Zestawienie nowości/zmian po wprowadzeniu nowego silnika rzędowego M 256

Silnik 256 - silnik benzynowy 6­cylindrowy, rzędowy silnik benzynowy (M 256) z instalacją elektryczną 48 V

Model M 256 jako silnik benzynowy stanowi początek nowej rodziny silników rzędowych marki Mercedes­Benz, zastępując w ten sposób swojego udanego poprzednika, silnik V6 276.

Dzięki uwzględnionej już od momentu projektowania silnika instalacji elektrycznej 48 V i wielu innych innowacyjnych rozwiązań możliwe jest osiągnięcie znaczącej oszczędności paliwa, pomimo ambitnych celów w zakresie osiągów.

Bezpaskowy silnik z alternatorem zespolonym z rozrusznikiem (ISG) charakteryzuje się wspaniałym czasem reakcji w pełnym zakresie prędkości obrotowych. Jest to realizowane dzięki zastosowaniu elektrycznej sprężarki dodatkowej, wydajnej turbosprężarki oraz możliwości efektu Boost alternatora zespolonego z rozrusznikiem.

Oprócz zastosowania komponentów 48 V portfel technologiczny innowacyjnego napędu obejmuje dalsze moduły, takie jak zmiennie regulowany obieg oleju, inteligentny system zarządzania ciepłem, filtr cząstek stałych w silniku benzynowym oraz rozwiązania zmniejszające tarcie.

W wyniku tego możliwe jest obniżenie emisji dwutlenku węgla (CO2) o prawie 20 % przy zwiększeniu mocy o ponad 15 % w stosunku do poprzedniego modelu, silnika V6 276, silnika 6-cylindrowego, który pod względem zużycia porusza się w regionach silników czterocylindrowych, a pod względem mocy może mierzyć się z silnikami 8-cylindrowymi.

P01.10-3423-05

P01.10-3424-05

Krótki opis

Nowości:

 Wąska konstrukcja silnika (tzn.  średnice cylindrów są przesunięte w stosunku osi wału korbowego w stronę zimną)

 Silnik o zoptymalizowanym tarciu

 Układ sterujący po stronie przekładni

 Skrzynia korbowa oraz głowica cylindrów wykonana ze stopu aluminium i cyrkonu, który jeszcze bardziej efektywnie odprowadza ciepło.

 Gładzie cylindrów z powłoką w technologii NANOSLIDE® (żelazo z węglem)

 Zaprojektowanie na maksymalny wtrysk do komory spalania 120 bar z wystarczającymi rezerwami na kolejne wzrosty mocy w czasie pracy

 Wspornik silnika z tworzywa sztucznego

 Zamontowany blisko silnika, przyszłościowy, modularny układ wydechowy

 Alternator zespolonny z rozrusznikiem (ISG)

 Elektryczna dodatkowa sprężarka

 Bezpaskowy silnik

 Elektryczna pompa wodna

 Elektryczna sprężarka układu klimatyzacji

Sprawdzone rozwiązania:

 Cztery zawory na cylinder

 CAMTRONIC po stronie ssania

 Dwa nastawniki faz wałków rozrządu po stronie ssania i wydechu dbają o optymalny przebieg momentu obrotowego silnika i niższą emisję spalin

 Cichy napęd paskowy z łańcuchem zębatym

 Kompaktowa łopatkowa pompa olejowa z regulacją dawki paliwa odpowiednią do potrzeb

 Bezpośredni wtrysk benzyny 3. generacji z ciśnieniem paliwa 200 bar, piezowtryskiwaczami oraz strumieniowym wtryskiem wielokrotnym

 Wieloiskrowy układ zapłonowy w celu uzyskania optymalnego zapłonu i spalania (zapłon wieloiskrowy)

P01.00-3724-75

Kadłub silnika

Kryterium wykonania wielu istotnych elementów technologicznych silnika jest efektywność CO2. Priorytetem jest w związku z tym redukcja tarcia, dalsza optymalizacja obiegu oleju dzięki "koncepcji SplitOiling", optymalizacje spalania oraz zastosowanie CAMTRONIC z wcześniejszym zakończeniem ssania.

