del turbocompressore a gas di scarico |
B157/2 | Sensore di temperatura ricircolo gas di scarico pressione bassa |
N3/9 | Centralina di comando CDI |
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Vista del motore dall'alto |
B6/1 | Sensore di Hall albero a camme |
R39/1 | Elemento termico tubazione di sfiato |
Y27/7 | Attuatore per il ricircolo dei gas di scarico bassa pressione |
Y27/8 | Attuatore per il ricircolo dei gas di scarico alta pressione |
Y49/22 | Attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 1 e 2 |
Y49/23 | Attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 3 e 4 |
Y49/24 | Attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 5 e 6 |
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Vista motore dal lato sinistro |
B4/6 | Sensore della pressione del carburante, alta pressione |
B4/7 | Sensore di pressione del carburante |
B5/4 | Sensore della pressione di sovralimentazione turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione |
B50 | Sensore della temperatura del carburante |
M55 | Servomotore esclusione del condotto di immissione |
Y31/5 | Convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione |
Y31/6 | Convertitore di pressione waste-gate |
Y74 | Valvola di regolazione pressione |
Y130 | Valvola pompa olio motore |
Y131 | Valvola di intercettazione spruzzatore olio |
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Vista del motore dal lato posteriore sinistro |
B1 | Sensore temperatura dell'olio del motore |
B5/4 | Sensore della pressione di sovralimentazione turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione |
B42 | Sensore di pressione olio motore |
R9/1 | Candeletta ad incandescenza cilindro 1 |
R9/2 | Candeletta ad incandescenza cilindro 2 |
R9/3 | Candeletta ad incandescenza cilindro 3 |
R9/4 | Candeletta ad incandescenza cilindro 4 |
R9/5 | Candeletta ad incandescenza cilindro 5 |
R9/6 | Candeletta ad incandescenza cilindro 6 |
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Vista del motore dal lato anteriore |
B2/5 | Sensore di massa d'aria a film caldo |
B5/1 | Sensore della pressione di sovralimentazione |
B17/8 | Sensore temperatura aria di sovralimentazione |
B40/6 | Sensore del livello di riempimento olio motore |
B60 | Sensore della pressione dei gas di scarico |
N37/12 | Centralina di comando sensore di NOx a monte del catalizzatore ossidante diesel |
Y85 | Valvola di commutazione bypass radiatore ricircolo gas di scarico |
Y133 | Valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento |
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Vista del motore dal lato destro |
B11/4 | Sensore temperatura del liquido di raffreddamento |
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Vista motore dal lato sinistro |
1 | Intercooler |
B17/8 | Sensore temperatura aria di sovralimentazione |
M16/6 | Attuatore della valvola a farfalla |
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Vista del motore dal lato posteriore |
B28/18 | Sensore di pressione differenziale ricircolo gas di scarico pressione bassa |
B70 | Sensore di Hall albero motore |
N14/2 | Stadio finale incandescenza |
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Vista del motore dal basso |
B40/6 | Sensore del livello di riempimento olio motore |
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Vista del sistema di alta pressione del carburante |
1 | Pompa di alta pressione carburante |
B4/6 | Sensore della pressione del carburante, alta pressione |
Y74 | Valvola di regolazione pressione |
Y76/1 | Iniettore di carburante cilindro 1 |
Y76/2 | Iniettore di carburante cilindro 2 |
Y76/3 | Iniettore di carburante cilindro 3 |
Y76/4 | Iniettore di carburante cilindro 4 |
Y76/5 | Iniettore di carburante cilindro 5 |
Y76/6 | Iniettore di carburante cilindro 6 |
Y94 | Valvola di regolazione della portata |
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Vista parziale impianto di scarico |
1 | Piastre dell'evaporatore |
