Экологи не дают создателям автомобилей расслабиться, заставляя последних изобретать все более сложные, изощренные агрегаты. Уже сегодня Mercedes-Benz устанавливает на свои машины моторы, конструкция которых еще несколько лет назад казалась фантастической.

АвтоМирАвто

Репортаж

Гости из будущего

Экологи не дают создателям автомобилей расслабиться, заставляя последних изобретать все более сложные, изощренные агрегаты. Уже сегодня Mercedes-Benz устанавливает на свои машины моторы, конструкция которых еще несколько лет назад казалась фантастической.

Согласно европейскому законодательству, в 2020 году среднее по модельному ряду каждой конкретной фирмы количество выбросов CO2 в атмосферу не должно превышать 95 г на 1 км. Для сравнения – действующие сегодня в европейских странах нормы токсичности «Евро6» ограничивают выбросы углекислого газа 130 граммами на километр пробега. Разница, как несложно заметить, приличная. Вместе с тем, в следующем октябре нынешние процедуры замеров расхода топлива должен сменить новый, более приближенный к реальным условиям эксплуатации машин метод – WLTP, что в переводе значит «мировой унифицированный тест легковых автомобилей». И, чтобы вписаться в установленные экологами жесточайшие рамки, автомобильным фирмам нужно быть очень изобретательными.

Даже производителям малолитражек придется изрядно постараться, а для фирм, выпускающих мощные престижные автомобили, это настоящий вызов. Безусловно, электромобилей станет больше, ведь с их помощью можно существенно снизить средний по модельному ряду выброс CO2. Тем не менее, бензиновые и дизельные силовые агрегаты конструкторы не сбрасывают со счетов.

Практически все моторы, которые ну никак не назовешь устаревшими, Mercedes-Benz в самом ближайшем будущем планирует заменить на новые, и один из них в строю уже сегодня. Однако о нем чуть позже, а начну я с самого мощного и «главного».

Вся королевская конница

Четырехлитровый двигатель с заводским обозначением M 176 разработан спецами из AMG и предназначен для обновленного S-Класса. Заявленная мощность 8-цилиндрового агрегата – минимум 476 л.с., крутящий момент – около 700 Нм. Цифры, сопоставимые с данными ныне действующего 4,7-литрового M 278, зато расход – на 10% ниже. Экономия достигается не только за счет снижения рабочего объема, но и способности мотора отключать при частичных нагрузках половину цилиндров – 2-й, 3-й, 5-й и 8-й. Кроме того, на рабочую поверхность цилиндров в алюминиевом блоке нанесено особое запатентованное покрытие Nanoslide – стойкий к износу состав на основе железа, способный хорошо удерживать смазку и при этом минимизировать трение.

Кстати, M 176 – единственный двигатель V-образной конфигурации в новом семействе. Такую роскошь позволили лишь самому дорогому и престижному мотору. Все остальные имеют теперь исключительно рядные блоки, и у каждого из них, включая 176-й, расстояние между центрами цилиндров составляет 90 мм.

В развале блока V-образной «восьмерки» M 176 установлены две одинаковые турбины. Каждая обслуживает по 4 цилиндра. Такую компоновку эксперты называют «Hот inside V». Для термической защиты расположенных рядом компонентов выпускные коллекторы и нагнетатели тщательно изолированы

Подобная «уравниловка» дает ряд технологических и экономических преимуществ: к примеру, для механической обработки разных блоков можно использовать одни и те же инструменты. Но к рядным моторам в Mercedes вернулись не только по причине оптимизации производства. Здесь тоже не обошлось без экологов, жесткие требования которых заставляют конструкторов ставить каталитические нейтрализаторы как можно ближе к блоку цилиндров, сокращая тем самым путь отработавших газов и увеличивая скорость прогрева самого катализатора. И такое техническое решение проще воплотить на рядном моторе.

На разработку и наладку производства двигателей нового поколения в Mercedes-Benz потратили порядка 3 млн евро

На новой рядной «шестерке» M 256 – еще одной рабочей единице, предназначенной для S-Класса и крупных кроссоверов – нейтрализатор чуть ли не «прилеплен» к блоку. Но главная фишка этого двигателя – прикрепленный к мыску коленчатого вала стартер-генератор, питающийся от вспомогательной сети с напряжением 48В. Устройство не только запускает мотор после остановки, но и помогает раскручивать коленвал в широком диапазоне оборотов, а во время торможений еще и подзаряжать батарею.

