1.11. 2016 Martin Vaculík

Nové motory Mercedesu: Proč se vrací řadové šestiválce? Nová technika podrobně!

Nové motory Mercedesu: Proč se vrací řadové šestiválce? Nová technika podrobně!

Od roku 2005 sázel Mercedes-Benz u šestiválců výhradně na vidlicové uspořádání. Nyní se vrací zpět řadová koncepce, ale důvody jsou trochu jiné, než si myslíte.

Abychom mluvili konkrétně: zážehové řadové šestiválce měly mercedesy pod kapotami do roku 1997. Agregáty řady M104 se skrývaly pod obchodními označeními 280 či 320 (tedy například E320) a byly na svou dobu poměrně moderní s proměnným časováním svých čtyřiadvaceti ventilů a přesným měřením nasávaného vzduchu žhaveným drátem.

Benzín - V6 od 1997

Ke zmíněnému datu je nahradila řada M112 v kubaturách od 2,4 do 3,2 litru. Šlo o zajímavé motory, které na každý válec měly proti předchůdcům o jeden ventil méně (tedy tři), ale o jednu zapalovací svíčku více (tedy 2). Byly velmi pružné a na svou dobu i poměrně úsporné. Ztráta mechanické příbuznosti se čtyřválci byla nahrazena synergií s osmiválci M113 - s nimi sdílely většinu mechaniky. Disharmoničtější chod hůře vyvážené sestavy klikové hřídele, ojnic a pístů nebyl v dobře odhlučněných stuttgartských autech skoro znát, naopak kratší blok motoru byl velkou výhodou pro stále protěžovanější nárazové testy. V přídi zbylo více deformačního prostoru, než se síly opřou o tuhý blok motoru. Bylo to dobře nejen pro průběh zpomalení při nárazu, ale i pro pojišťovny - k zásadnímu poškození mechaniky (vylomení napínacích kladek plochého řemene z "prsou" motoru, ulomení držáků motoru) docházelo až při kolizích z vyšších rychlostí. Řada M112 je už minulostí, ale i následující řady M272 (přechod zpět na čtyři ventily a jednu svíčku) a M276 (příchod přeplňovaných verzí) byly stále vidlicové motory.

Diesel - V6 od 2005

Dieselové motory zůstaly u řadového uspořádání až do roku 2005. Byly modulární: OM 646 byl 2,2 litrový čtyřválec (200, 220 CDI), OM 647 pětiválec 2,7 litru (270 CDI), OM 648 pak šestiválec 3,2 litru (320 CDI). V roce 2004 skončil pětiválec, rok po něm byl řadový šestiválec nahrazen taktéž vidlicovým - OM 642. A ten se s několika modernizacemi vyrábí do současnosti.

Výhodou takové konfigurace byla opět kratší stavba, takže motor mohl pohánět i modely třídy C (kde šestiválcový diesel nikdy předtím nebýval) či druhou generaci modelu Vito (včetně osobní Viano).

Nevýhodou byly omezené možnosti zvyšování výkonu, zvlášť poté, co se z emisních důvodů vytratily osmiválce 400 a 420 CDI (až 231 kW). Na vidlicový motor je totiž podstatně náročnější nasadit dvoustupňové přeplňování. Proto si poslední varianta 350 Bluetec pomohla turbodmychadlem s kuličkovými ložisky, která nemusí mezi rotorem a skříní nechávat vůli na olejový film ložisek kluzných. Takže jim výfukové plyny neunikají kolem lopatek turbíny a reagují mnohem rychleji už při nízkých otáčkách. S "ball bearing" turbodmychadlem to OM 642 dotáhl až na 190 kW a 620 N.m, ale tři či čtyřturbová konkurence od BMW nahrazuje vyhynulé osmiválce mnohem sebevědoměji. U nového řadového šestiválce tak bude dvojité přeplňování standardem a pomůže mu k výkonu 230 kW a točivému momentu 650 N.m - samozřejmě s absolutně plochou křivkou.