2 | Filtro particolato diesel / catalizzatore SCR |
3 | Catalizzatore ossidante diesel |
B19/7 | Sensore di temperatura a monte del catalizzatore |
B19/9 | Sensore di temperatura a monte del filtro per il particolato diesel |
N37/12 | Centralina di comando sensore di NOx a monte del catalizzatore ossidante diesel |
N37/12b1 | Sensore di NOx a monte del catalizzatore ossidante diesel |
Y129 | Valvola di dosaggio AdBlue® |
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Vista dei fasci di cavi del motore |
A | Fascio di cavi basamento |
B | Fasci di cavi testata cilindri e sistema di aspirazione dell'aria |
C | Fascio di cavi impianto di scarico |
D | Fascio di cavi iniezione |
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Vista sistema a depressione |
M16/7 | Attuatore valvola per la regolazione della pressione di sovralimentazione |
Y27/7 | Attuatore per il ricircolo dei gas di scarico bassa pressione |
Y27/8 | Attuatore per il ricircolo dei gas di scarico alta pressione |
Y31/5 | Convertitore di pressione regolazione della pressione di sovralimentazione |
Y31/6 | Convertitore di pressione waste-gate |
Y85 | Valvola di commutazione bypass radiatore ricircolo gas di scarico |
Y133 | Valvola di commutazione pompa liquido di raffreddamento |
A | Tubazioni a depressione |
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Visualizza turbocompressore a gas di scarico |
M16/7 | Attuatore valvola per la regolazione della pressione di sovralimentazione |
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Meccanica del motore
La parte meccanica nel motore OM 656 nella sua architettura base è studiata per ottenere la massima efficienza, caratteristiche termodinamiche vantaggiose e perdite per attrito minime. Questi requisiti molto diversi tra loro vengono raggiunti tramite le seguenti misure:
Rivestimento NANOSLIDE®delle superfici di scorrimento dei cilindri
Impiego di pistoni in acciaio
Manovellismo disassato (ossia gli alesaggi rispetto all'asse dell'albero motore sono spostati verso il lato freddo)
Azionamento della distribuzione ottimizzato
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Circuito del liquido di raffreddamento, illustrazione schematica |
1 | Serbatoio di compensazione del liquido di raffreddamento | 9 | Radiatore gas di scarico di ricircolo pressione bassa | M13/5 | Pompa di circolazione liquido di raffreddamento | ||
2 | Radiatore motore | 10 | Scambiatore di calore olio del cambio | M43/6 | Pompa di circolazione 1 circuito a bassa temperatura | ||
3 | Radiatore a bassa temperatura | 11 | Scambiatore di calore impianto di riscaldamento | Y73/1 | Valvola di commutazione circuito a bassa temperatura | ||
4 | Radiatore gas di scarico di ricircolo alta pressione | 12 | Pompa del liquido di raffreddamento | Y129 | Valvola di dosaggio AdBlue® | ||
5 | Scambiatore di calore per olio motore | 13 | Intercooler | A | Liquido di raffreddamento freddo | ||
6 | Termostato del liquido di raffreddamento | 14 | Serbatoio liquido lavacristalli | B | Liquido di raffreddamento caldo | ||
7 | Turbocompressore a gas di scarico | B10/13 | Sensore di temperatura circuito a bassa temperatura | C | Circuito a bassa temperatura | ||
8 | Basamento | B11/4 | Sensore temperatura del liquido di raffreddamento | D | Sfiato circuito del liquido di raffreddamento |
Gestione del calore
Il motore OM 656 dispone di una gestione termica ottimizzata, il che permette di incrementare in misura significativa l'efficienza termodinamica del motore. Questo incremento avviene tra l'altro tramite una pompa ausiliaria elettrica che viene attivata in modo indipendente dal circuito ad alta temperatura e che può quindi assicurare un raffreddamento dei componenti in funzione del fabbisogno. Viene inoltre impiegato un termostato a corpo cilindrico. Questo termostato a corpo cilindrico è concepito per sezioni di flusso piccole con perdite di pressione contenute e raggiunge una portata volumetrica di 290 l/min.
