Новость

26.06.2019

Мерседес анонсировал новый четырёхцилиндровый турбированный двигатель

Автор статьи

Завершинская Варвара

Четырёхцилиндровый двигатель, доступный в двух модификациях, обеспечит максимальную маневренность для компактных моделей Mercedes-AMG: 310 кВт (421 л.с.) в S-Модели и 285 кВт (387 л.с.) в базовой версии. Такая логика предложения продукта уже оказалась успешной в моделях AMG Performance на базе двигателя V8 и ещё лучше соответствует пожеланиям клиентов.

Помимо показателей мощности, новый двигатель впечатляет своей немедленной ответной реакцией. Для этого кривая крутящего момента была тщательно сбалансирована («формирование крутящего момента»): максимальный крутящий момент 500 Н•м (480 Н•м для базовой версии) доступен в диапазоне 5000-5250 об/мин (4750-5000 об/мин в базовой версии).

С такой конфигурацией инженеры AMG достигли мощности, аналогичной мощности атмосферного двигателя, что ещё больше усиливает эмоции от вождения. Разработчики двигателей также смогли реализовать динамически увеличивающуюся кривую крутящего момента в нижнем диапазоне оборотов двигателя, тем самым улучшив управляемость автомобиля.

Увеличивающийся крутящий момент при более высоких оборотах улучшает лёгкость работы двигателя. Более того, высокая максимальная частота вращения двигателя (до 7200 об/мин) подчёркивает спортивный характер двигателя M 139.

Почему принцип «Один человек – один двигатель» был переосмыслен заново?

Новый двигатель собирается исключительно вручную. На втором этаже мануфактуры по производству двигателей AMG в Аффальтербахе была установлена совершенно новая производственная линия, где автопроизводитель Mercedes-AMG вывел принцип «один человек - один двигатель» на новый, инновационный уровень вместе с методами индустрии 4.0, которые основаны на новейших разработках в эргономике, обработке материалов, обеспечении качества, экологически устойчивого развития и эффективности.

На пути к внедрению индустрии 4.0 процесс ручной сборки AMG также следует концепции «умного производства». Она отличается максимальной гибкостью, прозрачностью и высокой эффективностью. При этом она обеспечивает и улучшает качество двигателей и производственных процессов с использованием инновационных и цифровых технологий.

Почему поворот на 180 градусов даёт много преимуществ

Новый двигатель отличается множеством интеллектуальных конструктивных элементов. По сравнению с поперечно установленным четырёхцилиндровым двигателем M 260 в 35-х моделях или предыдущим двигателем M 133, новый Mercedes-AMG M 139 повёрнут вокруг своей вертикальной оси на 180 градусов.

Это означает, что турбокомпрессор и выпускной коллектор теперь расположены сзади по направлению движения, на стороне перегородки моторного отсека. Поэтому система впуска расположена спереди. Такая конфигурация обеспечивает максимально плоскую и аэродинамически полезную конструкцию передней части.

Новая компоновка позволяет значительно улучшить прохождение воздуха с меньшими расстояниями и меньшим отклонением - как на стороне впуска, так и на стороне выпуска.

Как роликовые подшипники улучшают ответную реакцию турбокомпрессора

Новый двухканальный турбокомпрессор (Twin Scroll) сочетает оптимальную реакцию на низких оборотах двигателя с высоким ростом мощности на повышенных оборотах. Для этого корпус разделён на два параллельных друг другу аэродинамических канала. В сочетании с также отделёнными друг от друга каналами отвода ОГ в выпускном коллекторе это позволяет раздельно управлять подачей ОГ на рабочее колесо турбины.

Цель здесь предотвратить негативное взаимное влияние отдельных цилиндров при смене заряда и улучшить смену заряда. Результатом этого становится более высокий крутящий момент уже на низких оборотах и очень быстрая реакция двигателя.

На валах компрессора и колеса турбины впервые установлены роликовые подшипники, как в самой мощной версии 4,0-литрового двигателя V8 в 4-дверном купе AMG GT. В результате применения роликовых подшипников трение внутри турбокомпрессора сведено к минимуму. Турбина реагирует ещё активнее и быстрее развивает максимальную скорость до 169 000 об/мин.

Как электронная регулировка давления наддува оптимизирует реакцию?

С максимальным давлением наддува в 2,1 бар (1,9 бар для базовой модели) 2,0-литровый турбированный четырёхцилиндровый двигатель и здесь занимает первое место. Управляемый электроникой перепускной клапан (редукционный клапан ОГ) позволяет контролировать давление наддува ещё более точно и гибко, оптимизируя при этом реакцию, особенно при ускорении с частичной нагрузкой. При этом учитываются многочисленные параметры.

