正视差距,看看老外先进的轻型柴油机,第一篇OM651

近几年国内整车整机的技术水平突飞猛进,与国外的差距正在快速缩小。但不可否认,与老外先进的柴油机相比,目前中国几乎没有柴油机可以称之为精品。李Sir挑选了几款国外有代表性的先进柴油机,让我们一起正视差距,终有一天我们会从追赶者转变为引领者。

OM651

梅赛德斯-奔驰公司于2009年发布了OM651,排量2.2L,如下图所示。此后在该款发动机的基础上开发了缸径行程都为83mm的短行程版OM651,排量1.8L。虽然该款柴油机已经是奔驰上一代产品,但其作为主力柴油机机型服务于奔驰多年,其技术水平在现在仍有许多可以借鉴的地方。

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OM651在几乎所有奔驰系列轿车、SUV等车型上上得到了广泛的应用。

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下图是装载有OM651的奔驰凌特的VAN车机舱。

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结构分析

该款发动机有如下特点:

——铸铁机体;

——铝合金整体式缸盖,气缸盖冷却水套分上下两层;

——每缸四气门,气门夹角6°;

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——铝合金活塞;

——双顶置凸轮轴,正时系统在飞轮端,且采用齿轮与链传动配合;

——机体下方带二级平衡机构;

——高压共轨最高喷射压力2000bar

——喷油器可选择电磁式或压电式,压电式喷油器供方为德尔福;

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——两级增压,带压气机旁通阀;欧洲柴油车使用双增压配置比较多见,但在中国的轻型柴油机上,这样的配置还比较少见。

——塑料的进气管、进气歧管;

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——可变涡流比,这个技术的作用是,发动机低转速运行时,可变涡流控制阀关闭,由于进气通道变小,产生一个较大的涡流,改善油气混合,从而可以降低燃油耗。当发动机高转速运行时,可变涡流控制阀打开,由于进气通道变大,涡流比减小,但提高了进气量,从而改善了发动机的输出功率。

——EGR系统由EGR预冷却器、电控EGR阀、旁通阀、EGR冷却器组成;EGR系统的作用是将柴油机燃烧后的一部分废气取出,重新导入进气侧使其再度燃烧的技术,主要目的为降低柴油机的主要排气污染物NOx。这是比较常见的技术,不多解释

——EGR冷却器水路与机体缸盖并联,在排放区降低水温,降低NOx排放;

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——电控水泵,用真空执行器调整水泵出水口;

——电控叶片式机油泵,通过电磁阀控制活塞冷却喷嘴机油量。两者配合,暖机工况切断活塞冷却,提高燃烧室温度,且降低机油泵供油量,降低油耗;

电控水泵和电控机油泵都是柴油机热管理措施,主要目的是降低油耗,在国内轻型柴油机上也不多见。

——高温冷却回路通过发动机机体和缸盖,以及废气涡轮增压器和EGR冷却器;

——低温冷却回路通过电动循环泵或机械泵,冷却增压空气、自动变速器油和插电式混合动力系统(PLUG-IN HYBRID)的功率电子装置。

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欧VI车型的后处理路线为两级增压+LPEGR+DOC+DPF+SCR。因为开发时间较早,而且国六排放标准难于欧六标准,可以认为这款发动机的排放介于国五与国六之间。

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动力性指标

OM651主要参数如下表所示。

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奔驰发动机的增压系统,以及相应的功率密度(单位排量功率)、扭矩密度(单位排量扭矩)发展过程如下。

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早在08年,欧洲柴油机的功率密度就达到了70kW/L,扭矩密度达到了233.3Nm/L。而中国的轻型柴油机,目前功率基本低于45kW/L,扭矩密度基本低于170Nm/L,差距还相当大。

下次给大家介绍OM651的替代产品OM654,是目前奔驰系列的当家主力发动机,感兴趣的请关注“李Sir聊柴油机”。

本文参考了一些论文,如有不当之处,请联系我。

我是李Sir,一个陪你深入了解柴油机的朋友。

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