上一篇文章跟大家聊了聊奔驰的上一代柴油机产品OM651，虽然经典，但已不能代表奔驰的最新水平。本篇将介绍OM651的接替者OM654，这是我个人非常喜欢的一款发动机，将多字多图重点讲解。让我们一起正视差距，终有一天我们会从追赶者转变为引领者。
OM654
梅赛德斯奔驰在2026版的E220d（如下图所示）上，搭载了奔驰旗下第一款全铝合金制的四缸柴油发动机OM654。

OM654的排量为2L，相较于OM651体积更小，已逐渐应用于16年以后生产的车型中，而OM651已逐渐被淘汰。

结构分析
该款发动机主要采用的新技术如下图所示：

具体说有如下特点：
——全铝龙门式机体，底部带加强框架，能够承受最大20.5MPa的爆压；
老铁们，国内轻型发动机的缸盖大部分还是铸铁的，老外在柴油机上都开始用全铝机体了，佩服。

——奔驰独有的Nanoslide纳米级缸壁镀膜技术：
高压电弧将铁或者碳这类的涂层材质瞬间融化，然后在高压气流的推动下，均匀喷向轻量化的铝合金气缸内壁，这样以来就在气缸内壁表面形成了一层镜面般平整光亮的纳米晶体涂层。

然后再经过一个特殊的珩磨工艺，涂层最终的厚度只有0.1毫米至0.15毫米，并具备镜面般光洁平整的表面。

珩磨过程中产生的细碎毛孔能有效留住润滑油，从而确保活塞得到最佳润滑。这样的结果不仅是NANOSLIDE涂层的气缸机械摩擦损失比使用传统灰铸铁缸套降低50%，同时也具备非常高的耐磨性。奔驰旗下AMG的6.3LV8发动机从2006年开始就受惠于这一技术。

好吧，高大上。。。这东西我都没听说过，国内没有见过。
——铝合金整体式缸盖；
——双顶置凸轮轴，凸轮轴及轴承座以模块的形式成为独立于缸盖外的一个组件，凸轮轴承座由一个底座及两个轴承盖组成，凸轮轴承为滚柱轴承；
——每缸四气门，气门倾斜布置；

——钢活塞，材料为42CrMo4。相较于铝活塞，钢活塞具备以下优点：
活塞压缩高降低，进而降低了发动机的整机高度；
活塞环槽会降低活塞强度，而钢活塞的活塞环体积更小，尤其是1环体积；
活塞销长度更短；
内冷油道截面更大，冷却更好；
与铝活塞相近的质量，由于尺寸缩小，与缸孔接触面积小，所以摩擦功降低。
国内基本没有用的。
——活塞采用阶梯燃烧室，降低了关键部位的热负荷，降低了进入机油的Soot（碳烟）；

——曲轴向主推力侧偏置12mm，同时钢活塞压缩高的降低使连杆加长到154mm，二者共同作用，使活塞侧向力最高下降75%；
偏置国内有用的，但OM654的偏置量好大。

——Lanchester平衡轴集成在缸体上，且为了降低整机高度，平衡轴没有布置在曲轴下方，而是布置在曲轴两侧，且使用滚柱轴承；
一般都是用二级平衡机构来平衡四缸发动机的二级往复惯性力，平衡轴的设计可以降低整机质量，国内未上市的新机器已有厂家考虑采用。


——正时系统在飞轮端，且采用齿轮与链传动配合，链有两层：靠近后端的一层连接高压油泵和凸轮轴惰轮，靠近前端的一层连接高压油泵和串联起来的真空泵机油泵；


——传动齿轮部分采用双片齿轮，如凸轮轴正时齿轮和平衡轴齿轮；
作用是齿轮啮合噪声低，不是什么新东西，但国内用的不多。
——高压共轨最高喷射压力2050bar；
16年这个柴油机发布的时候，中国轻型柴油机最多用1800bar以下的共轨系统，当然现在研发中的新产品已逐步提升到2000bar
——喷油器为8孔压电式喷油器CRI3；
国内基本用的电磁式的，相比于电磁式，压电式喷油器的反应速度快，所以一个工作循环（4个冲程）内可以实现更多的喷射次数。多次喷射的好处是可以通过发动机ECU标定实现更低的噪音、更低的油耗以及更低的排放。
——高压燃油泵采用BOSCH的CP4单柱塞泵；
——增压器前的冷端进气管路带HFM和消声器，且ECU安装在空滤上；

