奔驰S级直6发动机 爱卡汽车 冷晓阳

M256发动机镀膜及材料技术

　　[爱卡汽车 科技频道 原创]

　　直列6缸发动机重回S级动力序列绝对是奔驰在发动机领域的大动作。

　　1999年，奔驰停用直列6缸发动机，开始转投V型发动机的使用和研发，随后双涡轮、闭缸、缸壁镀膜等先进技术不断出现，让我们见到了奔驰雄厚的技术实力。但今天，历史再一次反转。梅赛德斯奔驰决定重新启用直列6缸发动机，并将在2018款的S级中开始配置。

一、星徽下的荣耀，编号M256

　　全新的直列6缸发动机代号M256。得益于奔驰在汽车材料学、电子化、集成化的强大优势，M256在实现全方位电气化方面得到了巨大突破。集成式起动机/发电机可增压并回收能量，48V车载电气系统可为用电设备供电，而辅助压缩机可在略高于怠速的情况下提供扭矩。

自W140上的M104停产以来，奔驰已经有18年没有生产过直列6缸发动机。这段时间在直列6缸领域由宝马一家独大。（代号W140的奔驰S级，300SH和S320都搭载了M104发动机。）

而全新投入使用的M256并不能狭隘的看成M104继承者，毕竟M256系列与M104系列除了同为6缸外，其他的相同点似乎只有10.5:1的压缩比了。

奔驰S级M256与M276发动机系列对比
发动机型号	M256	M276
排量（ml）	2999	2996
进气形式	双涡轮增压	双涡轮增压
汽缸排列形式	直列	V型
汽缸缸数	6	6
每缸气门数（2）	4	4
配气机构	DOHC	DOHC
最大马力（Ps）	367	333
最大扭矩（Nm/rpm）	500/1600-4000	480/1600-4000
最大功率（kW/rpm）	270/5500-6700	245/5250
爱卡汽车网制表 www.xcar.com.cn

　　为了让M256获得超越之前M276（现款V6发动机）的动力和燃油经济性，M256获得了全新的涡轮增压技术和集成式起动/发电机技术。

二、现阶段的工程设计之巅

　　奔驰的发动机部门把新的M256系列称为工程设计之巅，虽有些夸张，但也反面表现出这款发动机的优秀。下面，我就从发动机镀膜技术、集成式起动机/发电机技术和电子涡轮三个主要方面进行说明。　　

现款奔驰S级

1、大幅降低摩擦，保证极限散热：奔驰镀膜、材料技术

　　奔驰在发动机材料方面有两个重要的突破，一是在气缸盖等发动机部位加入不同金属元素改变其特质；第二方面就是能大幅降低摩擦的缸壁镀膜技术。这两项技术充分保证了新发动机在极限下的散热和润滑效果，最直观的体现就是发动机无论在什么工况都会保持稳定。

M256在气缸盖和铝制曲轴箱中加入锆石合金，锆石在自然界中是一种宝石材料，具有极耐高温的特性，世界上80%的锆石都应用于耐火材料制作。

　　结合了锆石合金的发动机部件可更高效地散热，在极限值也可以保持发动机的性能和稳定性。

缸壁镀膜技术则是此发动机的另一项重要技术。

　　奔驰的这套缸壁镀膜技术全称NANOSLIDE纳米级缸壁镀膜技术。最早只应用在旗下AMG发动机上，随着奔驰将这一技术大规模推广，缸壁镀膜技术开始向S级等车系普及。

　　这一技术的思路和原理十分简单。

　　为保证强度和散热，发动机气缸内都加入缸套与活塞、缸盖共同组成燃烧室。但目前的气缸套普遍重量较大，对发动机轻量化不利。NANOSLIDE缸壁镀膜技术的出现完美解决了这个问题。　在高压电弧的高温下，可以将一种涂层材料瞬间融化，喷涂在气缸内壁后，可形成一层如镜面般光滑的纳米涂层。这种涂层表面会有光滑且密布的小孔，这种结构可以完美的减小活塞与缸壁之间的摩擦。

　　同样的，超薄的涂层代替了厚重的钢制缸套，大幅度降低了发动机的整体质量，减小摩擦更是意味着更低的燃油消耗以及更低的尾气排放。

M256发动机集成电机/电子涡轮技术

2、身兼多职的发动机助手——集成式起动机/发电机

　　M256发动机的第二个也是最大技术亮点就是一套集成式起动机/发电机，这套依附于48V车载电气系统的集成机构，可以为整车带来包括能量回收、发动机关闭时滑行、动力输出（助力）、自动启停等多项节能和提升动力的功用。

