全新奔驰 E 搭载的 M254 发动机：技术方案解读

全新奔驰 E 搭载的 M254 发动机：技术方案解读

新款奔驰E发布之后，最受关注的大概就是它的2.0T直列4缸涡轮增压直喷发动机了。不过，这台代号为M254的发动机，来自奔驰最新的FAME模块化发动机家族，是奔驰应对混动潮流而研发的全新2.0T产品，加入了更多原生混动元素，其技术方案值得一看：

1. 梅赛德斯-奔驰全新 FAME 混合动力发动机系列

奔驰全新FAME模块化发动机家族，以原生混动设计为特色，其发动机设计充分考虑为混动系统服务，如全面兼容48V轻度混动系统、全部采用曲轴后端驱动的ISG混动电机、在6缸发动机上采用的48V电压驱动电动增压器+涡轮增压器双增压技术等。该系列发动机包括3.0T直列6缸发动机、2.0T和1.5T直列4缸发动机，以及专门为欧洲市场开发的2.0T直列4缸柴油发动机。

据奔驰自己介绍：对于未来的动力系统，奔驰奉行三管齐下的可持续出行技术解决方案：EQ Boost（电动内燃机）、EQ Power（插电式混合动力驱动）和EQ（纯电驱动）。此外，奔驰还推出了全新的模块化发动机系列（FAME）。其核心特点是统一的90毫米气缸中心距和相同的车辆接口设计。基础发动机可以与48V ISG和混合动力驱动系统组合使用，也可以扩展为高压插电式混合动力。同时，模块化设计使生产制造更加灵活。

从奔驰2.0T发动机的演进历程来看，相比于其他品牌推出新发动机的速度，近10年的更新速度还是很快的，现在使用的M254系列2.0T发动机是2020年首次发布的产品。

2. 创新发动机技术 1. ISG 48V 轻度混合动力电机

奔驰在上一代2.0T发动机上就已经使用了48V轻度混合动力系统，不过那时是前置皮带传动的BSG形式。BSG电机功率较小，无法给发动机带来太大的性能提升，其作用相当于升级版的启停系统。同时由于BSG 48V轻度混合动力的皮带传动特性，也带来了较高的故障率，所以上一代奔驰2.0T发动机皮带传动的BSG 48V轻度混合动力系统并不是特别成功。

全新设计的M254 2.0T采用了动力更强劲、稳定性更好的曲轴后驱ISG 48V轻度混合动力结构，ISG电机可以在加速过程中短时间额外提供15kW、180Nm的性能，让48V系统不再形同虚设，ISG曲轴后驱结构在设计上也十分可靠。

一般认为，BSG轻度混合动力系统可以在发动机改进后加入，而ISG轻度混合动力由于涉及到整个发动机和动力总成的设计和布置，必须原生设计才能实现。

下图是奔驰ISG电机的结构以及在新款E上的应用。

2. 双涡管涡轮增压器

奔驰在这台2.0T上采用了其双涡管增压器设计，这其实也是全新设计的4缸增压发动机的标准设计。双涡管设计可以将4缸的排气分成两组，分别导入增压器涡轮壳体内，驱动涡轮运转。这样可以最大程度避免4缸排气之间的相互干扰，提升增压器的动态响应。

下图中可以看到发动机气缸盖上设计了两个与双涡管相对应的排气管道出口：

3. 新一代直喷喷油器

奔驰在这台2.0T上也用上了目前市面上最先进的高压直喷系统，用的是奔驰通常采用的中央喷油器设计，不过并没有采用压电晶体喷嘴，而是用上了目前主流的电磁阀喷嘴。高压喷射在提升性能的同时，也能适应更加严格的排放法规。

4.缸孔加工工艺及缸孔喷涂

这两项都是奔驰独有的缸孔加工工艺，也是奔驰引以为傲的发动机技术亮点。

（1）气缸孔加工工艺

其实就是一种特殊的缸孔形状，一般我们认为缸孔就应该是圆柱形的缸体，但实际上却不是。奔驰根据多年的经验以及对不同温度、受力条件下缸孔变形情况的研究，采用了一种叫反变形的工艺，在加工时使气缸内壁整体呈现轻微喇叭口状态。发动机投入运转后，缸孔在受到热膨胀和燃烧压力的作用后会变形为接近正圆的形状，这样就减少了活塞裙部与缸孔之间的摩擦阻力，降低了油耗。

（2）缸孔喷涂技术

该涂层工艺是在铝制缸体的缸孔内侧喷涂一层铁基涂层，取代传统的铁质缸套。涂层厚度非常薄，只有0.2-0.3mm。这有助于散热，同时减少摩擦和重量。

5. 可变气门升程

和上一代M264发动机一样，M254也采用了奔驰的可变气门升程系统。这套系统在进气侧采用了两级可变气门升程机构，基本原理是利用电磁控制的针阀控制凸轮轴上的滑套来切换升程。这样的设计可以让发动机在低负荷日常使用工况和高负荷工况下采用两种不同的凸轮轮廓线，从而平衡性能和油耗。

总结：

早就有传言称奔驰可能会停止开发内燃机，但作为一家在内燃机领域拥有丰富经验的公司，它不会立刻放弃内燃机市场。从新款M254和FAME发动机家族的设计中我们可以看出，奔驰的发动机未来将是小型化、全混动的产品。

不过从奔驰整体战略来看，其计划在2030年全面转向电动化，因此奔驰很有可能不再像以前一样积极开发新的内燃机平台。FAME应该是其终极的发动机平台，而后期要做的就是利用现有平台通过混动和技术改进来适应新的法规要求，保持竞争力。