Panoramica novità/modifiche introduzione 2a generazione OM 471

Generalità
In 10/2015 la gamma di motori è stata ampliata con la 2a generazione del motore OM 471. Oltre al codice motore vero e proprio che descrive il livello di potenza, i veicoli con questo equipaggiamento dispongono di un codice supplementare M5B (2a generazione del motore OM 471).
Il motore perfezionato si basa essenzialmente sulla serie precedente caratterizzata dai seguenti dati di riferimento:

 Forma costruttiva: motore a 6 cilindri in linea

 Testata monopezzo a flusso trasversale a 4 valvole

 Due alberi a camme in testa

 Rotismo dentato sul lato posteriore di trasmissione moto del motore

 Common Rail con amplificazione della pressione

 Freno motore secondo il principio Jake Brake

 Ricircolo gas di scarico raffreddatoSoppressione regolazione della pressione di sovralimentazione, sensore AGR e regolazione AGR
Nella più recente generazione dell'OM 471, oltre che alla valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (waste-gate) per il turbocompressore a gas di scarico si rinuncia anche alla regolazione della pressione di sovralimentazione. Insieme alla soppressione del sensore AGR e della regolazione AGR, ciò significa: il motore ottimizzato dal punto di vista della termodinamica viene fatto funzionare esclusivamente tramite una gestione preliminare. Tramite la gestione preliminare di tutti i parametri influenti si ottiene il rendimento ottimale senza dover ricorrere al meccanismo più complesso fatto di regolazioni singole e delle relative combinazioni. Anche la regolazione delle emissioni si sovrappone alla regolazione singola di ricircolo gas di scarico e pressione di sovralimentazione usata finora e risulta in questo modo notevolmente più efficace.
Grazie a queste ed altre modifiche apportate alla variante precedente, si è riusciti a migliorare notevolmente il motore per ciò che concerne i seguenti valori:

 Maggiori valori di coppia già a regimi bassissimi

 Migliore dinamica di marcia in relazione a rapporti al ponte più lunghi

 Minore consumo che arriva fino al 3 % di gasolio in meno con una quantità solo leggermente aumentata di AdBlue® (circa 5 %)

 Robustezza aumentata grazie all'eliminazione di sensori e al funzionamento tramite gestione preliminarePanoramica delle novità

 Sistema di iniezione diesel migliorato

 Rapporto di compressione migliorato

 Testata modificata

 Circuito del liquido di raffreddamento ottimizzato

 Turbocompressore a gas di scarico con configurazione ottimale sviluppato in proprio

 Minori perdite per attrito

 Rotismo dentato ottimizzato

 Nuovo circuito dell'olio

 Gestione Euro VI migliorata

 Consumo di AdBlue®  pari al 5 % circa del consumo di gasolio rispetto al precedente 3 %

 Aggiunto un quinto livello di potenza con 390 kW (530 CV)

 Ricircolo gas di scarico modificato

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Livelli di potenza disponibili

In aggiunta ai quattro precedenti livelli di potenza che vanno da 310 a 375 kW, il motore OM 471 da 04/2016 è disponibile anche nella variante da 390 kW con una coppia corrispondentemente maggiore. Questo motore ha il codice M3E (motore OM471, R6, 12,8 l, 390 kW (530 CV), 2600 Nm).

Equipaggiamento speciale Top Torque

Le tre varianti di potenza di base con 310, 330 e 350 kW sono disponibili, come nella 1a generazione dell'OM 471, con l'equipaggiamento speciale "Top Torque". Questa dotazione è caratterizzata dal codice M0E supplementare (aumento della coppia, nella 12a marcia). Questi veicoli dispongono di un altro record di dati con il quale, in caso di marcia in 12a marcia a 1100/min, viene realizzato un aumento di coppia di circa 200 Nm.