Рядная бензиновая «шестерка» M 256 в разрезе. Обратите внимание, как близко расположен катализатор (крупная деталь слева) к блоку цилиндров. Кроме того, у этого мотора нет ремней привода навесного оборудования. Насос охлаждающей жидкости, компрессор кондиционера, электрический нагнетатель и встроенный стартер-генератор питаются от 48-вольтовой электрической сети. Отсутствие ремней помогает уменьшить габариты мотора

И это не единственный помощник двигателя в плане его эффективности. При необходимости в бой вступают электрический нагнетатель и обычная турбина. В итоге с 3,0-литрового агрегата получается «снять» более 408 л.с. и 500 Нм крутящего момента.

Электрический нагнетатель двигателя M 256. До 70 000 об/мин турбина раскручивается всего за 300 миллисекунд. Производительность – 15кВт/220Н

Большинство же моделей будет обслуживать бензиновая «четверка» M 264 с рабочим объемом 2,0 л – в целом тоже не самый простой по конструкции агрегат. У него, как и у старшего брата, тоже есть питающийся от цепи в 48В стартер-генератор. Правда, не встроенный, как на «шестерке», а с ременным приводом. Есть турбина twin-scroll c двумя «улитками», работающими в разных диапазонах оборотов. Наконец, есть система Camtronic, изменяющая фазы газораспределения, управляя открытием впускных клапанов. Все это позволяет «снимать» с литра объема до 100 кВт мощности.

Так выглядит ременный стартер-генератор бензиновой «четверки» M 264. От электрической цепи 48В питается также насос для охлаждающей жидкости

Что касается новых дизелей, то один из них – четырехцилиндровый 2,0-литровый OM 654 – уже был представлен на свежеиспеченном E-Классе 220d, а в следующем году появятся модели и с «шестеркой» ОМ 656. У обоих моторов алюминиевые блоки с покрытием Nanoslide, но поршни стальные. Зачем это сделано? Сталь, как известно, имеет меньший коэффициент теплового расширения – значит, при нагреве поршень меньше давит на кольца, а те в свою очередь меньше «жмут» на стенки цилиндра. Снижается трение, экономится топливо. Причем, как говорят конструкторы, при применении схемы «алюминиевый блок, стальные поршни» трение ниже на 40-50% в сравнении с полностью алюминиевыми деталями.

Дизельная «четверка» OM 654 компактнее и легче своей предшественницы (OM 651), при этом она мощнее и экономичнее. Основные «вкладчики» в увеличение эффективности двигателя – новые стальные поршни и покрытие цилиндров Nanoslide
Шестицилиндровый дизель OM 656 отличается от «четверки» ОM 654 наличием двух дополнительных цилиндров и, разумеется, большей мощностью. Ход поршня и диаметр цилиндра у этих двигателей одни и те же, равно как и применяемые для повышения эффективности технологии

Лабораторная работа

Здесь можно настраивать разные силовые установки, включая те, что работают на топливных элементах

Как известно, мало создать мотор – нужно еще грамотно его настроить для работы на конкретном автомобиле. Большая часть таких работ по-прежнему происходит на основе реальных ездовых тестов, однако немалую часть операций по калибровке систем управления двигателями и трансмиссиями инженеры будут выполнять на стендах только что открывшегося в Зиндельфингене лабораторно-испытательного комплекса. Здесь десять отдельных боксов, позволяющих делать измерения в условиях, очень приближенных к реальным. Испытатели могут менять температуру от +42 до –30 °C, моделировать скорость встречного потока воздуха вплоть до максимальных 180 км/ч, имитировать движение на высоте 5000 м над уровнем моря. Все это происходит дистанционно, с помощью программ. Машина автономно заправляется, электродвигатели динамических нагрузочных стендов вращаются, измерительная аппаратура фиксирует показания датчиков. Лаборатории нового комплекса могут работать безостановочно, 24 часа в сутки.