Optymalizacja tarcia

Mając na celu dalsze obniżenie strat w wyniku tarcia ruchomych części w silniku, zrealizowano liczne rozwiązania szczegółowe. Należą do nich:

 Silnik rzędowy z nachyleniem 12 mm

 Brak napędu paskowego w wyniku konsekwentnej elektryfikacji wszystkich zespołów pomocniczych, poprzez zastosowanie ISG

 Krótki napęd łańcuchowy o niskim tarciu

 Łożyskowanie wału korbowego z zasilaniem olejem korbowodu dla każdorazowo dwóch czopów korbowych z jednym sierpowatym rowkiem zasilającym w łożysku głównym

 Tłoki ze zoptymalizowanymi pierścieniami tłokowymi

 Powłoka cylindrów w technologii NANOSLIDE® najnowszej generacji

 Optymalizacja obiegu oleju dzięki regulowanemu ciśnieniowo systemowi dwuobwodowemu i redukcji przepustowości oleju

 Zastosowanie oleju o niskiej lepkości

Skrzynia korbowa z mechanizmem tłokowo-obrotowym

Skrzynia korbowa jest produkowana w procesie odlewu ciśnieniowego aluminium. Powierzchnia bieżna tłoka jest opracowywana za pomocą opatentowanej przez Mercedes-Benz procedury natryskiwania łukowego.

Opracowana wewnętrznie technologia NANOSLIDE® redukuje wyraźnie straty w wyniku tarcia w porównaniu z tulejami z żeliwa szarego.

W ramach procedury natryskiwania łukowego natryskiwana jest jedna warstwa żelaza na przygotowaną skrzynię korbową. Dzięki wykonywanej następnie precyzyjnej obróbce uzyskiwana jest gładka powierzchnia bieżna o zoptymalizowanym tarciu, która jest bardzo odporna na zużycie i tak cienka, że zapewniony jest optymalny transport ciepła do płaszcza z płynu chłodzącego.

Wał korbowy oraz korbowód są wykonane z kutej stali.

W wyniku zwiększonej mocy specjalnej zwiększają się obciążenia termiczne i mechaniczne na denkach tłoków. W celu zredukowania tych obciążeń oraz obniżenia temperatury dna tłoka, tłoki otrzymały kanały chłodzące. Temperatura denka tłoka uzyska dzięki chłodzeniu tłoków sprzyja stabilnemu spalaniu oraz obniża emisje wewnątrz silnika. Chłodzenie tłoków jest zintegrowane w funkcji temperaturowego zarządzania układem chłodzenia obiegu oleju.

P03.10-2184-75

Obieg oleju - "koncepcja SplitOiling"

Ważnym celem opracowywania obiegu oleju są wysokie zdolności przestawiania wałków rozrządu. Służy to przede wszystkim zmniejszeniu poziomu emisji oraz realizacji wysokich oczekiwań w odniesieniu do dynamiki jazdy.

W związku z tym celem jest zasilanie hydraulicznego nastawnika faz wałka rozrządu koniecznym poziomem ciśnienia oleju, aby możliwe było przestawienie z wymaganą prędkością już od prędkości obrotowej biegu jałowego.

W przypadku 6-cylindrowego silnika rzędowego powstaje przy tym wysokie zapotrzebowanie ciśnienia oleju z powodu hamujących, średnich momentów obciążeń wałków rozrządu w głównym zakresie pracy.

Tutaj po raz pierwszy została zastosowana tak zwana "koncepcja SplitOiling". Chodzi w tym przypadku o obieg oleju, który udostępnia hydraulicznie stale regulowane wysokie ciśnienie dla nastawnika faz wałka rozrządu oraz niskie ciśnienie w zależności od wartości charakterystyki dla pozostałych miejsc smarowania przy pomocy tylko jednej łopatkowej pompy olejowej o zmiennym strumieniu objętości.

Urządzenie układu sterowania niskim ciśnieniem ze względu na oszczędność miejsca jest wbudowane w moduł filtra oleju. Tutaj za pośrednictwem zaworu elektromagnetycznego zasterowywany jest tłok wysterowania wstępnego, który zwalnia konieczny przekrój pomiędzy wysokim a niskim ciśnieniem. Czujnik ciśnienia i temperatury w głównym przewodzie olejowym zamyka obwód regulacji.

Nowy system stanowi wyzwanie również w odniesieniu do oprogramowania sterującego. Zostało ono zasadniczo dostosowane do "koncepcji SplitOiling" i rozszerzone o nowe funkcje w jedną część inteligentnego systemu temperaturowego zarządzania układem chłodzenia. Należy tutaj między innymi odpowiednie do potrzeb chłodzenie tłoków, które jest realizowane bez dodatkowych kanałów i elektrycznych nastawników.

Dostosowane zasilanie odbiorników po stronie niskiego ciśnienia dba o możliwe niski przepływ oleju i jest jednocześnie częścią systemu temperaturowego zarządzania układem chłodzenia. W rozgrzanym silniku możliwe jest dzięki temu znaczące obniżenie emisji cząstek.