Hřebíček do rakve vidlicových motorů však nezatloukla honba za specifickými výkony, ale chystaná přísnější metodika měření emisí WLTP. Ta do měřicího cyklu přináší i vyšší zátěž, takže například u dieselů systém SCR si musí poradit s vyšším průtokem oxidů dusíku. Požadovány tak jsou větší katalyzátory blíže motoru. Někdejší uspořádání, kdy katalyzátor SCR byl až pod autem, je nedostatečné - plyny po cestě k němu chladly a pod dnešními nízkými auty také není moc místa, takže i velikost byla omezená. Řadové uspořádání je mnohem vhodnější - dostatek místa na oxidační katalyzátor i filtr pevných částic, kombinovaný se SCR je hned vedle motoru.

Na řadové uspořádání však přešel i benzinový šestiválec, u nějž systémy následné úpravy spalin tolik místa nezaberou, byť se rozšiřují o filtr pevných částic. Důvodem je snižování výrobních nákladů - aby si benzinové a dieselové motory byly co nejvíce podobné, mohly určité komponenty sdílet a vznikat na stejných výrobních linkách. Vrtání a zdvih všech nových čtyř a šestiválců nejsou zcela stejné, ale oscilují plus mínus milimetr kolem 82 (vrtání) a 92,3 (zdvih).

OM 654 - nový dieselový čtyřválec: Nerovné válce a ocelové písty!

Tento motor se představil společně s novou třídou E, takže už jsme jej testovali a žasli nad odhlučněním, dynamikou a nízkou spotřebou. Verze s obchodním označením 220d má výkon 143 kW, zatímco stejná varianta předchozího motoru OM 651 dávala 125 kW. Započítáme-li, že nový motor má o 193 cm3 menší zdvihový objem (1950 vs. 2143 cm3), tak to znamená značný nárůst specifického výkonu z 58,3 na 73,3 kW/l. Přitom nový motor vystačí s jedním turbodmychadlem. Původní uspořádání dvou turbodmychadel pod sebou totiž vytlačovalo katalyzátor SCR až pod auto s dopady, o nichž už jsme mluvili. Jediné turbodmychadlo na straně nahoře nechává dost prostoru pro náležitě dimenzované emisní systémy hned za ním. Prodleva daná vyšší setrvačností turbodmychadla, které při takovém specifickém výkonu už nemůže být zcela malinké, je kompenzována jinou zásadní novinkou - vodním mezichladičem přímo na boku motoru. Zásadně se tím zmenšil objem tlakové části sání, takže se po roztočení turba mnohem rychleji dosáhne potřebného plnicího tlaku. Jak zásadně zrychlil vodní mezichladič reakce motoru, je dobře znát třeba u aktuálních generací agregátů TDI od VW.

Obrovskou inovací nového motoru je hliníkový blok, v němž jsou pracovní plochy vytvořené nástřikem tvrdokovu z roztaveného drátu (Nanoslide). Tato technologie umožňuje, aby válce neměly přesně rovné stěny, ale byly v prostředku mírně užší - po zahřátí se pak roztáhnou do ideálního rozměru se stejným vrtáním v celém zdvihu. Dosavadní stav byl opačný - po zahřátí se válce roztahovaly do soudkovitosti. Pokud motor neměl pod plným zatížením získávat nadměrné vůle s negativními dopady na kompresi (výkon) a přefuk do klikové skříně (což při dnešních řídkých olejích okamžitě znamená jejich vysokou spotřebu), museli konstruktéři ladit vzájemné průměry pístu a válce hodně natěsno. Takže při nižších teplotách (a tím u dnešních dieselů rozumíme nejen stav po startu, ale i jízdu na částečný výkon), měly takové motory velké tření i opotřebení - viz třeba 2.0 Bi-TDI v minulém provedení Volkswagenu Multivan. Tedy aby motor s klasicky "rovně" honovanými (obráběnými) válci dobře fungoval pod plnou zátěží, musel mít při částečném výkonu vysoké tření a pístní kroužky strouhaly z válců špony.