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Posizioni termostato della valvola di regolazione |
A | Posizione strozzamento completo | B | Posizione funzionamento misto | C | Posizione funzionamento radiatore |
Emissioni
L'OM 656 è studiato per poter adempiere la futura legislazione sulle emissioni RDE (Real Driving Emissions). Tutti i componenti rilevanti per una riduzione efficace delle emissioni (catalizzatore ossidante diesel, filtro antiparticolato per motori diesel, sistema AdBlue®) sono montati direttamente sul motore. Grazie alla disposizione in prossimità del motore, il post-trattamento dei gas di scarico ha una perdita di calore ridotta e dispone di condizioni di lavoro molto favorevoli. Ciò viene ulteriormente rafforzato dall'albero a camme di scarico commutabile CAMTRONIC. Esso supporta un riscaldamento dell'impianto di scarico che non incide sui consumi. L'OM 656 dispone di un ricircolo gas di scarico a vie multiple (AGR) che combina un sistema raffreddato di ricircolo dei gas di scarico ad alta pressione e a bassa pressione. Ciò consente di abbattere ulteriormente di una misura notevole le emissioni grezze del motore nell'intera mappatura, con una posizione del centro di combustione vantaggioso in termini di contenimento dei consumi.
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Rappresentazione schematica del ricircolo gas di scarico |
1 | Radiatore gas di scarico di ricircolo alta pressione | 9 | Intercooler | A | Aria di aspirazione | ||
2 | Catalizzatore ossidante diesel | B2/5 | Sensore di massa d'aria a film caldo | B | Aria di sovralimentazione (non raffreddata) | ||
3 | Filtro particolato diesel / catalizzatore SCR | M16/6 | Attuatore della valvola a farfalla | C | Ricircolo gas di scarico bassa pressione | ||
4 | OM 656 | M16/7 | Attuatore valvola per la regolazione della pressione di sovralimentazione | D | Ricircolo gas di scarico alta pressione | ||
5 | Tubo ripartitore dell'aria di sovralimentazione | M16/57 | Attuatore farfalla di scarico | E | Aria di sovralimentazione (raffreddata) | ||
6 | Turbocompressore a gas di scarico | M55 | Servomotore esclusione del condotto di immissione | F | Gas di scarico | ||
7 | Collettore dei gas di scarico | Y27/7 | Attuatore per il ricircolo dei gas di scarico bassa pressione | ||||
8 | Radiatore gas di scarico di ricircolo pressione bassa | Y27/8 | Attuatore per il ricircolo dei gas di scarico alta pressione |
Ricircolo gas di scarico
Per ridurre le emissioni grezze del motore, trova impiego nell'OM 656 un ricircolo gas di scarico a vie multiple. Il sistema è costituito da un percorso di ricircolo dei gas di scarico ad alta pressione ed uno a bassa pressione. Il ricircolo gas di scarico è attivo dal minimo fino alla fascia superiore di carico parziale. I gas di scarico messi in ricircolo vengono raffreddati e quindi nuovamente addotti (ormai raffreddati) all'aria di sovralimentazione. Gli effetti ottenuti grazie al ricircolo:
Riduzione della concentrazione di ossigeno (O2) nella camera di combustione
Riduzione della temperatura di combustione in seguito alla riduzione della velocità di combustione
Riduzione della temperatura di combustione a causa della capacità termica dei gas di scarico in ricircolo più alta rispetto a quella dell'aria di aspirazione
Capacità termica
La capacità termica è una proprietà fisica che indica quanto calore può immagazzinare una sostanza a ogni variazione della temperatura.
Vista parziale albero a camme con CAMTRONIC |
Y49/22 | Attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 1 e 2 |
Y49/23 | Attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 3 e 4 |
Y49/24 | Attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 5 e 6 |
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Camtronic
Per ottenere la desiderata efficacia rapida della depurazione dei gas di scarico, trova impiego per la prima volta nei motori diesel l'albero a camme di scarico commutabile CAMTRONIC.
Con un carico basso del motore, la centralina di comando CDI attiva l'attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 1 e 2, l'attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 3 e 4 e l'attuatore CAMTRONIC scarico cilindri 5 e 6. Questa attivazione consente di attivare una seconda corsa dell'albero a camme di scarico. Questa seconda corsa causa una corrente di ritorno di gas di scarico caldi nella camera di combustione. Questi gas di scarico non raffreddati aumentano la temperatura nella camera di combustione e ciò fa sì che la depurazione dei gas di scarico sia efficace prima.
