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2024年12月23日，全新奔驰E的2.0T发动机解析2023-12-12 11:24·锐引擎全新奔驰E发布后，估计最没有悬念的就是其搭载的2.0T直列4缸涡轮增压直喷发动机了。不过这台代号为M254的发动机来自奔驰最新的驰FAME模块化发动机家族，是奔驰是面混合动力趋势而开发的全新开发的2.0T产物，加入了更多原生设计的混动元素，其技术方案还是值得一看的：一、奔驰全新面向混动系统的FAME发动机家族奔驰全新的FAME模块化发动机家族的特点就是原生的混合动力设计，其发动机设计的时候就完全考虑了为混合动力系统服务，比如全面兼容48V 轻混动系统，全部采用曲轴后端驱动的ISG混合动力电机，6缸发动机上使用的48V电压驱动的电动增压器+涡轮增压器的双增压技术等。这一系列发动机包括3.0T的直列6缸发动机，2.0T和1.5T直列4缸发动机，还有一台专门为欧洲市场开发的2.0T直列4缸柴油机。根据奔驰自己的说法：面向未来的动力系统，奔驰追求三管齐下的可持续出行技术方案：EQ Boost（电动化内燃机）、EQ Power（插电式混合动力驱动）和EQ（纯电驱动）。全新的模块化发动机系列（FAME）。其核心特征是 统一的90 mm的缸心距和相同的整车接口设计。基本发动机可以与48V ISG和混合动力传动系统结合使用，还可以扩展到高压插电式混合动力。同时，模块化的设计可以实现灵活的生产制造。从奔驰2.0T发动机的演化来看，相比于其他品牌的新发动机推出速度而言，最近10年内的更新还是很快的，目前使用的M254系列2.0T发动机是2020年才第一次发布的产物。二、发动机的创新技术1、ISG 48V轻混电机奔驰在上一代2.0T发动机上已经使用了48V轻混系统，不过当时是采用的前端皮带驱动的BSG形式，BSG电机功率小，并不能为发动机带来很多性能上的助提升，其作用相当于是一个升级版的启停系统。同时，由于BSG 48V轻混动其皮带驱动的特性也带来了更好的故障率，所以奔驰上一代2.0T发动机皮带驱动的BSG 48V轻混动系统并不算特别成功。而新设计的M254 2.0T采用了功率更大，更加稳定的曲轴后端驱动的ISG 48V轻混动结构。ISG电机可以在加速过程中短时间的提供额外的15kW和180Nm的性能，这让48V系统不再成为鸡肋，而且ISG曲轴后端驱动结构从设计上也是非常的牢靠。一般认为：BSG轻混系统可以发动机改进的时候后加上去，而ISG轻混动由于涉及到整个发动机和动力总成的设计和布局，必须原生设计才能实现。下图是奔驰ISG电机的结构以及其在全新E上的应用情况。2、双涡管涡轮增压器奔驰在这台2.0T上采用了其双涡管的增压器设计，这个其实也算是目前新设计4缸增压发动机的标配设计了，双涡管设计可以将4个气缸的排气分两组分别导入增压器涡轮壳体中驱动涡轮，这样可以最大程度的避免4缸排气之间的相互干扰，可以提升增压器的动态响应。下图中可以看到发动机缸盖上设计的两个和双涡管对应的排气道出口：3、新一代的直喷喷油器奔驰在这台2.0T上也采用了目前市场上最先进的350bar高压直喷系统，采用奔驰惯用的中置喷油器设计，但没有使用压电晶体喷嘴，而是采用了目前主流的电磁阀喷嘴。高压喷射在提升性能的同时也可以适应更加严格的排放法规。4、CONICSHAPE缸孔加工技术和NANOSLIDE缸孔喷涂这两项都是奔驰独特的对于缸孔加工的工艺，也是奔驰引以为傲的发动机技术亮点。（1）CONICSHAPE缸孔加工技术其实就是一种特殊的缸孔形状。一般我们认为气缸孔应该是个圆柱形的缸筒，实际上不是，奔驰根据多年的经验和气缸孔在不同温度和受力情况下的变形研究，采用了一种被称之为CONICSHAPE的反变形工艺，让气缸在加工时内壁整体呈现出一种轻微的喇叭口状态，等到发动机上车运行以后，缸孔在承受热膨胀和燃烧压力后，反而会变形成为接近正圆的形状。从而降低活塞裙部和缸孔的摩擦阻力，降低油耗。（2）NANOSLIDE缸孔喷涂技术这种涂层工艺将铁基涂层喷涂在铝缸体的缸孔内部，从而替代传统的铁缸套。涂层厚度非常薄，只有0.2-0.3mm。这有利于散热，同时可以降低低摩擦和重量。5、可变气门升程CamtronicM254和它的前辈M264发动机一样也采用了奔驰的可变气门升程系统Camtronic。这套系统在进气侧采用了两级可变气门升程机构，基本原理是采用一个电磁控制的针阀控制凸轮轴上的滑套进行升程切换的。这种设计允许发动机在低负荷日常使用工况和高负荷工况使用两种不同的凸轮型线，从而平衡性能和油耗。总结：奔驰可能停止内燃机开发的说法已经流传了很久了，不过作为一家在内燃机领域拥有丰厚底蕴的公司，目前还不会马上放弃内燃机市场。从全新的M254和FAME发动机家族的设计我们可以看出，未来奔驰的发动机将是小型化的和全面混动化的产物。但是，从奔驰的整个战略来看，其计划在2030年转向全部电动化，因此未来奔驰非常大的概率不会再像以前一样积极的开发全新的内燃机平台了。FAME应该是其终极的发动机平台了，后面要做的只是利用目前的平台通过混动化和技术改进来适应新的法规要求，并保持竞争力。
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