U Mercedesu toto řešení funguje v symbióze s tenkostěnnými ocelovými písty. Ne, tím nemyslíme písty s ocelovým jádrem, ale skutečně ocelové, nikoliv hliníkové písty. Ocel má proti hliníku menší tepelnou roztažnost, což opět znamená menší změny jejich vůle ve válci při rozdílných teplotách. Tření tak proti konvenčnímu řešení pokleslo o 40 až 50 procent, což přepočteno na emise CO2 znamená úsporu značné čtyři procenta. Ocel má proti hliníku sice vyšší hustotu (hmotnost), ale zase je o tolik pevnější a odolnější proti vysokým teplotám, že stěny mohou být podstatně tenčí. Ocelové písty tak ve výsledku nejsou těžší než hliníkové. Ocel méně vede teplo a má i menší tepelnou kapacitu (při zahřívání). Méně tepla vzniklého kompresí a spalováním se tak odvede a skončí v kolonce tepelné ztráty, což znamená při stejném přídělu paliva vyšší expanzní tlaky (takže točivý moment, takže účinnost).

Ke zvýšení účinnosti spalování dále přispívá inovativní tvar spalovacího prostoru, který výrobce nazývá "steppet bowl". Proti předchozímu spalovacímu prostoru tvaru "omega" například přináší i omezuje ulpívání sazí na mastném povrchu válců a jejich pronikání do oleje. Vstřikovací systém je nyní opět Bosch, nově s maximálním tlakem 2500 barů (dříve Delphi, 2000 bar).


OM 654 čtyřválec diesel
 

OM 656 - nový dieselový šestiválec: Dvě turba a 230 kW

U nového šestiválce funguje logika, kterou naznačuje fabrický kód - OM 654 + 2 = OM 656. Čili je to nový čtyřválec + dva válce navíc. Potřebuje tak větší katalyzátor a filtr pevných částic. K jejich rychlejšímu zahřátí tak má proti čtyřválcům navíc proměnné časování výfukových ventilů. Jinak se však konstruktéři chlubí tím, že kvůli zahřívání emisních systémů není potřeba žádného speciálního řízení motoru, tedy žádné záměrné degradace tepelné účinnosti třeba zpožděním vstřiku (motor pak více žere, ale dělá teplejší výfukové plyny).

Šestiválec bude samozřejmě dražší, a tak si snáze "vydělá" na dvoustupňové přeplňování. Jak vidíte z našich fotek, tak turbodmychadla nejsou umístěna nad sebou, ale vedle sebe. Takže se na rozdíl od minulosti nevylučují s umístěním následné úpravy spalin hned za nimi na boku motoru. Zajímavé je, že pro snížení oxidů dusíku mají nové diesely všechny tři dostupné technologie: klasický malý vysokotlaký ventil EGR (nabírá spaliny ve výfuku před turbem a pouští je do sání za turbo), velký nízkotlaký EGR (nabírá spaliny za filtrem pevných částic a pouští je do sání před turbo) a selektivní katalytickou redukci SCR se vstřikováním močoviny (AdBlue).

Vše ostatní je na šestiválci stejné jako na čtyřválci. Tedy hliníkový blok s pracovními plochami Nanoslide a velmi nízkým třením, ocelové písty i vodní mezichladič stlačeného vzduchu. Očekávané parametry jsou nad 230 kW a 650 N.m.


OM 656 řadový šestiválec diesel
 

M 264 - nový benzinový čtyřválec: Startuje řemenem

Nový benzinový čtyřválec je samozřejmě dvoulitr a existovat bude ve více výkonových verzích - u té maximální čekejme až 200 kW. Dvouproudé turbodmychadlo od sebe odděluje kanály těch válců, co pálí za sebou - takže nedochází ke zpětnému vtlačování žhavých plynů z jednoho do druhého. Tím klesají tendence k detonačnímu spalování a motor může pracovat s vyšším plnicím přetlakem i předstihem, a tedy s vyšší účinností. Obtokový kanál turbodmychadla není ovládán pneumatickým "aktuátorem", ale rychlejším a přesnějším elektrickým motorem.

Největší zajímavostí však je startér - alternátor pracující s napětím 48V, který umí nejen spouštět motor, ale slouží i jako mikro-hybrid. S výkonem až 12,5 kW umí využít energii při brzdění, do 2500 otáček pak při akceleraci pomáhá motoru. Schopnost bleskově nahradit motor a elektrifikace zbytku agregátů na autě jsou klíčové pro rozšíření funkcí stop-startu - mercedesy budou své zážehové motory vypínat nejen už při dojíždění, ale i při takzvaném plachtění, kdy převodovka v ekonomickém módu po ubrání plynu vyřadí na neutrál.