Dzięki szybkiemu wzrostowi ciśnienia oleju w momencie rozruchu silnika, poziomowi wysokiego ciśnienia dostępnemu już od prędkości obrotowej biegu jałowego oraz wczesnej gotowości do przestawiania nastawników faz wałków rozrządu osiągany jest żądany wkład w poprawę zwrotności, poziomu emisji zanieczyszczeń i zużycia.

P18.00-2441-75

P01.10-3336-76

P01.10-3340-76

P01.10-3413-06

Głowica cylindra i spalanie

Wysoka pojemność w litrach na poziomie 106,7 kW/l przy kompaktowej konstrukcji (rozstaw cylindrów 90 mm, otwór o średnicy 83 mm) prowadzi do wysokiego obciążenia cieplnego w głowicy cylindra.

W celu optymalizacji gospodarki cieplnej stosowana jest wbudowana chłodnica powietrza doładowującego, która pomimo wysokiego stopnia doładowania osiąga bardzo dobre chłodzenie sprężonego powietrza. Poza tym chłodnica powietrza doładowującego posiada bardzo dobry rozdział równomierny przy maksymalnie 5 K różnicy w odniesieniu do poszczególnych cylindrów.

Również dzięki zamontowaniu specjalnych zaworów wydechowych możliwe było obniżenie obciążenia cieplnego. Po raz pierwszy zastosowane zostały zawory wydechowe wypełnione sodem jako zawory z grzybkiem wydrążonym, charakteryzujące się wyraźnie lepszym odprowadzaniem ciepła w porównaniu z wydrążonymi dotychczas zaworami z wypełnieniem sodem w trzonku. Poza tym dzięki mniejszym zaworom wydechowym oraz świecy zapłonowej o wysokiej przewodności cieplnej i mniejszej średnicy (gwint M10) możliwe było zwiększenie chłodzenia w głowicy i w ten sposób obniżenie nachylenia głowicy.

P05.30-2198-73

P01.10-3341-76

Układ zaworowy i CAMTRONIC

Do prezentacji obniżających zużycie faz rozrządu powiększony został zakres regulacji wałka rozrządu zaworów ssących do 70° kąta wału korbowego (KW).

Poza tym w silniku M 256 stosowany jest system CAMTRONIC Mercedes­Benz - zmienny układ sterowania silnikiem, umożliwiający dwustopniowe przełączanie turbodoładowania po stronie ssania.

Połączenie systemu CAMTRONIC i zmiennego nastawnika faz wałka rozrządu z dużym zakresem regulacji umożliwia zarówno na dłuższym skoku zaworu poprzez strategię zmiany faz rozrządu w cyklu Atkinsona, jak również na krótszym skoku zaworu wyraźną redukcję spadków przy zmianie obciążenia w niskim zakresie obciążeń.

Praca na krótszym skoku zaworu wymaga rozwiązań stabilizujących spalanie. W celu sprostania utrudnionym warunkom zapłonu z powodu wyraźnie zredukowanego ruchu doładowania oraz niższych temperatur mieszanki, paliwo jest dostarczane do komory spalania poprzez liczne wtryski częściowe, a zapłon jest w razie potrzeby wspomagany przez zapłon wieloiskrowy.

W celu dalszej stabilizacji spalania poprzez podwyższony ruch doładowania opracowano poza tym asymetryczny profil krzywki. Powstały w ten sposób kręt nakłada się na pozostałą, poruszającą się mieszankę paliwa z powietrzem, zapewniając bardziej stabilną pracę silnika przy najniższych obciążeniach.

P01.10-3338-76

Przełączanie skoku zaworu CAMTRONIC

Dzięki przełączaniu skoku zaworu CAMTRONIC na wałku rozrządu zaworów ssących następuje przełączenie w zależności od wartości charakterystyki pomiędzy krótszym a dłuższym wzniosem krzywki zaworów ssących.

Istotnymi parametrami są prędkość obrotowa silnika, obciążenie silnika oraz temperatura silnika. W trybie częściowego obciążenia zawory ssące są uruchamiane z krótszym wzniosem krzywki. W wyniku tego nie otwierają się one za bardzo i wcześniej się zamykają. Krótki czas otwarcia w połączeniu z dalej otwartą przepustnicą prowadzi do rozprężenia w zakresie częściowego obciążenia, a krótszy skok zaworu obniża tarcie. Oba te działania prowadzą do mniejszego zużycia paliwa. Przełączanie jest zależne od postulatu obciążenia pochodzącego od kierowcy.