Curve di potenza e di coppia con nuova caratteristica in confronto alla 1a generazione

Rispetto alla 1a generazione i valori nominali massimi per potenza e coppia sono invariati. Tuttavia le curve di potenza e di coppia aumentano principalmente in modo più evidente nella fascia di giri bassa. In tutti i livelli di potenza del motore disponibili, già ad un regime inferiore a 800/min è così presente una coppia di almeno 2000 Nm. Analogamente ora, con un n. di giri nominale ridotto da 1800 a 1600/min, il 95 % della potenza massima viene raggiunto già a circa 1300 - 1400/min. Per maggiori dettagli vedi: Dati tecnici motore OM 471.

Novità nel dettaglio

Segue un elenco dettagliato dei componenti del motore modificati nell'OM 471 della 2a generazione.

Testata
La testata (1) è stata modificata a livello costruttivo in modo tale che ora presenta una maggiore rigidità sul lato di scarico (3). Sono stati inoltre modificati i ritorni dell'olio.

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Coperchio della testata
Il nuovo motore ora dispone di un coperchio testata (1) uniformato per tutti i livelli di potenza. Oltre ad una riduzione della molteplicità di varianti è stata così realizzata anche una diminuzione delle emissioni sonore.

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Basamento, canne cilindri, guarnizione della testata
Nel basamento (1) sono state progressivamente introdotte delle modifiche, come punti di avvitamento spostati o soppressi oppure la flangia finora chiusa con un coperchio di chiusura per il sistema turbocompound, sistema previsto finora solo nel motore OM 473.9. Questa apertura della flangia ora è chiusa tramite fusione. È stata inoltre ottimizzata la geometria dei ritorni dell'olio.
Le canne cilindri (2) ora dispongono di una levigatura ottimizzata al fine di ridurre ulteriormente le perdite per attrito. Sulla guarnizione della testata (3) l'andamento della sigillatura dei elastomeri del ritorno dell'olio è stato adattato al basamento modificato (1) e alla testata modificata.

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Pistoni, segmenti pistoni
Grazie all'impiego di nuovi pistoni (1) il rapporto di compressione è stato incrementato passando da 17,3:1 a 18,3:1. Ciò corrisponde ad un aumento di quasi il 7 %.
Il metodo di combustione è stato influenzato da una geometria modificata dell'incavo del pistone (2). Quest'ultimo ora è configurato come incavo a gradini.
L'anello raschiaolio con smussi opposti è stato modificato per ridurre le perdite per attrito. A tale scopo esso è stato modificato in modo tale che ora dispone di una ridotta forza tangenziale.

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Bielle
Il materiale delle bielle (2) è stato modificato passando da 36MnVS4mod a 46MnVS6mod.

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Albero motore
Il nuovo motore dispone di un albero motore di cui è stato ridotto il peso. È stata inoltre spostata la linea di bava.

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Smorzatore di vibrazioni
Lo smorzatore di vibrazioni (1) è stato adattato alla compressione e combustione entrambe modificate. Nell'ambito di queste modifiche, il peso è stato ridotto del 15 % arrivando ora a 3,1 kg.

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Scatola distribuzione
Il circuito dell'olio nel carter dell'albero a camme (1) è stato ottimizzato.

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Sistema di iniezione diesel
Il nuovo motore dispone del sistema di iniezione diesel Common Rail X-Pulse della 2a generazione. Rispetto alla 1a generazione sono stati modificati i seguenti componenti: iniettori (4), rail (5), tubazioni di alta pressione (3, 6), pompa di alta pressione del carburante (1) e sono stati adattati di conseguenza il ripartitore dell'aria di sovralimentazione e il carter dell'albero a camme. La massima pressione del carburante nel rail (5) è stata incrementata da 900 a 1160 bar. La pressione di iniezione ora raggiunge fino a 2700 bar rispetto ai 2300 precedenti.
Un'innovazione rappresenta anche la cosiddetta iniezione asimmetrica. Ciò significa che durante l'esercizio di marcia normale tutti i cilindri vengono alimentati con l'identica quantità di carburante. Diversamente accade durante la rigenerazione del filtro antiparticolato diesel sotto carico ridotto: qui la quantità di carburante nei cilindri da 1 a 3 viene ridotta in modo continuo con un contestuale aumento del tasso di ricircolo dei gas di scarico. Parallelamente viene aumentata la quantità di carburante nei cilindri da 4 a 6. In caso di necessità la quantità di iniezione nei cilindri da 1 a 3 può essere ridotta a zero e parallelamente quella per i cilindri da 4 a 6 aumentata al massimo.