Palubní síť v autě a motormanagement stále zůstávají na dvanácti voltech z olověného akumulátoru. "Trakčních" 48 V proudí do Li-ion baterie. Krom samotné jednotky BSA (Belt driven starter-alternator) pak s tímto napětím pracuje ještě vodní pumpa. Ano, není již poháněná mechanicky, ale čistě elektricky - což umožňuje absolutně plynulé ovládání průtoku a výkonu chlazení.

Na setrvačníku jsme si stále všimli ozubení pro startér a vývojáři nám potvrdili, že budou existovat i jednodušší verze bez mikro-hybridu. Nesdíleli však naši obavu ze startu přes drážkovaný řemen třeba za polárním kruhem - prý to mají dobře vyzkoušené i při mínus 30 stupních. Ve výfuku se objeví filtr pevných částic, jeho regenerace však při vyšších teplotách ze spalování stechiometrické směsi (u dieselu teplotu spalin snižuje přebytek "nepoužitého" vzduchu) probíhají kontinuálně a neměly by s nimi být žádné problémy.


M264 čtyřválec benzin
 

M 264 - nový benzinový šestiválec: S elektromotorem v setrvačníku

Koncepci 48V mikro-hybridu ještě dále rozvíjí řadový šestiválec odvozený od nového čtyřválce. Vůbec nemá mechanický pohon příslušenství, tedy klasický plochý řemen. Místo alternátoru slouží bezkomutátorový (tedy s obíhajícím elektrickým polem) motor přímo v setrvačníku - ten zároveň motor startuje, patnácti kilowatty a 220 newtonmetry mu pomáhá při akceleraci, při brzdění pak dobíjí akumulátor s kapacitou 0,9 kW.h.

Elektromotor přímo na klikové hřídeli je naprosto robustní řešení, s klasickým startérem se proto už u tohoto nového motoru vůbec nepočítá. Na elektřinu zde běží nejen vodní pumpa, ale i kompresor klimatizace. A hlavně elektrické dmychadlo, které střelhbitě "přifoukne" v nejnižších otáčkách (na 70 000 otáček se roztočí za 0,3 s) a překlene prodlevu standardního výfukového turbodmychadla. Při výkonu motoru 300 kW a točivém momentu přes 500 N.m už nemůže být turbodmychadlo lehké jako pírko.

V součtu všeho by měl nový motor mít o 15 procent nižší emise CO2 (a tudíž spotřebu paliva).

Oba zážehové motory mají také vodní mezichladič stlačeného vzduchu omezující objem sání, a to na čele motoru.

Ani se silnějším mikro-hybridem neunikne zážehový šestiválec filtru pevných částic.


M264 řadový šestiválec benzin
 

M 176 - nový benzinový V8 biturbo: Vodní mezichladiče a vypínatelné válce

Koncepci vidlicového osmiválce s horkou stranou uvnitř "V" a dvojicí turbodmychadel zde používá Mercedes-Benz už u současného motoru M278 o objemu 4,7 litru. Nový agregát má stejný objem válcových jednotek do 500 cm3 jako čtyř a šestiválce. Proto i objem klesnul na čtyři litry, v osmiválcových poměrech tak jde o downsizing. Výkon přesto vzrostl z 335 na 350 kW, točivý moment (700 N.m) vývojáři předpokládají stejný. Stejná s novými čtyř a šestiválci je i technologie hliníkového bloku s pracovními plochami Nanoslide.

Na nějaké mikro-hybridy a elektrická dmychadla se zde nehraje. Osmiválec šetří vypínáním válců na podobném principu jako třeba 1.4 TSI ACT ve Škodě Superb. Trvale zavře ventily na čtyřech válcích, a to pokud jedete ustáleným nízkým tempem a volič jízdních režimů máte na Eco nebo Comfort.

Pro každou řadu válců je logicky jedno turbodmychadlo, které má i svůj vodní mezichladič. O zrychlení reakce a snížením objemu sání zde tak platí to samé, co u čtyř a šestiválců.


