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号称最强1.5T!奔驰M254引擎牛在哪?

2021年04月13日 10:34:01
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本田1.5T、现代起亚1.5T、长安1.5T、奇瑞1.6T...最近几年,各大品牌的小排量发动机数据都十分“膨胀”,但在技术应用上却都大同小异,350Bar直喷、智能配气系统、电控涡轮泄压阀...见得多了也就谈不上有多惊艳了。

国产奔驰C级申报图

然而,随着新一代C级长轴版即将在上海车展上市,我们首次看到了梅赛德斯-奔驰对小排量涡轮增压引擎的最新理解,最新推出的M254 1.5T直列四缸发动机账面数据来到了204Ps(150kW)/300Nm,堪称同类最强。今天我们就来聊聊,这台经过深度电气化改造的新机头究竟有何过人之处。

根据之前国家工信部发布的申报信息,国产新一代奔驰C级会推出三种发动机,都属于M254系列,型号分别为254915(1.5T低功率燃油版)、254915(1.5T高功率轻混版)以及254920(2.0T低功率燃油版),对应的账面数据分别168Ps(125kW)、204PS(150kW)、204Ps(150kW)。值得一提的是,欧规版新一代C级还有一款254920版本(2.0T高功率+48V轻混),其最大功率达到了258Ps(190kW),峰值扭矩400Nm。

▲现役48V轻混系统是个啥?

提到燃油车的电气化改造,我们首先想到了现在很火的48V轻混系统,例如吉利ICON别克英朗凯迪拉克XT5奥迪A6L比亚迪唐DM(也有P0布局的BSG电机)等等。当然,这种轻混车也包括现款奔驰C级1.5T车型,说到原理其实并不复杂,简单说就是将纯燃油车的起动机换成BSG电机,升级后的电池组可以为电机提供48V的电压,驱动状态下电机输出功率在10-25kW不等,反推时也能变成发电机,给电池或相关设备供电。

使用BSG电机的轻混系统

这种P0布局的48V轻混系统虽然只能算初级电气化改造,但能实现制动能量回收、匀速滑行(引擎怠速)、辅助驱动等众多纯燃油车不具备的新功能,其油耗水平也会有所降低。

电机通过皮带连接到动力系统

不过,P0布局意味着电机和发动机曲轴是通过皮带连接的,电机工作的前提是发动机必须在工作,两者的转速存在一定比例关系,且电机没法跳过发动机变速器直接驱动车轮,也就不存在纯电模式。更重要的是,复杂的皮带轮系带来的动力损失也不小,省下来的油耗有点蚊子腿。

奔驰M254的轻混系统有何不同?

跟主流48V轻混系统不同,奔驰M254发动机使用的是P2布局的轻混系统,把用于驱动&发电的电机(15kW/200Nm)集成在了发动机和变速器之间,三者的动力传递都在同一轴线,中间还有离合器可以进行动力传递。

ISG电机,转子为永磁体

跟德系的插电式混动车一样,奔驰C级使用这种集成式电机应该叫轴向磁通电机(ISG电机)。看起来像是两个镶嵌在一起的甜甜圈,内侧为永磁体打造的“转子”,可以通过离合器直接给变速器输出动力,而外侧为固定在壳体上的线圈绕组(也就是定子)。在工作时,转动的转子是永磁体。

BSG电机,转子为线圈

说到结构,我们可以再聊聊传统轻混车使用的BSG电机,也就是径向磁通电机,这玩意儿相比上面那位正好反过来。中间的转子是线圈绕组,而外侧固定不动的是永磁体。在工作时,转动的转子是线圈。

▲深度电气化改造的优势体现在哪?

发动机/电机/变速器,同一轴线

相比于BSG电机,ISG电机的“甜甜圈”结构使得它可以做得更大,更扁平,这种P2布局还能够直接跳过发动机给变速器提供动力输出,输出功率更大,能量损失更小。并且,ISG电机因为直接与变速器相连,在车辆制动时,电机也能更高效回收动能,特别适合用于长下坡或激烈驾驶,可以有效防止刹车过热。

而实际上,M254发动机的电气化改造远不止这一台ISG电机,原本M274、M264发动机上面的水泵、油泵、压缩机等等全部改成的一体电机驱动,这台M254跟S级搭载的M256一样取消了曲轴皮带系统,包括水泵、油泵、压缩机等均采用电机驱动。

没有皮带轮组件

从结构上我们也能看到,M254发动机的前端是“光秃秃”的,因为完全取消了曲轴皮带轮和皮带组件。烧油产生的动力只有三项工作,一是通过ISG电机为电池充电,二是带动正时链条和凸轮轴为发动机配气,三是输出动力。

典型的P2混动布局

说到这,很多人或许就能看得出来,这台M254硬的电气化改造思路就是以造油电混动车的方式造燃油车。换句话说,如果给这台C级换个功率更大点的电机,配个容量大点的电池,再外接个充电口,就能变成血统纯正的插电式混动车。

●总结:

毫无疑问,M254系列发动机代表了梅赛德斯-奔驰对直列四缸引擎的最新理解,最核心的指导思想就是更彻底的电气化改造,这不仅造就了更强大的动力输出,对提升燃油经济性也大有裨益。面对各国逐渐收紧的排放政策,这种以混合动力中P2布局为核心的动力总成,或许是未来纯燃油车的唯一出路,值得包括自主车企在内全球汽车厂商学习、效仿。

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