Основными входными сигналами для блока управления перепускным клапаном являются давление наддува, положение дроссельной заслонки и склонность к детонации. К корректирующим сигналам относятся: температура всасываемого воздуха, температура двигателя, частота вращения коленчатого вала и атмосферное давление. Это также делает возможным временное повышение давления наддува (Overboost) при ускорении.

Для охлаждения турбокомпрессора в дополнение к маслу и воде используется и свежий воздух. Он целенаправленно проводится к турбокомпрессору от решётки радиатора через крышку двигателя, выполненную в виде воздушного дефлектора, и через воздуховоды под капотом. Концепция основана на принципах и опыте, полученном при охлаждении турбокомпрессоров, отодвинутых от решётки радиатора, устанавливаемых на существующих 4.0-литровых двигателях V8 AMG, начиная с AMG GT 2014 года. Кроме того, корпус турбины имеет встроенную изоляцию.

Какими преимуществами обладает блок цилиндров?

Полностью алюминиевый блок цилиндров выполнен по методу кокильного литья, отличающегося своими превосходными свойствами материала. Так, жидкий алюминий заливается под действием силы тяжести в постоянную металлическую форму (кокиль).

Благодаря хорошей теплопроводности охлаждаемая водой форма обеспечивает быстрое охлаждение и затвердевание расплава. Результатом является мелкозернистая, плотная структура, которая гарантирует очень высокую прочность. Сложные внутренние геометрии могут быть реализованы с помощью вложенных песчаных стержней.

Так называемая водяная рубашка, закрытая сверху – конструкция, используемая в автоспорте – обеспечивает высочайшую прочность при минимальной массе и максимальные значения давления сгорания вплоть до 160 бар. Области вокруг цилиндров, в основном сплошные, и в крышку входят только небольшие каналы для охлаждающей жидкости и моторного масла.

Кривошипно-шатунный механизм с кованым, лёгким стальным коленчатым валом и коваными алюминиевыми поршнями с оптимизированными поршневыми кольцами обеспечивает низкую степень трения с высокой прочностью. Максимальное число оборотов двигателя достигает значения 7200 об/мин, а максимальная мощность достигается при 6750 об/мин.

Масляный поддон имеет разделительные перегородки, так что несмотря на увеличенный размер поддона даже при сильном боковом ускорении всегда будет достаточно моторного масла для смазки всех соответствующих компонентов.

Почему зеркала цилиндров имеют покрытие NANOSLIDE?

Для уменьшения трения между поршнями и цилиндрами на зеркала наносится покрытие по запатентованной технологии NANOSLIDE. Оно придаёт цилиндрам зеркальную гладкость для обеспечения наименьшего трения, а также делает их в два раза твёрже традиционных гильз из серого чугуна, и, следовательно, намного более долговечными. Технология NANOSLIDE была разработана Daimler AG и защищена более чем 90 семействами патентов и более чем 40 патентами.

Впервые покрытие было использовано для двигателя AMG M 156, в течение многих лет улучшало работу других двигателей AMG, а также используется в двигателях болидов Формулы-1 команды Mercedes AMG Petronas Motorsport.

Как увеличенные выпускные клапаны обеспечивают более быстрые смены заряда?

Новое расположение и лёгкий наклон друг к другу форсунок и свечей зажигания в головке цилиндров позволило значительно увеличить выпускные клапаны по сравнению с предыдущим двигателем М 133. Увеличенные поперечные сечения выпускных клапанов позволяют газам выходить из камер сгорания с низкими потерями и уменьшают общее выталкивание поршня.

Более эффективное охлаждение головки блока цилиндров было достигнуто, помимо прочего, за счёт уменьшения высоты установки посадочных колец и наличия отверстия охлаждения рядом с камерой сгорания в области стенки между выпускными посадочными кольцами. Эффективность охлаждения была также улучшена благодаря близкой к поверхности геометрии водяной рубашки, более быстрой скорости потока и оптимизированному объёмному расходу воздуха. Многослойное, самое современное гофрированное металлическое уплотнение изолирует головку цилиндров от блока цилиндров.

Два расположенных сверху распределительных вала управляют 16-ю клапанами посредством оптимизированных по массе роликовых толкателей. Регулирование фаз газораспределения на стороне впуска и выпуска обеспечивает отличную реакцию двигателя и улучшает смену заряда для каждой рабочей точки. Ещё одной особенностью является система регулируемых фаз газораспределения CAMTRONIC на стороне выпуска с двумя кулачками на клапан.

Кулачки имеют разную геометрию, поэтому в зависимости от регулировки кулачка в соответствии с ситуацией на дороге выпускные клапаны можно открывать на короткие или длительные периоды – для ещё лучшей отзывчивости на низких оборотах двигателя, комфортного и экономичного движения при средних оборотах и полной выдаче мощности в верхнем диапазоне оборотов.