Одна из последних разработок бензиновых шестерок, в которой внесен ряд технических новшеств, абсолютно не свойственных подобным моторам в прошлом – это двигатель Mercedes-Benz M256 . Новый рядный шестицилиндровый двигатель предлагает те же характеристики, что и восьмицилиндровый агрегат, и при этом он гораздо более экономичен.
Интеллектуальный турбонаддув с электрическим вспомогательным компрессором (eZV), а также встроенным стартером-генератором переменного тока (ISG) гарантируя высокие показатели управляемости даже на преходных режимах работы без турбо-задержки. ISG отвечает за гибридные функции, такие как форсирование или рекуперация энергии, обеспечивая экономию топлива, которая ранее была зарезервирована для высоковольтной гибридной технологии.
Блеск и забвение рядных шестерок
Когда-то рядная шестерка была доминирующей конструкцией двигателя. Эти двигатели ассоциируются с лучшими автомобилями всех времён: Jaguar поставил их в свои автомобили, Джип построил на них свою репутацию конца 20-го века, и почти у каждого легкого семейного автомобиля или пикапа в Америке был такой двигатель.
Рядные шестицилиндровые двигатели имеют ряд неоспоримых преимуществ. В первую очередь, как и любой рядный двигатель, они довольно просты и надёжны. Блок цилиндров изготавливать проще, да и в отличие от V-образных моторов во втором комплекте головки цилиндров и распредвалов нет необходимости. Вместо использования четырёх коротких распредвалов рядная шестёрка может довольствоваться двумя длинными валами.
Простота таких моторов также важна при ремонте, так как на рядном двигателе легко можно подобраться к любой свече зажигания, проводам и прочим элементам при плановом обслуживании, что делает рядную шестёрку хорошим товарищем механика.
Но самое большое преимущество - балансировка двигателя. При обычной схеме работы таких моторов поршни в цилиндрах двигаются парами со своим «отражением в зеркале» с другой стороны мотора. Сначала работают 1 и 6, затем - 2 и 5, а заканчивают 3 и 4. Когда поршни 1 и 6 находятся в верхней мёртвой точке, другие поршни равномерно расположены под углом в 120 и 240 градусов соответственно относительно рабочего цикла, благодаря чему возвратно-поступательные движения сами уравновешивают мотор. Они плавно развивают обороты, чем и прославились. Но наступили времена, когда их вытеснили с рынка V – образные двигатели.
Недостатки рядных шестёрок
Увы, но есть множество причин тому, что количество рядных шестёрок значительно сократилось. Размещение такого мотора всегда вызывало вопросы, так как из-за значительного количества цилиндров, выстроенных в ряд, установить его вдоль можно не под каждый капот. Если же расположить его поперечно, то не останется места для трансмиссии и приводов, которые нужны при использовании на переднеприводных моделях. А так как производители стараются делать максимально универсальные моторы для применения на множестве моделей, длинные двигатели им просто не нужны.
Кроме того, у длинного мотора и его компонентов страдает жёсткость по сравнению с более компактными моделями. Длинные распредвалы и коленвалы слегка прогибаются во время вращения, а блок цилиндров не такой жёсткий, как у тех же V6. Размеры рядной шестёрки также плохо влияют на центр тяжести автомобиля, так как он расположен несколько выше, чем более компактные V6.
Недостатки V6
V – образные моторы при таком же количестве цилиндров, как у рядного собрата совсем не так хорошо сбалансированы. Они по сути созданны из двух рядных 3-цилиндровых двигателей, следовательно, любой V6 требует специальных балансировочных механизмов, которые будут уравновешивать мотор во время его работы. Без балансировочных валов на коленчатый вал действовали бы огромные нагрузки, создаваемые при возвратно-поступательных движениях деталей.
Балансировка двигателя ухудшается с ростом его рабочего объёма и увеличением размера цилиндра (так как растёт масса поршня). Противовесы в таком случае также добавляют сложности в конструкцию двигателя и процесс производства, увеличивая его стоимость. Например, у DOHC V6 должно быть 4 распредвала и 24 клапана, а дополнительные балансировочные валы, расположенные в каждой головке, лишь добавят сложности при ее обслуживании.
В течение многих лет двигатели V6 убивали рядную шестерку, также известную как I6, и данному развитию компоновки двигателей предполагалось забвение. Но Mercedes-Benz совершил воскресение. Это вернуло рядную шестерку в модели M256, совершенно нового дизайна двигателя, чтобы заменить многие из его V6.
Таким образом, именно низкие затраты на разработку двигателя и хорошая его уравновешенность обеспечили этому старому дизайну двигателя возрождение с использованием новых технических решений.
Воплощение новых инновационных проектов
Вступая в 21-й век, производителей перестают интересовать рядные шестерки. Джип убил свой AMC 4.0L I6 после 2006 года в пользу V6s. General Motors, уникальная для своего времени, создала I6 в 2002 году как часть своего нового семейства двигателей Atlas, которое просуществовало до 2012 года. Только BMW продолжала строить большую часть своего модельного ряда на рядной шестерке.