Sovralimentazione rappresentazione schematica |
1 | Intercooler |
2 | Gomito di immissione |
M16/7 | Attuatore valvola per la regolazione della pressione di sovralimentazione |
A | Gas di scarico |
B | Aria fresca |
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Sovralimentazione a 2 stadi
A seconda della condizione di carico del motore la pressione di sovralimentazione richiesta viene generata dai turbocompressori a gas di scarico a bassa e ad alta pressione oppure soltanto dal turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione. Nell'ambito della sovralimentazione tramite turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione e a bassa pressione, in funzione della pressione di sovralimentazione necessaria una quota maggiore o minore del flusso dei gas di scarico presente nel corpo della turbina a gas di scarico turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione a monte della girante della turbina turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione viene convogliata direttamente alla girante della turbina turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione. In tal modo la girante turbina del turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione viene azionato con una quantità di energia dei gas di scarico maggiore o minore.
La distribuzione del flusso dei gas di scarico viene regolata dalla posizione della valvola a farfalla di regolazione della pressione di sovralimentazione. Durante questa regolazione il wastegate e la valvola di non ritorno sono chiusi. Se il turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione è in condizione di generare da solo l'intera pressione di sovralimentazione, lo sviluppo della pressione di sovralimentazione viene eseguito soltanto da esso. La valvola di non ritorno viene aperta e l'aria di sovralimentazione compressa del turbocompressore a gas di scarico a bassa pressione viene fatta passare intorno alla scatola della girante del compressore turbocompressore a gas di scarico ad alta pressione. La pressione di sovralimentazione viene limitata tramite il waste-gate.
Vista in sezione turbocompressore a gas di scarico |
1 | Turbocompressore a bassa pressione |
2 | Turbocompressore ad alta pressione |
M16/7 | Attuatore valvola per la regolazione della pressione di sovralimentazione |
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Diagramma di potenza OM 656 |
A | Coppia in Nm |
B | N. di giri in 1/min |
C | Potenza in kW |
D | OM 656 con 210 kW |
E | OM 656 con 250 kW |
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Manutenzione
L'attuale strategia di manutenzione Mercedes-Benz trova applicazione anche per l'OM 656, sono tuttavia possibili scostamenti specifici per Paese:
ECE: intervalli di manutenzione fissi con l'intervallo "ogni 25.000 km/12 mesi"
CHN: intervalli di manutenzione fissi con l'intervallo "ogni 10.000 km/12 mesi"
USA: intervalli di manutenzione fissi con l'intervallo "ogni 10.000 mi/12 mesi"
Manutenzione A e B sempre in alternanza
I lavori supplementari vengono eseguiti con questi intervalli (esempio ECE):
Sostituire la cartuccia del filtro dell'aria: ogni 75.000 km/3 anni
Sostituire il filtro del carburante nei motori diesel: ogni 75.000 km/3 anni
Nuovo: scarico dell'olio motore:
Il motore OM 656 non dispone più di tubo per l'astina di controllo del livello dell'olio e quindi neanche di astina di controllo del livello dell'olio. Lo scarico dell'olio motore avviene tramite una vite di scarico sulla coppa dell'olio. Il controllo del livello dell'olio motore avviene tramite un sensore nella coppa dell'olio e l'indicazione nella strumentazione. Questa indicazione viene richiamata tramite i tasti sul volante.
Unità | OM 642 LS D30 SCR | OM 656 D29 R SCR | OM 656 D29 SCR | |
N. cilindri | – | 6 | 6 | 6 |
Forma costruttiva | – | V | in linea | in linea |
Numero di valvole/cilindri | – | 4 | 4 | 4 |
Volume singolo cilindro | cm3 | 498 | 488 | 488 |
Volume di sollevamento | cm3 | 2987 | 2927 | 2927 |
Distanza tra i cilindri | mm | 106 | 90 | 90 |
Foro | mm | 83 | 82 | 82 |
Corsa | mm | 92,0 | 92,4 | 92,4 |
Corsa/alesaggio | 1,11 | 1,13 | 1,13 | |
Potenza nominale | kW | 190 | 210 | 250 |
per g/min | 3600 | 4000 | 4000 | |
Coppia massima | Nm | 620 | 600 | 700 |
per g/min | 1600...2400 | 1200...3200 | 1200...3200 | |
Compressione | | 15,5 | 15,5 | 15,5 |
Pressione di iniezione | bar | 1800 | 2500 | 2500 |