Przełączenie jest realizowane za pośrednictwem następujących elementów:

 Nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 1 i 2

 Nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 3 i 4

 Nastawnik CAMTRONIC na wlocie cylindrów 5 i 6

Nastawnik są zasterowywane przez moduł sterujący ME sygnałem modulowanym szerokością impulsów.

Wałek rozrządu zaworów ssących składa się z następujących elementów: na wałku nośnym zamontowanych jest 6 elementów krzywkowych wyprodukowanych w procesie obróbki skrawaniem. Każdy element krzywkowy steruje zaworami ssącymi jednego cylindra. Nastawniki CAMTRONIC uruchamiają każdorazowo 2 elementy krzywkowe równocześnie.

Same krzywki dysponują dwiema krzywymi wzniosu zaworu dla każdego zaworu w formie podwójnej krzywki. Jeżeli aktywna jest bardziej stroma krzywa wzniosu zaworu, skok zaworu zwiększa się i zawory pozostają dłużej otwarte. Jeżeli nastąpi przełączenie na bardziej płaską krzywą wzniosu, skok zaworu skraca się i zawory zamykają się wcześniej.

Jeżeli prędkość obrotowa silnika rośnie lub zwiększa się postulat obciążenia, elementy krzywkowe na wałku rozrządu zaworów ssących są przełączane na dłuższy wznios krzywki.

W tym celu zasilana jest cewka w odpowiednim nastawniku i popychacz przemieszcza się na odpowiedniej bieżni krzywkowej danej krzywki. Przez obracanie się wałka rozrządu i kształt bieżni krzywkowej elementy krzywkowe są przesuwane osiowo i większa krzywka oddziałuje na zawory ssące. Następnie wzrost na bieżni krzywkowej sprawia, że popychacz zostaje umieszczony w pozycji wyjściowej.

W celu cofnięcia się wałka rozrządu na krótszy skok drugi popychacz przemieszcza się do sąsiedniej bieżni krzywkowej i następuje cofnięcie.

Określenie położenia popychacza odbywa się poprzez wbudowany czujnik Halla w nastawniku.

P05.20-2453-07

P01.10-3337-76

P54.00-3241-79

Alternator zespolony z rozrusznikiem

Wraz z M 256 firmie Mercedes­Benz udało się przejście do instalacji elektrycznych 48V. Jako zasobnik energii służy bateria litowo-jonowa 48V o pojemności prawie 1 kWh. Akumulator został wbudowany bardzo kompaktowo oraz połączony z układem chłodzenia i ogrzewania sterowanym odpowiednio do potrzeb.

Alternator zespolony z rozrusznikiem jest trwale przykręcony do wału korbowego w tzw. "konfiguracji P1" między silnikiem a automatyczną skrzynią biegów 9G-TRONIC. Elektroniczny moduł zasilania znajduje się w miejscu zwolnionym przez niepotrzebny już zębnik rozrusznika.

Zadaniem alternatora zespolonego z rozrusznikiem jest wymiana energii pomiędzy wałkiem wejściowym a instalacją elektryczną 48V. Jest on przy tym eksploatowany na różne sposoby.

Podczas pracy silnika może on zarówno uruchamiać niepracujący silnik spalinowy (rozrusznik), jak również przyspieszać obracający się wałek wejściowy, dostarczając moment obrotowy silnika.

W trybie alternatora może on generować energię elektryczną (alternator) oraz przejmuje zasilanie instalacji elektrycznej 48V, a także ładowanie akumulatora głównego 48V (G1/3).

Z powodu zintegrowanej konstrukcji moment obrotowy jest przenoszony pomiędzy alternatorem zespolonym z rozrusznikiem a wałem korbowym bez załączanych dodatkowo elementów transmisyjnych.

Moduł sterujący alternatora zespolonego z rozrusznikiem nawiązuje połączenie elektryczne pomiędzy systemem prądu trójfazowego alternatora zespolonego z rozrusznikiem a systemem prądu stałego instalacji elektrycznej 48V.

W alternatorze zespolonym z rozrusznikiem znajdują się uzwojenie trójfazowe ze stałym wzbudzeniem, selsyn do rejestracji położeń kątowych i dwa czujniki temperatury.

P01.10-3342-76

Doładowanie

Celem nowo opracowanej koncepcji doładowania jest uzyskanie optymalnych czasów reakcji przy równocześnie wysokich osiągach silnika. Ambitna sytuacja konstrukcyjna dzięki komponentom układu oczyszczania spalin zamontowanym w komorze silnika, sparowanym na życzenie według wysokiego stopnia zablokowania w przypadku komponentów tej rodziny silników, były decydujące dla koncepcji z pojedynczą turbiną.