Короткие капоты по-прежнему остаются проблемой для размещения рядного двигателя, но у Mercedes есть несколько хитростей, чтобы укоротить M256 настолько, чтобы втиснуть его в современные «курносые» автомобили.
На классическом двигателе мощность для привода гидроусилителя рулевого управления, генератора переменного тока, компрессора и кондиционера передается через систему резиновых ремней на шкивах, которые расположены на передней части двигателя. Все это занимает много ценного подкапотного пространства между блоком двигателя и передней решеткой. Рядный шестицилиндровый двигатель M256 избавляется от ремней и шкивов.
Он оснащен устройствами систематической электрификации. Так, в передней части двигателя отсутствует ременный привод для вспомогательных компонентов, что уменьшает его общую длину. Узкая конструкция вместе с физическим разделением впуска / выпуска создает пространство для последующей обработки выхлопных газов вблизи двигателя. При 500 см3 новый двигатель имеет такой же рабочий объем на цилиндр, что и семейство дизельных двигателей премиум-класса, используемых ранее, а также семейство четырехцилиндровых бензиновых двигателей. Дополнительным бонусом является оригинальная доработка рядного двигателя.
Мощность и крутящий момент нового шестицилиндрового рядного двигателя аналогичны текущей восьмицилиндровой машине, то есть более 300 кВт (408 л.с.) и более 500 Нм. По сравнению с предыдущим V6 выбросы CO 2 в двигателе были снижены примерно на 15 процентов.
Его производительность столь же динамична, как и у V8, поскольку новый рядный шестицилиндровый двигатель оснащен интеллектуальной конструкцией турбонаддува: с поддержкой ISG при запуске электрического вспомогательного компрессора (eZV) гарантируется быстрое нарастание высокого крутящего момента при движении и ускорении, когда необходимо преодолеть режим, по истечении которого включается большой турбонагнетатель.
Электрический нагнетатель разгоняется до 70000 об / мин в течение 300 миллисекунд, обеспечивая чрезвычайно высокую приемистость двигателя. Результатом является динамическая реакция двигателя без турбо-задержки - задержки, возникающей у турбированных двигателей вследствие наличия «турбоямы», которую вы ощущаете между нажатием педали газа и получением прироста мощности.
M 256 является первым представителем нового семейства бензиновых двигателей премиум-класса, которые с самого начала были систематически разработаны с использованием элементов электрификации. Электрическая система 48 В обслуживает не только потребителей высокой мощности, таких как водяной насос и компрессор кондиционирования воздуха, но также имеет и интегрированный стартер-генератор переменного тока (ISG), который также подает энергию на аккумулятор с помощью высокоэффективной рекуперации энергии. ISG обходится без необходимости ременной передачи для этих компонентов. Это не только уменьшает общую длину двигателя и его сложность, но и открывает новые эффективные возможности управления. Все еще существующая система 12 В обеспечивает энергоснабжение потребителей, таких как освещение, кабина, информационно-развлекательные и контрольные устройства.
ISG является ключевым компонентом системы 48 В и не только служит генератором переменного тока, но также отвечает за гибридные функции. Это позволяет экономить топливо, которое ранее было зарезервировано для гибридной технологии высокого напряжения. Впервые ISG также отвечает за контроль скорости холостого хода. Гибридные функции включают в себя: повышение мощности на 15 кВт и крутящего момента на 220 Н, восстановление энергии, а также смещение точки нагрузки - двигатель может работать в более благоприятной области характеристики при соответственном увеличении / уменьшении нагрузки в зависимости от уровня заряда батареи.
Еще одной особенностью нового семейства бензиновых двигателей премиум-класса является предпусковая обработка выхлопных газов. Стандартный сажевый фильтр является единственной частью системы выпуска отработавших газов, которая находится под полом.
Меньшие двигатели, больше мощности
Конструкторы Mercedes, вместо того, чтобы проектировать чистый V6 для замены своих устаревших V6, создали модульное семейство двигателей, основанное на поллитровых цилиндрах, которые могут быть встроены в шестерки 2.0L (M254) и 3.0L шестерки (M256). Двигатель M256 развивает 362 лошадиных силы и крутящий момент в 369 футов в CLS45, 429 лошадиных сил и крутящий момент в 384 фунта в CLS53 - это соизмеримо с V8.
Именно этот общеотраслевой двигатель предоставляет преимущества, которые могут дать новым шестеркам долгую жизнь. Jaguar и Land Rover, принадлежащие Indian Tata Motors Limited с 2008 года, совместно разрабатывают новый I6 для замены своих V6 по тем же причинам, что и Mercedes.
Возвращение Mercedes к своим корням, является более чем предварительным шагом. Автопроизводитель вложил значительные средства в совершенно новое семейство двигателей, чтобы в течение многих лет эксплуатировать большую часть своей линейки. Так что можно предположить, что рядная шестерка будет востребована на автомобильном рынке.
