Mercedes-Benz: debutto dei nuovi motori modulari

[Beckervdo]

Mercedes-Benz: debuttano i nuovi propulsori modulari. Dal piccolo 4 cilindri 2.0 litri, fino al possente V8 TwinTurbo da 4.0 litri

Mercedes-Benz: debuttano i nuovi propulsori modulari. Dal piccolo 4 cilindri 2.0 litri, fino al possente V8 TwinTurbo da 4.0 litri. Dopo la presentazione del 4 cilindri diesel da 2.0 litri (OM 654) sulla Mercedes Classe E 220d, Mercedes-Benz svela la sua nuova famiglia di motori. Il loro debutto ufficiale avverrà con la presentazione del facelift della nuova Mercedes-Benz Classe S.

Cilindrata unitaria da 0.5 litri, architettura in linea (4-6 cilindri) ed a V (8 cilindri).
Il 4 cilindri a benzina ( M 254), il 6 cilindri diesel (OM 656) e benzina ( M 256) ed il V8 benzina (M 176). Un investimento di 3.3 miliardi di dollari.

“L’ottimizzazione e realizzazione di motori avanzati ad alta tecnologia svolge un ruolo chiave nel nostro percorso verso la mobilità sostenibile. Per la mobilità del futuro, stiamo volutamente non impegnandoci in una forma solitaria del sistema di propulsione, ma ad una coesistenza di motori a benzina efficiente e pulito, diesel, Plug-in-hybrid, sistemi di batteria e di trasmissione ad idrogeno. Ognuno di questi tipi di sistema di trasmissione ha la sua giustificazione e le prospettive future. Più potenti, più economici e più puliti, una nuova famiglia modulare di motori Mercedes-Benz offre il propulsore giusto per ogni veicolo”

Thomas Weber, Responsabile R&D di AIZ (Powertrain Integration Center) in un comunicato.

 

Oltre a trattamenti DLC sugli alberi a camme e sulle canne cilindro, Cilynder on Demand, Iniezione di carburante migliorata, Mercedes spinge moltissimo sugli aiuti alla meccanica dura e pura andando sull’elettronica:

• Impianto elettrico a 48V
• Compressori elettrici
• ISG
• FAP per motori benzina (orbene, sì. Anche sui benzina con le nuove normativa a causa dell’iniezione diretta).

Motore 4 cilindri benzina M 256

Li abbiamo già visti in declinazione diesel, con l’utilizzo di un nuovo alternatore-motorino d’avviamento (RSG) che sostituisce il vecchio motorino d’avviamento e l’alternatore “convenzionale”. Il suo punto di forza è un aiuto di “coppia” al motore a combustione interna per alcuni frangenti di carico gravoso o è in grado di spegnere il motore evitandogli di far perdere molta inerzia, sfruttando così le funzioni di coasting. A questo si aggiunge anche una pompa dell’acqua elettrica – modulante – alimentata dall’impianto elettrico a 48V.  La sovralimentazione è affidata ad un singolo turbocompressore TwinScroll che lavora in tandem con la tecnologia CAMTRONIC per la fasatura delle valvole in aspirazione e scarico.

Sono progettati per poter erogare una potenza specifica di 136 CV /Litro, questo significa che una declinazione spinta di tal propulsore è in grado di erogare un massimo di 272 CV.

L’RSG è anche responsabile delle funzioni ibride di risparmio di carburante:

• Facile partenza: partenza praticamente impercettibile ed aiuto nell’accelerazione del motore
• Boost al motore a velocità di rotazione fino a 2500 rpm
• Recupero energetico fino a 12,5 kW
• Spostamento del punto di carico: permette il funzionamento in una zona più favorevole della mappa del motore
• Funzione Coasting a motore spento
• IECO: start / stop prolungato con il motore che attua lo spegnimento intelligente anche a bassa velocità

Per garantire emissioni eccellenti, tale propulsore fa uso di iniettori piezoelettrici provati e testati con una buona preparazione della miscela, una camera di combustione ulteriormente migliorata ed un filtro anti-particolato per motori a benzina.