W celu zapewnienia imponującego czasu reakcji w przypadku silnika o zoptymalizowanej mocy 320 kW pomimo odpowiednio większej turbosprężarki w dolnym zakresie prędkości obrotowej, jest tutaj zastosowana dodatkowa sprężarka elektryczna, która jest wbudowana w instalację elektryczną 48V.

W przypadku turbosprężarki stosowanej w silniku M 256 chodzi o turbosprężarkę "Twinscroll" z kolektorem wydechowym z izolowanymi szczelinami powietrznymi wraz z rozdziałem przepływu cylindrów 1 do 3 i 4 do 6. Wysoka głębokość produkcji umożliwia w przypadku obudowy koła turbiny zastosowanie stali o szczególnie niskiej zawartości niklu w połączeniu ze specjalnym, niskociśnieniowym procesem odlewania.

Szczególną wartość położono na zoptymalizowane pod względem przeciwciśnienia prowadzenie gazu, opracowanie złącza obudowy koła turbiny z kolektorem oraz szczelność dokładnego pasowania. Dzięki temu projektowi straty w wyniku zmiany obciążenia zostały wyraźnie zminimalizowane i już przy najmniejszych ilościach spalin uzyskiwany jest bardzo dobry czas reakcji turbosprężarki

Kolejna zaleta wynika z połączenia niskich, wewnętrznych współczynników nieszczelności oraz koncepcji izolacji szczelin powietrznych kolektora. Dzięki temu osiągana jest wyraźnie zredukowana temperatura powierzchniowa kolektora wydechowego i w ten sposób odprężanie sytuacji termicznej po "gorącej stronie" silnika - przede wszystkim w przypadku bardzo dynamicznych przejazdów oraz w fazach ogrzewania po wyłączeniu silnika.

W celu szybkiego osiągnięcia temperatury koniecznej do oczyszczania spalin w katalizatorze zoptymalizowano sterowaną elektrycznie przepustnicę spalin oraz jej przepływ symultanicznie do optymalnego rozkładu równomiernego.

P09.00-2157-76

Doładowanie, działanie

Ogólna funkcja jest podzielona na następujące funkcje częściowe:

 Regulacja ciśnienia doładowania

 Faza hamowania silnikiem

 Elektryczne doładowanie dodatkowe

Regulacja ciśnienia doładowania

Regulacja ciśnienia doładowania odbywa się poprzez nastawnik klapy regulacji ciśnienia doładowania (M16/7). Nastawnik jest zasterowywany przez moduł sterujący ME w zależności od wartości charakterystyki i obciążenia w celu regulacji ciśnienia doładowania. W tym celu moduł sterujący ME analizuje sygnały następujących czujników i funkcji zarządzania pracą silnika:

 Czujnik ciśnienia i temperatury powietrza doładowującego (B4/32), ciśnienie doładowania i temperatura powietrza doładowującego

 Czujnik ciśnienia i temperatury przed przepustnicą (B28/26), ciśnienie doładowania i temperatura powietrza doładowującego

 Czujnik ciśnienia i temperatury za turbosprężarką (B28/17), ciśnienie doładowania i temperatura powietrza doładowującego

 Czujnik ciśnienia za filtrem powietrza (B28/11), ciśnienie powietrza zasysanego

 Czujnik pedału gazu (B37), postulat obciążenia od kierowcy

 Czujnik Halla wału korbowego (B70), prędkość obrotowa silnika

 Regulacja spalania stukowego, zabezpieczenie przed przeciążeniem skrzyni biegów, zabezpieczenie przed przegrzaniem

W trybie pełnego obciążenia następuje redukcja maksymalnego ciśnienia doładowania.

W celu zmniejszenia ciśnienia doładowania napędzający koło turbiny strumień spalin jest przełączany na obejście poprzez otwarcie klapy regulacji ciśnienia doładowania.

Nastawnik klapy regulacji ciśnienia doładowania uruchamia klapę regulacji ciśnienia doładowania za pośrednictwem drążka, zamykającego obwód obejściowy. Wprowadzana w obwód obejściowy część strumienia spalin omija koło turbiny, co powoduje ograniczenie prędkości obrotowej turbiny i wyregulowanie ciśnienia doładowania. W ten sposób ciśnienie doładowania może być dopasowane do aktualnego postulatu obciążenia silnika.

W celu monitorowania aktualnych warunków ciśnienia i temperatury na trasie powietrza doładowującego od turbosprężarki do rozdzielacza powietrza doładowującego moduł sterujący ME analizuje sygnały z czujników ciśnienia i temperatury i dostosowuje ciśnienie doładowania do postulatów silnika.

