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ディーゼルエンジン 656 - 新型直列6気筒エンジン世代
新型直列6気筒ディーゼルエンジン 656は、フェイスリフト2017のために210 kWの350 dおよび250 kWの400 dの2つのバリエーションでモデル222にはめ込まれます。これにより、V6ディーゼルエンジンOM 642と入れ替わります。
新型エンジン世代は、以下の構成部品とシステムによって傑出しています:
• クランクケースに内蔵されているオイルポンプ
• 高圧ポンプ、オイルポンプ、および両方のカムシャフト駆動用フライホイール側のタイミングチェーンに連結されたギアホイールドライブ
• 温度管理の最適化
• クーラント冷却されたプレラジエタ付2段式EGRおよび切換可能なバイパス付EGRクーラ
• 2分割されたクーラントステアリングコラム付シリンダヘッド
• 予熱アウトプットステージ付高速グローシステム
• 負荷制御式プレ/ポストインジェクションシステム
• ピエゾバルブ付フューエルインジェクタ
• エレクトロニックブーストプレッシャアクチュエータ付2ステージターボチャージャ
• 組み合わされた、エンジン近接エミッションコントロールシステム
• エグゾーストバルブにカムトロニック
上方からのエンジンの外観 |
B4/6 | 高圧フューエルプレッシャセンサ |
B19/11 | 温度センサ(ターボチャージャの前) |
B157/2 | 低圧EGR温度センサ |
N3/9 | CDIコントロールユニット |
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上方からのエンジンの外観 |
B6/1 | カムシャフトスピードセンサ |
R39/1 | ブリードラインヒータエレメント |
Y27/7 | 低圧EGRアクチュエータ |
Y27/8 | 高圧EGRアクチュエータ |
Y49/22 | カムトロニックアクチュエータ、エグゾースト、シリンダ1および2 |
Y49/23 | カムトロニックアクチュエータ、エグゾースト、シリンダ3および4 |
Y49/24 | カムトロニックアクチュエータ、エグゾースト、シリンダ5および6 |
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左からのエンジンの外観 |
B4/6 | 高圧フューエルプレッシャセンサ |
B4/7 | フューエルプレッシャセンサ |
B5/4 | 低圧ターボチャージャブーストプレッシャセンサ |
B50 | 燃料温度センサ |
M55 | インテークポートシャットオフアクチュエータモータ |
Y31/5 | ブーストプレッシャコントロールプレッシャトランスデューサ |
Y31/6 | ウェイストゲートプレッシャトランスデューサ |
Y74 | プレッシャレギュレーティングバルブ |
Y130 | エンジンオイルポンプバルブ |
Y131 | オイルジェットノズルシャットオフバルブ |
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左後方からのエンジンの外観 |
B1 | エンジンオイル温度センサ |
B5/4 | 低圧ターボチャージャブーストプレッシャセンサ |
B42 | エンジンオイルプレッシャセンサ |
R9/1 | グロープラグ(シリンダ1) |
R9/2 | グロープラグ(シリンダ2) |
R9/3 | グロープラグ(シリンダ3) |
R9/4 | グロープラグ(シリンダ4) |
R9/5 | グロープラグ(シリンダ5) |
R9/6 | グロープラグ(シリンダ6) |
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エンジンの外観(外側) |
B2/5 | エアマスセンサ |
B5/1 | ブーストプレッシャセンサ |
B17/8 | ブーストエア温度センサ |
B40/6 | エンジンオイル充填レベルセンサ |
B60 | 排気ガスプレッシャセンサ |
N37/12 | NOxセンサコントロールユニット(ディーゼル酸化触媒の前) |
Y85 | EGRクーラバイパススイッチオーババルブ |
Y133 | クーラントポンプスイッチオーババルブ |
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右からのエンジンの外観 |
B11/4 | 水温センサ |
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左からのエンジンの外観 |
1 | インタークーラ |
B17/8 | ブーストエア温度センサ |
