Reklama

Mechanika - Żródła napędu - silniki stosowane obecnie oraz w przyszłości

Mercedes opracował Nową jednostkę V8 biturbo (M 176)

Mercedes opracował Nową jednostkę V8 biturbo (M 176)

Liczba cylindrów dopasowana do potrzeb

Dynamiczne rozwijanie mocy w połączeniu z wysoką efektywnością: nowa jednostka V8 biturbo, oznaczona jako M 176, to jedna z najoszczędniejszych V-ósemek na świecie. Wyróżnia ją system odłączania cylindrów przy częściowym obciążeniu. Motor M 176 z tą technologią zadebiutuje w przyszłym roku w nowej Klasie S.

 

Opracowana przez inżynierów Mercedes-AMG jednostka łączy wzorową efektywność i zgodność środowiskową z wyśmienitymi osiągami. Z pojemności 3982 ccm osiąga moc ponad 350 kW (476 KM) i około 700 Nm maksymalnego momentu obrotowego, dostępnego od 2000 obr./min. Zużywa przy tym o ponad 10% mniej benzyny od 455-konnego poprzednika.

W celu dodatkowego obniżenia zużycia paliwa nowy silnik M 176 odłącza połowę cylindrów przy częściowym obciążeniu. W tym celu wykorzystuje układ zmiennych faz rozrządu CAMTRONIC. Nie tylko ogranicza to straty, jakie powodowałaby praca czterech dezaktywowanych cylindrów, ale jednocześnie, z uwagi na zmianę charakterystyki, zwiększa efektywność czterech pozostałych. Cylindry są uruchamiane i odłączane dzięki współpracy układu sterowania silnikiem i nastawników w głowicy. Przejście do trybu 4-cylindrowego odbywa się poprzez 8 nastawników, które za pomocą specjalnego wybieraka przesuwają ruchome krzywki na wałkach rozrządu dla zaworów dolotowych i wydechowych. Krzywki te są utrzymywane w swoich pozycjach za pomocą mechanizmów blokujących. Zawory dolotowe i wydechowe cylindrów numer 2, 3, 5 i 8 nie otwierają się z uwagi na „zerowe” wyprofilowanie krzywek. Jednocześnie zdezaktywowany zostaje wtrysk paliwa oraz zapłon, toteż niespalona mieszanka pozostaje w „uśpionej” komorze spalania.

Układ odłączania cylindrów jest aktywny przy prędkościach obrotowych od 900 do 3250 obr./min, w trybach jazdy C lub E systemu DYNAMIC SELECT. W pozostałych programach układ jest odłączony. Gdy tylko kierowca mocniej wciśnie pedał gazu lub prędkość obrotowa silnika przekroczy poziom 3250 obr./min, w cylindrach numer 2, 3, 5 i 8 w ciągu milisekund znów zaczyna spalać się mieszanka. Przejście pomiędzy trybem 4- a 8-cylindrowym odbywa się nieodczuwalnie, w żadnym stopniu nie ogranicza więc komfortu jazdy. O aktualnym trybie pracy informuje menu na panelu wskaźników.

Aby ograniczyć wibracje czwartego rzędu w trybie pracy na 8 cylindrach oraz wibracje drugiego rzędu w trybie 4-cylindrowym, nowa jednostka V8 biturbo korzysta z wahadła odśrodkowego.

Połączenie podwójnego turbodoładowania i bezpośredniego, natryskowego wtrysku benzyny zwiększa efektywność termodynamiczną, a tym samym ogranicza zużycie paliwa oraz emisję spalin. Wyjątkowo szybkie i precyzyjne piezoelektryczne wtryskiwacze podają paliwo pod wysokim ciśnieniem, a realizowany w zależności od warunków wtrysk wielofazowy zapewnia homogeniczność mieszanki paliwowo-powietrznej. Podawanie paliwa jest sterowane elektronicznie, pod ciśnieniem płynnie regulowanym w zakresie od 100 do 200 barów.

Silnik ma blok o zamkniętej konstrukcji, co oznacza, że jego górna pokrywa wokół cylindrów jest szczelnie zabudowana. Wykonany ze stopu aluminium blok powstaje w procesie odlewania kokilowego. Zapewnia to ekstremalną wytrzymałość, a jednocześnie pozwala zachować jak najniższą masę i dopuszcza wysokie ciśnienia, sięgające 140 barów. Dodatkowo udoskonalona powłoka gładzi cylindrowych NANOSLIDE® redukuje tarcie i również przyczynia się do wzorowej efektywności. Głowica jest produkowana ze stopu aluminium i cyrkonu, który przewodzi ciepło lepiej od konwencjonalnych stopów aluminiowych.

Kolejnym procesem mającym na celu ograniczenie tarcia, a co za tym idzie - zwiększenie efektywności, jest specjalne honowanie „okularowe”. Obróbki gładzi cylindrowych dokonuje się tu dopiero w bloku silnika, ale jeszcze przed przykręceniem głowicy. W tym celu w jej miejscu montowany jest przypominający okulary uchwyt. Zapewnia on taki sam poziom obciążeń, jak po zamontowaniu głowicy. Honowanie „okularowe” pozwala zmniejszyć naprężenie pierścieni tłokowych, a to prowadzi do dalszego ograniczenia tarcia i obniżenia zużycia oleju.

Dla zapewnienia świetnej responsywności i niewielkiej emisji spalin dwie turbosprężarki umieszczono nie na zewnątrz, ale pomiędzy rozwidlonymi głowicami - eksperci nazywają to „gorącą fałką”. Z uwagi na termiczną ochronę elementów silnika kolektory wydechowe i turbosprężarki mają specjalną izolację.

Do zwiększających efektywność rozwiązań należy niskotarciowy napęd alternatora i kompresora klimatyzacji - odbywa się on za pomocą dwóch krótkich pasków czterorowkowych. Pompa wody jest napędzana łańcuchem rozrządu. Za przepływ oleju odpowiada dwustopniowa pompa oleju ze sterowaniem zwrotnym. Dobiera ona przepływ zależnie od obciążenia i prędkości obrotowej silnika, przez co również pomaga w oszczędzaniu paliwa.

Silnik M 176 korzysta z układu oczyszczania spalin z dwoma katalizatorami zamontowanymi bezpośrednio przy silniku oraz pod podłogą. Standardowy filtr cząstek stałych jest elementem biegnącego pod podłogą układu wydechowego.

Jednostka M 176 jest wytwarzana w fabryce Untertürkheim w Stuttgarcie.

Porównanie danych nowego silnika i jego poprzednika:

Silnik

 

M 176

M 278

Układ i liczba cylindrów

 

V8

V8

Liczba zaworów na cylinder

 

4

4

Pojemność na cylinder

ccm

498

583

Pojemność skokowa

ccm

3982

4663

Odstęp między osiami cylindrów

mm

90

106

Średnica

mm

92

92,9

Skok

mm

83

86

Średnica/skok

 

1,1

0,92

Moc maks.

kW/KM

ponad 350/476

335/455

Maks. moment obr.

Nm

około 700

700

Stopień kompresji

1:

10,5

10,5

Norma emisji spalin

 

Euro 6

Euro 6

Zasoby powiązane


Reklama