Faza hamowania silnikiem

Na początku fazy hamowania silnikiem turbosprężarka obraca się jeszcze przez chwilę na skutek bezwładności wałka oraz wirnika sprężarki i turbiny. W związku z tym przy szybkim zamykaniu przepustnicy fala ciśnienia powraca do sprężarki. Taka fala ciśnienia powodowałaby na kole sprężarki stan charakteryzujący się niską objętością tłoczenia i wysokim ciśnieniem, powodujący pompowanie sprężarki (objawiające się krótkim wyciem i dużym mechanicznym obciążeniem). Otwarcie zaworu przełączającego fazy hamowania silnikiem zapobiega temu przez szybką redukcję ciśnienia poprzez kanał obejściowy na stronę ssania turbosprężarki.

P09.40-2418-82

Podczas obciążenia silnika kanał obejściowy jest zamknięty przez membranę, na którą oddziałuje ciśnienie doładowania.

Po wyłączeniu silnika membrana jest wciskana w gniazdo przez sprężynę wbudowaną w zawór przełączający powietrze w fazie hamowania silnikiem. Gdy moduł sterujący ME poprzez potencjometry wartości rzeczywistych (M16/6r1, M16/6r2) rozpozna zamknięcie przepustnicy i tym samym hamowanie silnikiem, następuje zasterowanie zaworu przełączającego w fazie hamowania silnikiem. Membrana zostaje odciągnięta i pokonując opór sprężyny oraz ciśnienia doładowania otwiera kanał obejściowy na stronę ssania. Na skutek tego następuje zredukowanie nadmiaru ciśnienia doładowania.

Gdy silnik przejdzie z fazy hamowania w fazę obciążenia, zasterowanie zaworu przełączającego powietrze w fazie hamowania silnikiem zostaje przerwane. Sprężyna wciska membranę w kierunku gniazda. Następnie membrana zostaje wciągnięta w gniazdo wskutek oddziaływania ciśnienia doładowania i w ten sposób ponownie zamyka kanał obejściowy.

P09.40-2551-76

P01.10-3339-76

Elektryczne doładowanie dodatkowe

Ciśnienie doładowania jest bezpośrednio zależne od prędkości obrotowej turbosprężarki, napędzanej strumieniem spalin. Z tego powodu wytworzone ciśnienie doładowania turbosprężarki w dolnym zakresie prędkości obrotowej jest raczej niskie i wzrasta dopiero wraz z rosnącą prędkością obrotową silnika. W przypadku szybkiego i wysokiego zapotrzebowania mocy ze strony kierowcy wytworzenie maksymalnego ciśnienia doładowania zajmuje określony czas, zanim pełna moc silnika będzie dostępna. To zachowanie w przypadku silników z turbosprężarką jest określane jako "turbodziura".

W celu zapobieżenia powstawaniu turbodziury i udostępnieniu równomiernie wysokiego ciśnienia doładowania przez całe spektrum prędkości obrotowej, część ciśnienia doładowania jest generowana w dolnym zakresie prędkości obrotowej przez elektryczną sprężarkę dodatkową (M60/1). Udostępnione w ten sposób ciśnienie doładowania może wynieść maksymalnie 450 mbar.

System sterowania pracą silnika oblicza wartość zadaną ciśnienia doładowania przy każdej prędkości obrotowej w zależności od obciążenia i warunków pracy silnika oraz od warunków panujących w otoczeniu. Ponieważ turbosprężarka przy niskiej prędkości obrotowej nie jest w stanie wytworzyć zadanego ciśnienia doładowania, różnica między wartością zadaną a rzeczywistą jest kompensowana przez zasterowanie elektrycznej dodatkowej sprężarki. W tym celu system sterowania pracą silnika oblicza prędkość obrotową dodatkowej sprężarki odpowiadającą koniecznej wartości ciśnienia doładowania.

Dodatkowa sprężarka jest zasterowywana w zakresie prędkości obrotowej do 3000/min za pośrednictwem wewnętrznej szyny CAN przez moduł sterujący ME.

Zastosowana, chłodzona wodą, elektryczna sprężarka dodatkowa dba z mocą powyżej 5 kW o jeszcze bardziej spontaniczny wzrost ciśnienia doładowania. Jest ona zamontowana po zimnej stronie silnika, tuż przed wlotem do chłodnicy powietrza doładowującego i osiąga w ciągu 300 ms prędkość obrotową maksymalnie 70.000/min oraz stosunek sprężania maksymalnie 1,45.