——霍尼韦尔VNT可变截面增压器，采用水冷轴承室，防止机油碳化结焦，采用水冷电控执行器，执行器能够承受180°C的环境温度；
——涡壳外包裹平均10mm厚的硅纤维材料，最外层再用薄钢板包裹，用于隔热，涡壳表面温度不高于300°C，同时薄钢板有小孔可吸音降噪；

可变截面增压器不稀奇，但水冷轴承室和蜗壳包裹的增压器国内没听说谁用。
——EGR系统为带冷却器的高压EGR+低压EGR；
——高压EGR布置在发动机前端，包括EGR阀、EGR冷却器、EGR旁通阀；
——低压EGR布置在发动机后端，包括EGR阀（提升阀）、EGR冷却器；
高低压EGR系统，是国六会用到的技术。其中高压EGR就是我们通常所说的EGR，从增压器前的排气歧管上取气，冷却后进入进气歧管。低压EGR是从后处理零部件DPF后取气，冷却后回到增压器与空滤之间的管路上。以后再找机会跟大家详细介绍，这里不多说。

——紧耦合的后处理：DOC+SCRF+SCR，后处理尺寸短，同时采用隔热降噪措施，使发动机在冷启动或低负荷运行时不需要热管理；
这个后处理布置实在太紧凑了。
——DOC载体直径6.2英寸，SCRF和DPF载体直径7英寸，采用较大的截面积及较短的长度，相较于之前的机型，排气背压下降35%；
排气背压下降可以降低油耗。
——专利技术的AdBlue蒸发器，保证在很小的空间内实现NH3的均匀分布；

NH3是用来消除柴油机的主要排气污染物NOx的，混合均匀才能保证消除NOx的有效性。

——水冷中冷器紧耦合在发动机进气侧，额定点进气温度能够下降到50°C以下；
一般车用中冷器都是空空中冷，即用车外空气冷却进入发动机的空气，国六以后将使用水空中冷器，即单独增加一路水循环，用水冷却进入发动机的空气，冷却效果更加稳定高效。

——高低温冷却回路分别有各自的水泵及散热器，高低温散热器都布置在发动机前端；
——高温冷却回路通过发动机机体和汽缸盖、涡轮增压器和高低压EGR冷却器；
——低温冷却回路通过中冷器和变速器油热交换器；

——电控水泵；
——带电磁阀的活塞冷却喷嘴；
——低粘度润机油；
上述3个技术措施都是用于降低整机油耗的。
——塑料的进气管、进气歧管、发动机支架；
国内有轻型柴油机应用塑料的进气歧管，但不多。发动机支架用塑料的第一次听说，证明了整机质量非常轻。
——目标车型系列采用统一的发动机布置及发动机位置，实现发动机的高度通用化。

性能指标
OM654的主要参数如下表所示，达到欧6d排放标准。

外特性曲线如下图所示：

相较于欧5版的OM651，OM654的质量由203.8kg下降到了168.4kg。下图中显示了相近排放发动机的质量分布带图（灰色阴影），代表了介于120kW～150kW之间的2L/2.2L排量柴油机的竞品水平，可以看出OM654的质量在竞品中处于最低水平。

下图显示了E220d的整车油耗水平，通过采用改进的燃烧室、低压EGR、降低摩擦等技术，OM654的CO2排放达到102g/km，也就是不到4L/100km。
从话题第一篇OM651的反响来看，我发现有许多朋友在关心关注柴油机的发展，感谢大家的评论和点赞。下一篇文章会介绍OM654它兄弟OM656，前两天我已经发布过它的视频，大家可以先看看视频。
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