M16/6 | スロットルバルブアクチュエータ |
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エンジン後方の外観 |
B28/18 | 低圧EGR差圧センサ |
B70 | クランクシャフトスピードセンサ |
N14/2 | 予熱アウトプットステージ |
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下からのエンジンの外観 |
B40/6 | エンジンオイル充填レベルセンサ |
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燃料高圧システムの図 |
1 | 高圧燃料ポンプ |
B4/6 | 高圧フューエルプレッシャセンサ |
Y74 | プレッシャレギュレーティングバルブ |
Y76/1 | フューエルインジェクタ(シリンダ1) |
Y76/2 | フューエルインジェクタ(シリンダ2) |
Y76/3 | フューエルインジェクタ(シリンダ3) |
Y76/4 | フューエルインジェクタ(シリンダ4) |
Y76/5 | フューエルインジェクタ(シリンダ5) |
Y76/6 | フューエルインジェクタ(シリンダ6) |
Y94 | ボリュームコントロールバルブ |
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エグゾーストシステムの部分図 |
1 | エバポレータプレート |
2 | パティキュレートフィルタ/SCR触媒コンバータ |
3 | ディーゼル酸化触媒 |
B19/7 | 温度センサ(触媒コンバータ前) |
B19/9 | 温度センサ(パティキュレートフィルタの前) |
N37/12 | NOxセンサコントロールユニット(ディーゼル酸化触媒の前) |
N37/12b1 | NOxセンサ(ディーゼル酸化触媒の前) |
Y129 | AdBlue®メタリングバルブ |
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図はエンジンケーブルハーネス |
A | クランクケースケーブルハーネス |
B | シリンダヘッドとインテークエアシステムのケーブルハーネス |
C | エグゾーストシステムケーブルハーネス |
D | 燃料噴射装置ケーブルハーネス |
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図はバキュームシステム |
M16/7 | ブーストプレッシャコントロールフラップアクチュエータ |
Y27/7 | 低圧EGRアクチュエータ |
Y27/8 | 高圧EGRアクチュエータ |
Y31/5 | ブーストプレッシャコントロールプレッシャトランスデューサ |
Y31/6 | ウェイストゲートプレッシャトランスデューサ |
Y85 | EGRクーラバイパススイッチオーババルブ |
Y133 | クーラントポンプスイッチオーババルブ |
A | バキュームライン |
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ターボチャージャの図 |
M16/7 | ブーストプレッシャコントロールフラップアクチュエータ |
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エンジン機械構成部品
ディーゼルエンジン 656のメカニズムは、最大効率、有利な熱力学特性および低摩擦損失を基本概念として設計しています。このさまざまな要件は、以下の措置によって実現しています:
• シリンダ摺動面のNANOSLIDE® コーティング
• スチールピストンの使用
• 制限されたパワーユニット(つまり、シリンダボアはクランクシャフトの向かい側の冷側に切り換えられます。)
• ドライブコントロールの最適化
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クーラント回路の略図 |
1 | クーラントエクスパンションタンク | 9 | 低圧EGRクーラ | M13/5 | クーラント循環ポンプ | ||
2 | ラジエタ | 10 | トランスミッションオイルクーラ | M43/6 | 低温回路循環ポンプ1 | ||
3 | 低温ラジエタ | 11 | ヒータコア | Y73/1 | 低温回路スイッチオーババルブ | ||
4 | 高圧EGRクーラ | 12 | クーラントポンプ | Y129 | AdBlue®メタリングバルブ | ||
5 | エンジンオイル熱交換器 | 13 | インタークーラ | A | クーラント低温時 | ||
6 | クーラントサーモスタット | 14 | ウォッシャ液リザーバ | B | クーラント高温時 | ||