奔驰将传统的起动机和发电机进行了整合，重新设计后的集成式起动机/发电机（以下简称ISG）呈圆盘状，体积大幅缩小，被安装在发动机和变速箱之间。

相对应，传统的依靠发动机皮带传动为发电机发电的过程也得以取消。好处也显而易见：为发动机舱提供了更多空间，减轻重量的同时也为其他零件的安装提供了空间。

　　除了轻量化、空间上的优势。ISG更多的作用体现在对动力的提升和能源的利用。比如在车辆滑行时，此时发动机处于怠速状态，ISG可完全关闭发动机，减少油耗。

得益于48V车载电气系统对输出功率的提升（比原先12V提升了3倍），ISG可以带来更好的起动效果，直观体现就是迅速而无声的起动。

除了提供动力，ISG还可以回收能量。在超速运转时，ISG能回收超过80%的能量，并将其储存在电池中。

　　小结：集成式起动机/发电机 (ISG) 将起动机和交流发电机整合为一个小巧而强大电动机，带来低能耗的同时还为动力输出、驾乘体验做出了杰出贡献。

3、第一次使用电子涡轮的奔驰量产发动机

　　从20世纪60年代以来，废气涡轮增压就开始在汽车上应用，并相继在汽油和柴油发动机上获得巨大成功。废气涡轮增压可以提高发动机功率和扭矩，同时可以使发动机小型化并更加高效。但是其加速响应性能却是一个挑战，虽然在后期尝试了小惯量涡轮等措施，将其响应变得更加快速，但依然还是存在涡轮迟滞。

　　随着48V车载电气系统的发展，电子涡轮技术有了更多发展空间，而奔驰在使用了48V电气系统后自然也引入了电子涡轮技术。

奔驰M256上的这套电动涡轮来自博格华纳，其实就是博格华纳旗下著名的eBooster。

这套系统配置了无刷直流电机，并采用了耐用性极佳的高效电力电子配件，可以在0.3s内将转速提升到70000rmp的标准。

　　这样就可以保证在低转速区的动力输出，直观体现就是M256发动机可以从1800rmp起得到100%的扭矩输出。

　　电动增压系统采用一个装配在涡轮增压器前端或后端的电动机驱动的涡轮增压器，配合一个传统的废气涡轮增压器，来协同工作，相当于将一大一小两个涡轮增压器串联在一起，以此大幅提高工作效率。

eBooster和涡轮增压器是互相独立的部件。配合得当的情况下可发挥各自的优势。两者协同运作，承受的热效应也相对较低。

　　电子涡轮增压可由电控系统控制，并根据动力需求来提供增压，与涡轮增压器协同工作，可以提升发动机低转速下的增压表现，且几乎不会产生涡轮迟滞现象。在M256发动机上可使其性能等同于或者更优于与传统大型8缸发动机的性能表现，同时还缩小了发动机的尺寸，可使燃油效率提升5%到10%。

M256发动机48V及传统领域的改变

三、关于48V还有什么其他亮点？

　　在48V的支持下，除了上述的技术亮点，最大的特点还是发动机的很多零件都实现了电驱动。

之前需要皮带传动动力的附件，诸如水泵、空调压缩机和起动电机等，如今都通过48V电气系统直接驱动。这样一来就缩短了发动机的纵向长度，也平衡了直列6缸布置形式带来的副作用。

这是发动机的冷却液泵，同样也摆脱了皮带的“束缚”，在48V系统下可以根据需要为发动机冷却系统灵活供应冷却液，不仅节能，还有利于发动机尽早达到工作温度。

空调压缩机同样不需要皮带驱动，这样一来，即便发动机在熄火状态下，由电气系统提供的能量同样能够为车内提供凉爽的空气，提升了用户体验。

四、传统技术同样引领潮流

　　除了电气化之外，这台发动机的其他一些特点也代表了如今发动机技术的进步趋势。首先是模块化：同宝马B系列发动机类似，奔驰的M256系列发动机在单气缸容积、曲轴以及活塞造型上同4缸M264系列发动机甚至柴油发动机机型保持一致，这样就降低了设计和工艺成本。

奔驰最新发动机线中，每缸500ml的模块化设计衍生出2.0L直列4缸（M264）、3.0L直列6缸（M256）、4.0L V8（M176）三种排量的多种发动机，来满足奔驰大部分车型的要求。

废气涡轮也采用了双涡管结构，以降低不同气缸之间的排气干扰，提升废气利用效率。

双凸轮轴采用了DVVT进/排气正时可调结构。

直列布局带来的另一个好处就是，减少了对于发动机舱横向空间的占用，这样一来，奔驰在发动机的一侧安置了废气后处理装置（PPF），可以令发动机满足更加严苛的排放标准。

　　编辑点评：48V轻混的M256让我们清楚的看到内燃机远不到被淘汰的日子，通过一系列的新技术应用，内燃机始终在跟随时代不断进化。而奔驰在这方面又一次引领未来的发展，在这个科技不断发展的年代，让我们一起来迎接这个变革的时代吧！