Motore 6 cilindri benzina (M 256)

0.5 litri per 6, fanno 3.0 litri di cilindrata. Vecchie glorie ritornano. Il plus è che ora utilizzeranno anche un elettro-compressore ed un nuovo Starter-Generatore (ISG) da 48V. Necessario per poter utilizzare l’elettro-compressore.
Il compressore elettrico accelera da 0 a 70.000 rpm entro 300 millisecondi, assicurando una reazione estremamente spontanea dal motore. Il risultato è forte risposta del motore senza turbo lag.

Il generatore di avviamento può ora assistere il motore a combustione interna, ad esempio quando si trova in situazioni di carico elevato, e in frenata può recuperare energia. Questa energia recuperata può essere utilizzata non solo per aiutare l’accelerazione, ma anche distribuire potenza alle funzioni ausiliarie quali il condizionatore d’aria, i sistemi di raffreddamento del motore, ed i sistemi di intrattenimento.  
l’ISG è in grado di fornire un boost di 20 CV e ben 220 Nm di coppia motrice.

Mercedes dichiara che questo 6 cilindri possa raggiungere le medesime prestazioni di un V8 4.7 TwinTurbo (parliamo di 410 CV e 500 Nm). Accoppiato a questa unità benzina – per la prima volta in assoluto – è un sistema di trattamento dei fumi (FAP) presente dopo i catalizzatori

Motore 6 cilindri Diesel (OM 656)

Mercedes-Benz Sechszylinder-Dieselmotor, OM656 ;
Mercedes-Benz six-cylinder diesel engine, OM656;

Il nuovo top di gamma a ciclo diesel da 3.0 litri è un sei cilindri in linea. Introduce il sistema di sovralimentazione con un doppio turbocompressore (sovralimentazione doppio stadio), una camera di combustione “stepped-bowl” e per la prima volta su un motore a ciclo diesel, il sistema CAMTRONIC, che varia gli angoli di fasatura delle valvole di scarico.

Questa nuova camera di combustione “stepped-bowl” ha effetti positivi sull’omogeneità di carica, sulla riduzione del nerofumo e sulla diffusività termica. Blocco motore in alluminio e pistoni forgiati in acciaio, concorrono ad elevare la qualità del propulsore. I processi di dilatazione termica che si hanno tra alluminio ed acciaio, sono di molto inferiori rispetto ad un interfaccia acciaio-acciaio. Questo riduce l’attrito di contatto dal 40 al 50%. Allo stesso tempo, il fatto che l’acciaio abbia una resistenza meccanica maggiore dell’alluminio permette dei pistoni molto compatti e leggeri. Infine, la conducibilità termica inferiore dell’acciaio porta a temperature elevate i componenti in poco tempo, migliorando così il rendimento termodinamico, aumentando il potere di combustione e riducendo la durata della stessa.

Ottimizzazione e rivoluzione

La combinazione di pistoni in acciaio e le nuove fasce elastiche con rivestimento NANOSLIDE delle pareti del cilindro, portano dei benefici in termini di consumo di carburante e di emissioni di CO ₂, specialmente nelle gamme di motori a velocità medio-basse, che sono di rilevanza per l’uso del veicolo, giorno per giorno. Anche se vi è un aumento significativo della potenza rispetto al precedente OM 642 (più di 230 kW / 313 CV invece di 190 kW / 258 CV), il nuovo motore consuma il 7% di carburante in meno. 

Il nuovo motore diesel è stato progettato per soddisfare le future normative sulle emissioni (RDE – Ciclo per le emissioni reali di guida). Tutti i componenti di rilevanza per la riduzione delle emissioni sono installati direttamente sul motore. Supportato da misure di isolamento e migliori rivestimenti attorno al catalizzatore; questo consente di non aver alcuna necessità di gestione della temperatura del motore all’avviamento a freddo o a basso carico.