7 | ターボチャージャ | B10/13 | 低温回路温度センサ | C | 低温回路 | ||
8 | クランクケース | B11/4 | 水温センサ | D | クーラント回路エア抜き |
温度管理
ディーゼルエンジン 656は温度管理を最適化し、エンジンの熱力学的効率を著しく向上しています。高温回路とは無関係に制御し、必要に応じて構成部品を冷却する電動補助ポンプによってこのような効率向上が図られています。さらにスリーブバルブサーモスタットを使用しています。このスリーブバルブサーモスタットは、圧力損失の低い流量断面で設計されているので、流量は290 l/minに達しています。
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リングバルブサーモスタットのポジション |
A | フルスロットルポジション | B | ミックスモードポジション | C | クーラモードポジション |
排出ガス
ディーゼルエンジン 656は、今後の排出ガス規制RDE(リアルドライビングエミッション)に合わせて設計されています。効率的な排出ガス低減に重要な構成部品(ディーゼル酸化触媒、パティキュレートフィルタ、AdBlue®システム)はエンジンに直接取り付けられています。エンジン近傍配置によって、排気ガス後処理は熱損失が低く、良好な作動条件が保たれています。切換可能なカムトロニックエグゾーストカムシャフトによってもそれが強化されています。低燃費によるエグゾーストシステムの加熱をサポートしています。ディーゼルエンジン 656は、冷却された高圧および低圧EGRを連結したマルチパスEGRを装備しています。こうしてエンジンの未処理排出ガスは、特性マップ全体で低燃費の燃焼重心状態で明らかに低減されます。
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EGRの概要図 |
1 | 高圧EGRクーラ | 9 | インタークーラ | A | 吸気 | ||
2 | ディーゼル酸化触媒 | B2/5 | エアマスセンサ | B | ブーストエア(未冷却) | ||
3 | パティキュレートフィルタ/SCR触媒コンバータ | M16/6 | スロットルバルブアクチュエータ | C | 低圧EGR | ||
4 | ディーゼルエンジン 656 | M16/7 | ブーストプレッシャコントロールフラップアクチュエータ | D | 高圧EGR | ||
5 | ブーストエアディストリビュータパイプ | M16/57 | 排気ガスフラップコントローラ | E | ブーストエア(冷却済) | ||
6 | ターボチャージャ | M55 | インテークポートシャットオフアクチュエータモータ | F | 排気ガス | ||
7 | エグゾーストマニホールド | Y27/7 | 低圧EGRアクチュエータ | ||||
8 | 低圧EGRクーラ | Y27/8 | 高圧EGRアクチュエータ |
EGR
エンジンの未処理排出ガスを低減するために、ディーゼルエンジン 656ではマルチパスEGRを使用しています。これは高圧/低圧排出ガス再循環路で構成されている。EGRはアイドリングから高負荷時まで作動します。再循環排気ガスは冷却されてから、再度ブーストエア(冷却)が通されます。再循環によって達成される効果:
• 燃焼室の酸素 (O2) 濃度の減少
• 燃焼速度の低下による燃焼温度の低下
• 吸気に比較して高い還流した排気ガスの熱容量による燃焼温度の低下
熱容量
熱容量は物質特性であり、温度変化によりその物質がどのくらいの熱量を蓄えることができるかを示します。
カムトロニック付カムシャフトの部分図 |
Y49/22 | カムトロニックアクチュエータ、エグゾースト、シリンダ1および2 |
Y49/23 | カムトロニックアクチュエータ、エグゾースト、シリンダ3および4 |
Y49/24 | カムトロニックアクチュエータ、エグゾースト、シリンダ5および6 |
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カムトロニック
排気ガス浄化を希望どおり迅速に達成するため、ディーゼルエンジンでは初めて切換可能なカムトロニックエグゾーストカムシャフトを導入しています。
CDIコントロールユニットは、低エンジン負荷で、カムトロニックエグゾーストシリンダ1および2のアクチュエータ、カムトロニックエグゾーストシリンダ3および4のアクチュエータ、カムトロニックエグゾーストシリンダ5および6のアクチュエータを制御します。この制御によって、エグゾーストカムシャフトの2つ目のストロークが作動します。この2つ目のストロークは、高温の排気ガスの燃焼室へのリターンフローを引き起こします。この未冷却の排気ガスにより燃焼室の温度が上昇し、その結果として排気ガス浄化が早期に効果を発揮します。