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Iniettore
Gli iniettori (1) ora sono muniti di otto al posto dei precedenti sette fori. Ne consegue un aumento della massima portata di carburante del 10 % circa, la quale ora va da 570 a 870 cm3/30 s.
Il rapporto di trasmissione nel moltiplicatore di pressione è di 2,2.

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Modulo del filtro carburante
Sul modulo del filtro carburante (1) sono state modificate le tubazioni di mandata e le tubazioni di ritorno verso la pompa di alta pressione del carburante.

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Turbocompressore a gas di scarico
L'OM 471 della 2a generazione dispone di un turbocompressore a gas di scarico (1) di sviluppo completamente nuovo. Si tratta di uno sviluppo proprio Mercedes-Benz e anche la produzione avviene in proprio.
Grazie all'adattamento diretto al motore si ottiene un incremento di potenza rapido e consistente già a regimi bassi. Analogamente al componente precedente, esso dispone di una forma costruttiva come turbocompressore a gas di scarico (1) asimmetrico caratterizzato quindi da un apporto d'aria asimmetrico.
Il turbocompressore a gas di scarico (1) dispone di una geometria fissa della turbina e in questo modo fa a meno di componenti mobili aggiuntivi, a differenza dei turbocompressori a gas di scarico con turbina a geometria variabile. A livello tecnico questa variante è molto meno complessa e quindi anche meno soggetta a danni. Alla semplificazione del sistema contribuisce anche la rinuncia ad una valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (waste-gate). Ciò consente di ridurre ulteriormente la complessità del turbocompressore a gas di scarico (1) ed evita una possibile fonte di guasti come ad es. difetti di tenuta.
La scatola della girante della turbina è realizzata in ghisa con grafite sferica EN1563 GJS-X (SiMo 5-1). La girante a palette è realizzata in lega di alluminio EN1706-AC-42100 (AlSi7Mg0,3). Come nel componente precedente, le forze che agiscono sull'albero della girante a palette o della turbina vengono assorbite da cuscinetti a strisciamento.

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Modulo olio/liquido di raffreddamento
La pompa liquido di raffreddamento (2) integrata nel modulo olio/liquido di raffreddamento (1) ora dispone di una puleggia ridotta nel diametro.

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Collettore dei gas di scarico
La parte centrale del collettore dei gas di scarico (1) è stata modificata in seguito al convogliamento modificato del ricircolo gas di scarico in modo tale che ora la farfalla del ricircolo dei gas di scarico vi è integrata.
Per maggiori dettagli vedi: capitolo ricircolo gas di scarico.