Oltre ai vantaggi in termini di emissioni, questo si traduce in risparmio di carburante, soprattutto su brevi tragitti. Grazie alla configurazione del motore, il sistema di post-trattamento ha una bassa perdita di calore e lavora a condizioni operative estremamente favorevoli. Questo è rafforzata dalla tecnologia CAMTRONIC  che varia la fasatura dell’albero a camme di scarico, che supporta il riscaldamento del sistema di scarico.

Il nuovo motore è dotato di due sistemi di ricircolo dei gas di scarico (EGR), combinando i sistemi di alta e bassa pressione. Questo rende possibile una riduzione ulteriore delle emissioni inquinanti pre-trattamento, attraverso l’intera mappa del motore.

 

Motori 8 cilindri benzina (M 176)

Avete presente il nuovo V8 4.0 litri TwinTurbo che ha debuttato recentemente sulla E63 AMG? 
Orbene, una variante meno sofisticata, realizzata sulle linee produttive di Mercedes-Benz, farà il suo debutto, soppiantando di fatto il V8 4.7 Twinturbo da oltre 450 CV.

Con una cilindrata di 3.982 litri, questo V8 eroga 476 CV ed una coppia massima di 700 Nm ad appena 2000 rpm. Il nuovo propulsore, però, si accontenta del 10% in meno di carburante. Questo è possibile grazie al sistema CAMTRONIC che tra l’altro consente la disattivazione dei cilindri (rispettivamente, 2-3-5-8) mediante la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico, nonché l’interruzione dell’iniezione.

Il sistema COD è attivo dai 950 rpm fino ai 3250 rpm, mentre per la loro disattivazione bastano pochi millisecondi. Il nuovo biturbo V8 impiega un pendolo centrifugo per ridurre sia le vibrazioni del quarto ordine – in modalità otto cilindri – sia le vibrazioni del secondo ordine in modalità a quattro cilindri.

Il sistema di iniezione diretta, a getto guidato, con iniettori piezo-elettrici ed una pressione di iniezione tra i 100 e 200 bar, aiutano nell’assicurare una miscela omogenea aria / carburante.

La tipologia di costruzione del monoblocco “Closed-Deck” realizzata in fusione di alluminio con colata in conchiglia, garantisce estrema robustezza mantenendo il peso più basso possibile, e consente elevate pressioni di iniezione fino a 140 bar. 

Ottimizzazione e rivoluzione

L’ulteriore rivestimento NANOSLIDE delle canne dei cilindri riduce la perdita di attrito, contribuendo nel contempo a migliorarne l’efficienza. La testata utilizza una lega di alluminio-zirconio, che è un miglior conduttore di calore rispetto alla lega di alluminio standard. La levigatura a specchio, è un’altra misura per ridurre l’attrito e quindi i consumi: in questo processo complesso, le canne dei cilindri ricevono il loro trattamento superficiale meccanico quando sono già inserite all’interno del monoblocco. Una maschera simile ad una montatura d’occhiali è imbullonata al blocco motore al posto della testa del cilindro, che è montata successivamente. La levigatura del blocco motore produce così lo stesso stato di stress, come quando le teste cilindri sono montate. Per questo motivo, la tensione dei segmenti può essere ridotta, il che comporta un’ulteriore riduzione della perdita di attrito ed un minore consumo di olio.

Il loro debutto avverrà con la nuova Classe S Facelift, che approderà in concessionaria alla metà del 2017.

Sistema ISG

Sistema RSG

Articolo completo su BMWNews.it

[McDave]

Compressore elettrico finalmente, è una vita che lo aspetto!

 

Interessante anche l'ISG, vorrei approfondirlo maggiormente.

 

FAP sui benza ne facevamo tranquillamente a meno.