Podczas pracy dodatkowej sprężarki ciśnienie doładowania jest kontrolowane na podstawie sygnałów czujnika ciśnienia i temperatury za przepustnicą. Jeżeli pracuje wyłącznie turbosprężarka, ciśnienie jest mierzone przez czujnik ciśnienia i temperatury za turbosprężarką.

Elektryczna sprężarka dodatkowa jest zamontowana z lewej strony silnika za chłodnicą powietrza doładowującego pomiędzy turbosprężarką a przepustnicą.

Wykryte zakłócenia są zgłaszane do modułu sterującego ME, który zapisuje je jako usterki. Za pomocą XENTRY Diagnostics można manualnie wprowadzić zalecenie zadanej prędkości obrotowej.

Oczyszczanie spalin

Jako członek nowej rodziny silników również w modelu M 256 wdrożono koncepcję blokowania koniecznej objętości katalizatora w pobliżu silnika, w celu umożliwienia możliwie najszybszego podgrzania po rozruchu na zimno. Nadal silnik M 256 jest wyposażony w nowoczesny filtr cząstek stałych do silnika Otto (OPF).

Wykorzystywana powłoka katalityczna została opracowana na nowo i jest również zoptymalizowana pod kątem przeciwciśnienia. Regulacja lambda odbywa się poprzez linearną sondę lambda przed katalizatorem oraz szerokopasmową sondą pomiędzy obydwoma katalizatorami.

Cała skrzynka katalizatorów jest kompletnie zaizolowana i wykonana jako konstrukcja modułowa w taki sposób, aby w przypadku odpowiednich rozszerzeń możliwe było spełnienie przepisów emisji spalin na całym świecie. Filtr cząstek stałych w silniku Otto (OPF) zamontowany w pierwszym stopniu rozbudowy w spodniej płycie podłogowej oferuje obecnie efektywną możliwość wyraźnego zredukowania ilości cząstek. Sposób działania technologii OPF bazuje na koncepcji filtra cząstek stałych w silniku wysokoprężnym. Oprócz wystarczająco wysokiego stopnia separacji cząstek stałych możliwie niskie podwyższenie ciśnienia spalin przez OPF jest decydującym argumentem do zastosowania w pojeździe.

Objętość OPF została wybrana w taki sposób, aby z jednej strony zapewniona była optymalna efektywność filtrowania, a z drugiej aby dostępna była wystarczająca objętość w celu gromadzenia pyłów w OPF wraz z rosnącym przebiegiem. W sumie koncepcja budowy modułowej oferuje wydajny, zoptymalizowany pod względem przeciwciśnienia układ oczyszczania spalin, który jest w stanie sprostać emisji zanieczyszczeń również w realnych warunkach jazdy (emisja wysokiej gęstości mocy) nowego silnika M 256.

P14.00-2180-75

P49.00-2199-75

Układ wydechowy

Główne zadania układu wydechowego to:

 Oczyszczanie spalin

 Odprowadzanie spalin z pojazdu

 Tłumienie nagłych wzrostów ciśnienia, powstających w przypadku błyskawicznego spalania w komorach spalania.

 Redukcja emisji dźwięku

Wykonanie układu wydechowego ma wyraźny wpływ na dostępny moment obrotowy w wykorzystywanym zakresie prędkości obrotowej silnika.

Układ wydechowy uczestniczy biernie w zmianie obciążenia, kształt układu wpływa na odbywające się w nim drgania spalin. Drgania te wspomagają wypływ spalin z komory spalania przy otwartym zaworze wydechowym.

Dzięki zmiennym fazom rozrządu oraz układowi wydechowemu ze sterowanymi klapami osiągany jest optymalny wynik.

Siłowniki klapy spalin uruchamiają klapy spalin w danej końcówce rury wydechowej w celu optymalizacji odgłosów pracy układu wydechowego.

Siłowniki klap spalin są zasterowywane przez moduł sterujący zespołu napędowego (N127) w zależności od wartości charakterystyki.

Klapy spalin mogą być przy tym całkowicie zamknięte lub otwarte lub są ustawiane stopniowo w zapisanej pozycji pośredniej odpowiedniej do wartości charakterystyki.

Siłowniki klap spalin można diagnozować i w przypadku braku otwarcia klap spalin przekazywana jest informacja do modułu sterującego zespołu napędowego, który następnie redukuje moc silnika.

 W zależności od ustawionego programu jazdy w module sterującym zapisane są różne wartości charakterystyki w celu otwierania klap spalin.

P01.10-3415-06

Elektryczna pompa wodna

Elektryczna pompa wodna jest zamontowana z przodu z prawej strony przy silniku, poniżej układu wydechowego.