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Ricircolo gas di scarico
La posizione della farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) è stata spostata molto in avanti. Essa ora si trova nella parte centrale del collettore dei gas di scarico (2). Per raggiungere rapidamente una pressione di sovralimentazione elevata e ottenere quindi rapidamente un aumento di potenza e coppia, i gas di scarico dei cilindri da 4 a 6 (B) adesso vengono convogliati senza alcun altro percorso aggiuntivo direttamente nella turbina del turbocompressore a gas di scarico (3). Dai gas di scarico dei cilindri da 1 a 3 (A) viene invece deviata una quantità definita di gas di scarico per il ricircolo gas di scarico. Essa serve principalmente all'abbattimento delle emissioni di NOx.
Se finora la distribuzione dei gas di scarico tra collettore dei gas di scarico e turbocompressore a gas di scarico (3) era determinata tra l'altro dalla forma del collettore dei gas di scarico e dalla geometria del turbocompressore a gas di scarico (3) asimmetrico, ora la distribuzione è invece regolabile in modo continuo e con molta precisione nell'intera fascia della mappatura motore. Ne conseguono una gestione termica molto efficace e in generale un minore tasso di ricircolo dei gas di scarico con vantaggi per il consumo di carburante. A causa della nuova posizione della farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6), sia il tasso di ricircolo dei gas di scarico che il flusso dei gas di scarico diretto al turbocompressore a gas di scarico (3) possono essere comandati in base alle curve caratteristiche di funzionamento del motore. Non sono pertanto più necessari né il rilevamento del ricircolo gas di scarico tramite il sensore della differenza di pressione del sistema di ricircolo dei gas di scarico (AGR) nella tubazione di ricircolo dei gas di scarico (4) a valle del radiatore gas di scarico di ricircolo (1) né una regolazione a valle del ricircolo gas di scarico .
La farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) comandabile in modo continuo tramite l'attuatore del ricircolo dei gas di scarico nella sua nuova posizione apre inoltre uno spettro inedito di asimmetria: possono così essere addotti alla combustione, secondo le specifiche necessità del singolo momento, i gas di scarico dei tre cilindri eroganti con una percentuale che va da 0 a 100 %. L'attuatore del ricircolo dei gas di scarico comanda quindi non solo il flusso dei gas di scarico verso il ricircolo gas di scarico, ma anche quello verso il turbocompressore a gas di scarico (3).

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Farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) parzialmente aperta
Con questa posizione della farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) i gas di scarico dei cilindri da 1 a 3 (A) vengono deviati con una quota definita in direzione del ricircolo gas di scarico e nella turbina del turbocompressore a gas di scarico.

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Farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) completamente chiusa
Con questa posizione della farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) i gas di scarico dei cilindri da 1 a 3 (A) vengono convogliati completamente in direzione della girante a palette del turbocompressore a gas di scarico. Il tasso di ricircolo dei gas di scarico è pari a zero.

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Farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) completamente aperta
Con questa posizione della farfalla del ricircolo dei gas di scarico (6) tutti i gas di scarico dei cilindri da 1 a 3 (A) vengono convogliati in direzione del ricircolo gas di scarico. Ciò corrisponde al massimo tasso di ricircolo dei gas di scarico possibile.

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Tubazione di ricircolo dei gas di scarico (1) (a valle del radiatore gas di scarico di ricircolo)
La tubazione di ricircolo dei gas di scarico (1) è stata modificata. È stato soppresso il sensore della differenza di pressione del sistema di ricircolo dei gas di scarico (AGR) montato in precedenza (vedi ricircolo gas di scarico).

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Freno motore
Il meccanismo di sistema del freno motore è stato modificato rispetto alla 1a generazione OM 471. Ciò dipende tra l'altro dalla soppressione della valvola di regolazione della pressione di sovralimentazione (waste-gate) sul turbocompressore a gas di scarico. Come nella 1a generazione, vengono utilizzati anche l'attuatore del ricircolo dei gas di scarico o rispettivamente la farfalla del ricircolo dei gas di scarico per la regolazione della potenza del freno motore. Come in precedenza, esistono tre diversi livelli di frenatura che vengono attivati tramite l'interruttore freno motore.

 Livello di frenatura I: la potenza frenante viene generata dai cilindri da 1 a 3. La farfalla del ricircolo dei gas di scarico è completamente aperta.

 Livello di frenatura II: la potenza frenante viene generata dai cilindri da 1 a 3. La farfalla del ricircolo dei gas di scarico è completamente chiusa.

 Livello di frenatura III: la potenza frenante viene generata dai cilindri da 1 a 6. La farfalla del ricircolo dei gas di scarico è parzialmente aperta.

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Pompa dell'olio
Nella pompa dell'olio (1) sono stati revisionati gli accoppiamenti delle ruote dentate.

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PRESA DI FORZA SUL MOTORE
La presa di forza sul motore (1) è stata ottimizzata.

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