 

 

[Ario_]

Che roba è l'ISG? Dà vantaggi particolari il 6 in linea rispetto al V che ha usato negli ultimi anni?

L'impianto a 48V è molto interessante.

[J-Gian]

20 minuti fa, Ario_ dice:

Che roba è l'ISG? Dà vantaggi particolari il 6 in linea rispetto al V che ha usato negli ultimi anni?

L'impianto a 48V è molto interessante.

 

 Integrated Starter Generator, in pratica un motore elettrico in zona volano, che fa sia da alternatore che da motorino di avviamento, oltre che da motore in alcune circostanza: sono circa 15 kW e 220 Nm di coppia, che nelle ripartenze fanno decisamente comodo.

 

L'impianto 48 V permette di tenere basse le correnti in gioco invece.

 

[GL91]

17 minuti fa, J-Gian dice:

 

 Integrated Starter Generator, in pratica un motore elettrico in zona volano, che fa sia da alternatore che da motorino di avviamento, oltre che da motore in alcune circostanza: sono circa 15 kW e 220 Nm di coppia, che nelle ripartenze fanno decisamente comodo.

 

L'impianto 48 V permette di tenere basse le correnti in gioco invece.

 

 

Quindi se ho capito bene è lo stesso principio del sistema SHVS di Suzuki?

[J-Gian]

1 ora fa, GL91 dice:

Quindi se ho capito bene è lo stesso principio del sistema SHVS di Suzuki?

 

A grandi linee sì, anche se strutturalmente adeguato ad un V6: qui è un vero e proprio motore collegato direttamente all'albero motore, niente cinghie, più potenza e coppia, ottimale anche per la trazione. L'impianto a 48 V poi ben si addice alle potenze elettriche in gioco, visto che poi serve anche per l'elettrocompressore, che di suo richiede correnti di spunto elevatissime.

 

Diciamo che il sistema di Suzuki è molto più simile al RGS (belt starter generators, dove la R in tedesco sta sempre per cinghia=riem) adottato sui 4 cilindri, un generatore reversibile che fa anche da motorino di avviamento e qualche volta anche da aiuto in trazione, il tutto su impianto 12 V tradizionale per la giapponese, 48 V su MB. Soluzione simile a quella già vista anche su alcuni e-HDi di PSA, dove però per gli avviamenti a freddo permane il motorino di avviamento e non da aiuti in trazione, impianto 12 V.

 

[Beckervdo]

Mi son permesso di Editare il primo post per integrarlo con tutte le notizie che ho trovato

[infallibile_GF]

Interessante il ritorno al 6 cilindri in linea, che rispetto ad un V6 è più equilibrato, quindi meno rumore e vibrazioni, ottimo con il diesel. Altro vantaggio è che avendo una sola testata rispetto al v6 è più economico da produrre. Inoltre con il 6L i condotti di aspirazione e scarico sono più semplici rispetto ad un V6 e quindi è più facile dotarli si sovralimentazione multistadio e possono essere meglio ottimizati. Per contro il 6L è più ingombrante, può essere montato solo longitudinalmente, quindi no nadatto a trazioni anteriori. E il 6L è meno sportivo rispetto ad un V6, ha il baricentro più alto e penalizza la distribuzione dei pesi, quindi ha effetti negativi sulla dinamica di guida. Inoltre è un motore che, avendo un albero motore molto lungo, ha più inerzia a prendere giri, ma ormai i regimi di potenza massima di questi nuovi motori si sono motlo abbassati, grazie alla sovralimentazione.

 

[Beckervdo]

Avendo tutti i servizi ausiliari mossi elettronicamente, non c'è bisogno di trasmissione a cinghia per questi. Quindi si riduce di molto la sua lunghezza, arrivando agli ingombri di un 4L.

 

[RiRino]

Sulla carta sembrerebbero dei gran bei motori questi nuovi modulari, nulla da dire, ai vertici della categoria tecnicamente e all'avanguardia tecnologicamente.