Главная цель всех лабораторных испытаний – написать оптимальную программу (так называемую карту) для блока управления двигателем, которая учитывала бы и режимы работы коробки передач, и поведение системы динамической стабилизации. Используемая для измерений аппаратура очень дорогая. На новый технический исследовательский центр в Зиндельфингене (Германия) фирма Mercedes-Benz потратила 600 млн евро

Текст: Андрей Колтун
Фото: Mercedes-Benz

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Путевые заметки Путевые заметки

Как сделать путешествие на автомобиле запоминающимся позитивными эмоциями

АвтоМир
Нестор Энгельке Нестор Энгельке

Нестор Энгельке внес топоропись в энциклопедию современного искусства

Собака.ru
Мечта Тони Старка Мечта Тони Старка

Wey 07 — кроссовер для гения, миллиардера, плейбоя и филантропа

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Александр Лабас: не авангардист, не соцреалист Александр Лабас: не авангардист, не соцреалист

Голос А. Лабаса — сложный, полифоничный, подчас ускользающий от прямых смыслов

Монокль
В нескольких минутах от третьей мировой В нескольких минутах от третьей мировой

Сбои в работе СПРН случались, но всегда вовремя вмешивался человеческий фактор

Дилетант
10 неожиданных вопросов Кате Гусевой 10 неожиданных вопросов Кате Гусевой

Расспросили королеву ремиксов Катю Гусеву о вере в приметы и любви к собакам

VOICE
Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить

Какие типы старения лица и организма существуют?

РБК
Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать

Какие продукты стоит внести в меню, чтобы поддерживать тело в тонусе?

Правила жизни
Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

Почему сахар провоцирует воспаления клеток?

ТехИнсайдер
Нина Гребешкова: «Лёня на меня действовал магически» Нина Гребешкова: «Лёня на меня действовал магически»

В его присутствии мне хотелось быть умнее. Не хохотать без особой причины

Караван историй
Квадратная правда: как расширить границы квартиры, не покупая новую Квадратная правда: как расширить границы квартиры, не покупая новую

Как маленькая квартира может стать больше большой

Inc.
«Черный квадрат» раздора «Черный квадрат» раздора

Краткая история главной картины ХХ века

Weekend
Страховка с биткойном Страховка с биткойном

Как работают инвестиционные полисы с привязкой к биткойну

Ведомости
Карманные мозги, что управляют всем: микроконтроллеры от первых 4-бит до IoT-революции Карманные мозги, что управляют всем: микроконтроллеры от первых 4-бит до IoT-революции

История микроконтроллеров от их зарождения до современных тенденций

Наука и техника
Поверив Гомеру… Поверив Гомеру…

Действительно ли Троя — это тот город, о котором идёт речь в «Илиаде»?

Дилетант
Автономный шестилапый робот «MICROBRO» Автономный шестилапый робот «MICROBRO»

Как создать ровер, который сам везет ваш багаж туда, куда вам нужно?

Наука и техника
Пифагор, или Теорема с одним неизвестным Пифагор, или Теорема с одним неизвестным

«Нет ни одной детали в жизни Пифагора, которая не была бы опровергнута»

Дилетант
Главное – остаться незамеченным Главное – остаться незамеченным

В чем состоит военная (а возможно, и не только) хитрость стелс-технологии?

Наука и техника
Как Ленин дэвов побеждал Как Ленин дэвов побеждал

Какие отпечатки оставили на народах России события на рубеже XIX и XX веков

Дилетант
Скелетные мышцы самолета – система управления Скелетные мышцы самолета – система управления

Зачем самолетам демпферы, гидроусилители, закрылки и предкрылки?

Наука и техника
«Пишите… А. Куприн» «Пишите… А. Куприн»

Эмиграция сложилась для Куприна не просто трудно, а скорее — трагически

Дилетант
Эра литий-ионных аккумуляторов Эра литий-ионных аккумуляторов

Почему ученые трудятся над тем, чтобы повысить безопасность батареек

Наука и техника
Тюрьма народов Тюрьма народов

Как побег из Алькатраса лишь укрепил имидж легендарной тюрьмы

Дилетант
Традиционная стабильность Традиционная стабильность

Какое место в энергетике будущего будут занимать уголь, нефть и газ

Ведомости
Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100) Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100)

Как установка УОМ-3М(100) очищает отработанное моторное масло

Наука и техника
Рабби Давид из люфтваффе Рабби Давид из люфтваффе

В 2019 году Бундестаг одобрил введение в Германии военного раввината

Дилетант
Мир экзопланет: самые странные экзопланеты Мир экзопланет: самые странные экзопланеты

Как появляются пульсарные планеты, планеты-зомби и бланеты

Наука и техника
Мошенники делают ставки Мошенники делают ставки

Как мошенники используют аккаунты граждан в букмекерских конторах

Ведомости
Есть ли у Европы армия Есть ли у Европы армия

О потенциале собственной армии Евросоюза и перспективах ее участия вне НАТО

Монокль
Как накормить искусственный интеллект Как накормить искусственный интеллект

Как обеспечить непрерывную работу ИИ и центров обработки данных?

Ведомости
Открыть в приложении