M176 V8 biturbo benzin
 

Spolupracujeme s TipCars.com
Izraelský premiér odmítl předčasné volby. V těžké době se vláda nesvrhává, říká Izraelský premiér odmítl předčasné volby. V těžké době se vláda nesvrhává, říká

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu v neděli v projevu…

Babiš: Syn a jeho matka již pochopili, jak je novináři zneužili Babiš: Syn a jeho matka již pochopili, jak je novináři zneužili

Andrej Babiš mladší a jeho matka už pochopili, jak je…

Protesty ve Francii proti zdražování pohonných hmot  si vyžádaly stovky zraněných a jednu mrtvou Protesty ve Francii proti zdražování pohonných hmot si vyžádaly stovky zraněných a jednu mrtvou

Přes čtyři sta raněných, z toho čtrnáct těžce, a jednu…

 
 

Přidat názorDiskuse: Nové motory Mercedesu: Proč se vrací…







Doporučujeme
Pokuta za rychlost v Chorvatsku, Rakousku či Itálii. Jaký trest vám hrozí v zahraničí? Pokuta za rychlost v Chorvatsku, Rakousku či Itálii. Jaký trest vám hrozí v zahraničí?

Vysoké tresty za rychlost jako již tradičně hrozí v…

Že jsou moderní auta blbuvzdorná? Těmito věcmi si auto ničíte, aniž o tom víte Že jsou moderní auta blbuvzdorná? Těmito věcmi si auto ničíte, aniž o tom víte

Automobil je dnes čistě spotřební záležitostí. V…

 

AutoRevue
Kia ProCeed se již oficiálně vyrábí. Ta nejlákavější má 204 koní Kia ProCeed se již oficiálně vyrábí. Ta nejlákavější má 204 koní

Oficiální světová premiéra Kie ProCeed proběhla už na…

Nový Lexus UX má české ceny. Stojí už 800.000 Kč, ale musíte být rychlí Nový Lexus UX má české ceny. Stojí už 800.000 Kč, ale musíte být rychlí

Nejmenší SUV automobilky Lexus mělo premiéru letos v…

 





 
Pojištění existuje už 320 let. Víte, jak staré je to automobilové?

Pojištění existuje už 320 let. Víte, jak staré je to automobilové?

Dnes 17:35

Automobilový zákon odpovědnosti za škodu je starý právě 110 let. Dějiny českého pojišťovnictví však ještě o 210 let starší.




Blesk.cz

ONLINE Hádka o syna Babiše u Moravce. Faltýnek: „Chce se mi z vás zvracet“

ONLINE Hádka o syna Babiše u Moravce. Faltýnek:…

Andrej Babiš (ANO) odletěl za synem do Švýcarska, Jiří Pospíšil z TOP 09, původní profesí právník a exministr…

Nubia X je hit. První várka „celodisplejového“ smartphonu se vyprodala za minutu

Nubia X je hit. První várka „celodisplejového“…

Nubia X je další z novodobých smartphonů, které se snaží od konkurence odlišit atypickou konstrukcí. V případě…

 

iSport.cz

Dočkal: Mé výkony? Jsem rád, že se překlopilo naše vnímání u veřejnosti

Dočkal: Mé výkony? Jsem rád, že se překlopilo naše…

Jedním ze symbolů – zatím zdařilé – reprezentační éry pod taktovkou Jaroslava Šilhavého je Bořek Dočkal. Dále…

Ty vole, taková nálož! Youtuber The Top pařil CZC.cz iSport Cup. Postoupil?

Ty vole, taková nálož! Youtuber The Top pařil CZC.cz…

Nikdy předtím se žádného turnaje nezúčastnil. "Poprvé jsem se nechal zlákat!" zdůraznil Vojta Mikulík alias The…

 

Reflex.cz

Světově proslulý jazzový chameleón Emil Viklický vyráží na narozeninové turné

Světově proslulý jazzový chameleón Emil Viklický…

Emil Viklický je hudební pojem, který by jistě vystačil na samostatnou knihu. Moravský rodák z Olomouce, kde…

Svědectví ženy o svobodě a demokracii penisů. Jaká je Výstava skutečně nahých mužů?

Svědectví ženy o svobodě a demokracii penisů. Jaká…

Co s načatým 17. listopadem? Jít demonstrovat, poslechnout si koncert nebo se zúčastnit satirického průvodu? To…