Elektryczna pompa wodna wymusza odpowiednią do potrzeb cyrkulację płynu chłodzącego w obwodzie wysokotemperaturowym silnika.

Elektryczna pompa wodna jest zasterowywana przez moduł sterujący ME (N3/10) poprzez sygnał LIN. Regulacja następuje na podstawie analizy następujących sygnałów:

 Temperatura płynu chłodzącego

 Postulat ogrzewania

 Prędkość obrotowa silnika

 Moment obrotowy silnika

Przy temperaturze płynu chłodzącego poniżej 75 °C elektryczna pompa wodna jest wyłączona, za wyjątkiem sytuacji, gdy moduł sterujący klimatyzacji (N22/1) wymaga jej pracy.

P20.10-2499-79

Niskotemperaturowe obwody 1 i 2

Opis obwodu niskotemperaturowego:

P20.00-2599-79

Elektryczna sprężarka układu klimatyzacji

Elektryczna sprężarka układu klimatyzacji znajduje się z lewej strony przy silniku.

Zadaniem elektrycznej sprężarki układu klimatyzacji jest zasysanie i sprężanie czynnika chłodzącego. Elektryczna sprężarka układu klimatyzacji jest regulowana bezstopniowo w zależności od temperatury parownika w zakresie prędkości obrotowej od 700 do 9000/min.

Elektryczna sprężarka układu klimatyzacji jest wyłączana w zależności od temperatury otoczenia, temperatury akumulatora wysokiego napięcia, jak również w razie wypadku. Jeżeli temperatura zewnętrzna wynosi < 2 °C, elektryczna sprężarka układu klimatyzacji jest zasadniczo wyłączana.

Moduł sterujący klimatyzacji (N22/1) zasterowuje elektryczną sprężarkę układu klimatyzacji poprzez LIN 2 sterowania klimatyzacją (LIN B8-2).

P01.10-3414-06

P83.55-2199-81

Zabudowa

Moduł sterujący elektrycznej sprężarki reguluje prędkość obrotową silnika elektrycznego i ilość czynnika chłodzącego.

Silnik elektryczny napędza sprężarkę spiralną.

Ta składa się z dwóch skręconych ze sobą spiral, z których jedna jest połączona na stałe z obudową a druga porusza się w kole w pierwszej.

Wewnątrz zwojów spiral powstają coraz bardziej zmniejszające się komory. Sprężony w ten sposób płyn chłodzący dostaje się do tych komór aż do centrum, skąd wydostaje się sprężony.

Obsługa techniczna

Aktualna strategia przeglądów Mercedes-Benz obowiązuje również w przypadku M 256, na poszczególnych rynkach możliwe są rozbieżności:

 Europa: stałe okresy międzyprzeglądowe “co 25.000 km/12 miesięcy“.

 Chiny: stałe okresy międzyprzeglądowe “co 10.000 km/12 miesięcy“.

 USA: stałe okresy międzyprzeglądowe “co 10.000 mi/12 miesięcy“.

 Przeglądy A i B zawsze na przemian

Prace dodatkowe podczas przeglądów (na przykładzie Europy):

 Wymiana wkładu filtra powietrza: co 75.000 km/3 lata

 Wymiana świec zapłonowych: co 75.000 km/3 lata

 Wymiana filtra paliwa, silniki benzynowe: 200.000 km/10 lat

Spuszczanie oleju silnikowego

Silnik M 256 nie posiada sztywnego przewodu ssania oleju i w związku z tym również miarki poziomu oleju.

Olej silnikowy jest spuszczany przez korek spustowy w misce olejowej. W celu kontroli poziomu oleju silnikowego w misce olejowej zamontowano czujnik; odpowiednie wskazanie można wyświetlić w zestawie wskaźników. Następuje to za pomocą przycisków na kierownicy.

Procedura w przypadku pomiaru poziomu/wymiany oleju silnikowego, patrz dokument WIS AP18.00-P-1812MKI (na przykładzie OM 654 w typie 213).

Oleje silnikowe

W wyniku zastosowania filtra cząstek stałych w silniku Otto (OPF) w tym silniku do wymiany oleju silnikowego, analogicznie jak w przypadku silników wysokoprężnych z filtrem cząstek stałych (DPF), należy stosować olej silnikowy o niskiej zawartości popiołu. Do przeglądów zgodnie z przepisami dotyczącymi materiałów eksploatacyjnych Mercedes­Benz dopuszczone są następujące oleje silnikowe:

 229.51

 229.52

 229.61

 229.71

Dane techniczne:

P01.00-3720-76

P01.00-3721-76