過給略図 |
1 | インタークーラ |
2 | インテークマニホルド |
M16/7 | ブーストプレッシャコントロールフラップアクチュエータ |
A | 排気ガス |
B | フレッシュエア |
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2ステージ過給
エンジンの負荷状態に応じて、必要なブーストプレッシャは高圧/低圧ターボチャージャ、または単独低圧ターボチャージャによって生成されます。高圧/低圧ターボチャージャによる過給では、必要なブーストプレッシャに応じて、エグゾーストタービンケーシング内の大小の比率の排気ガス流は、高圧ターボチャージャが高圧ターボチャージャタービンホイールから低圧ターボチャージャタービンホイールに直接供給されます。これによって高圧ターボチャージャタービンホイールは、いずれにしても排気ガスエネルギによって駆動します。
排気ガス流の配分は、ブーストプレッシャコントロールフラップのポジションによって制御されます。その際、ウェイストゲートおよびチェックバルブは閉じます。低圧ターボチャージャが全体ブーストプレッシャを単独で上昇できる状態の場合、ブーストプレッシャは低圧ターボチャージャによって上昇されます。チェックバルブは開き、低圧ターボチャージャによって圧縮されたブーストエアは高圧ターボチャージャコンプレッサホイールハウジングに供給されます。ブーストプレッシャはウェイストゲートによって制限されます。
ターボチャージャ断面図 |
1 | 低圧ターボチャージャ |
2 | 高圧ターボチャージャ |
M16/7 | ブーストプレッシャコントロールフラップアクチュエータ |
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ディーゼルエンジン 656の出力ダイアグラム |
A | トルク (Nm) |
B | 1/分の回転数 |
C | 出力 (KW) |
D | 210 kWのディーゼルエンジン 656 |
E | 250 kWのディーゼルエンジン 656 |
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メンテナンス
現在のメルセデス・ベンツ メンテナンスストラテジは、ディーゼルエンジン 656にも適用され、国別仕様に応じて相違する場合もあります:
• 欧州仕様:「毎 25.000 km/12 ヵ月」インターバルの固定メンテナンスインターバル
• 中国仕様:「毎 10.000 km/12 ヵ月」インターバルの固定メンテナンスインターバル
• 米国仕様:「毎 10.000 km/12 ヵ月」インターバルの固定メンテナンスインターバル
• メンテナンスAとBを常に交互に実施
追加作業はこの間隔で実施します(例:ECE):
• エアフィルタエレメントの交換:毎 75.000 km/3 年
• ディーゼルエンジンの場合のフューエルフィルタの交換:毎 75.000 km/3 年
新規:エンジンオイルの排出:
ディーゼルエンジン 656には、オイルレベルゲージパイプが装備されておらず、それと同様、オイルレベルケージも装備されていません。エンジンオイルは、ドレンボルトを外してオイルパンに排出します。エンジンオイルレベルは、オイルパンのセンサおよびインストルメントクラスタのインジケータによって点検します。これをステアリングホイールボタンによって呼び出します。
単位 | ディーゼルエンジン 642 LS D30 SCR | ディーゼルエンジン 656 D29 R SCR | ディーゼルエンジン 656 D29 SCR | |
シリンダ数 | – | 6 | 6 | 6 |
形状 | – | V | 直列 | 直列 |
バルブ/シリンダ数 | – | 4 | 4 | 4 |
単気筒容積 | cm3 | 498 | 488 | 488 |
排気量 | cm3 | 2987 | 2927 | 2927 |
シリンダギャップ | mm | 106 | 90 | 90 |
ボア | mm | 83 | 82 | 82 |
ストローク | mm | 92,0 | 92,4 | 92,4 |
ボア/ストローク | 1,11 | 1,13 | 1,13 | |
最高出力 | kW | 190 | 210 | 250 |
/rpm | 3600 | 4000 | 4000 | |
最大トルク | Nm | 620 | 600 | 700 |
/rpm | 1600...2400 | 1200...3200 | 1200...3200 | |
圧縮 | ∑ | 15,5 | 15,5 | 15,5 |
噴射圧力 | bar | 1800 | 2500 | 2500 |