内燃机投入超电动,奔驰要干啥?
对很多车企来说,只能all in新能源,但是对于奔驰这种巨头来说,它现在开始尝试横跳。近日,奔驰CEO表示,今年奔驰对内燃机技术的投入,已经超过了此前的投资计划。表述中点出了两个关键点:一个是改造其混合动力汽车的传动系统,以便能持续用到下一个十年;另一个是,对旗舰车型奔驰S级的内燃机版本做出改款。提炼一下,也就是说奔驰的内燃机新项目,覆盖了包括发动机与变速箱的一揽子升级工作。同时,康林松还补充到,不过不进行这些工作,奔驰内燃机业务将在2027-2028年陷入停滞。是什么让奔驰做出了如此,甚至显得有些夸张的论断?奔驰的新一代内燃机系统,又会往哪个方向改呢?
奋三世之余烈的M254,准备拿来做最好插混?
发动机,不是一个会经常迭代变动的零部件。但以如今大规模使用的M254发动机为标志,向前8年的时间里,奔驰先后推出了3代动力系统。2012年的M274发动机,奔驰以四缸涡轮替代六缸自然吸气。这无疑是看准了时代的变化,但仅仅六年后,奔驰就发现,时代可能还在变化,涡轮增压并非终点。2018年,奔驰M264诞生,并带上了48V轻混功能。从2年后就推出如今的M254发动机来看,说M264是过渡产品,并不过分。它最大的意义,就是帮助奔驰从涡轮增压的胜利中,迅速捕捉到了电气化风向。
可如果我们把视野再放宽一点,其实从12年前的M274,到4年前的M254发动机,奔驰其实都在做一件事。即,用电气化,解决涡轮增压发动机的效率问题。于是我们可以看到,从机油泵到空调系统,甚至是部分型号的涡轮增压器,都变成了电气化。但这也意味着,其实十几年来,奔驰内燃机部分一直是站在M274发动机的基础上。最直接的数据支撑,是三款发动机的基本规格其实是没啥差别的。在2.0T的基础上,三款发动机的单缸都是缸径83mm,行程92mm的标准规格。
站在高效率的视角,这个缸径行程比变长了,但又不是特别长。涡轮增压的加入,让奔驰很干脆地就放弃了缸径行程1比1的复古高转速设计。但即便是对比同样在48V轻混、插混全覆盖的宝马B48发动机,缸径行程比刚过1.1的奔驰,显然只能说是中规中矩。简单来说,直至M254发动机,奔驰依旧是打算以内燃机为驱动主体,电气化只是帮助提升效率,或者说适当辅助性能,但在驱动地位上无法与内燃机平起平坐。
但内燃机在排放、成本等压力下,继续提供性能正向输出的空间越来越小。而电机大力出奇迹的操作,不要太简单。这点,布局PHEV的奔驰不会不清楚。所以部分机型上,奔驰也开始兼容米勒循环。这对需要考虑内燃机发电场景的插混车型而言,无疑是一个友好信号。只是现款发动机的行程就这么多,扩大极限压缩比的潜力并不大。根本办法当然是改变单个缸体的参数,朝着增程器的方向进行调整。不过在考虑重新开模成本、对48V轻混车型的性能照顾,以及2-3年的研发时间来看,其可行性并不算高。
剩下的办法,就是现阶段挖潜了。也就是通过调配进排气、喷油点火等系统的逻辑,在一台发动机上,实现对48V轻混,以及插混需求的兼容。再直接一点,就是能够兼容更深度的米勒循环。由于装配车型的多样性,所以在气门调节上,就得考虑类似宝马Volvetronic那样的电控无级系统。由于早燃的压力,发动机的高压直喷压力,以及直喷滚流设计,就得重新调校。对部分硬件系统进行电气化、精细化的升级,再加上软件系统的适配。这样的操作方式,与奔驰的开发时间、预算和投资回报期望,或许更为贴合。
大马力电机,和9AT变速箱可以共存
可如果按照前面的推论,内燃机部分不做收窄,那另一个问题似乎就不好解决。因为无论是要做更高效的燃油动力系统,还是说更强劲的插混系统,都需要更大马力的电机。所以最基础的问题是,电机尺寸需要加大,这个空间从哪里来。
目前,奔驰、宝马等采用P2构架混合动力系统的车企,普遍采用变速箱集成电机一体式设计。初衷,也是因为如此操作,对原本车型的空间结构,基本不产生影响。但集成设计,以及P2单电机的工作性质,使其稳定性一直受到较大挑战。总之,在这个结构基础上,再去加大电机,几乎是不可能实现的操作。
能够根除的办法,是把P2电机单独剥离出来。可面对直列结构为主的奔驰发动机,特别是明说要改款内燃机系统的奔驰S级的直列六缸,显然是没空间去把P2电机给独立出来。于是空间很可能还是要从变速箱里寻找。最极端的方式,莫过于把低速挡位给阉割了。毕竟功能上有大电机存在,低速档位的必要性本来就不强。但与前面同理,这样操作,无法兼容轻混和插混的需求。同时开发难度、成本都过高。而排除复杂的换挡行星齿轮结构之后,省略变速箱前端的液力变矩器,几乎成为这个问题的唯一解释。
从技术趋势来说,包括宝马、丰田、马自达等入局P2构架的玩家,都在去液力变矩器问题上下足了功夫。其实奔驰也有类似的操作,如今的9AT变速箱,相比此前奔驰的7AT变速箱,仅液力变矩器一项,就已经将动力损失从15%左右,降低至约8%。具体操作,便是在低速挡位上,直接让液力变矩器处于锁止状态。马自达看了,直呼内行。不过相比马自达需要通过高转速弥补低挡位切换的顿挫问题。有电机介入的奔驰,可以通过合适的调校,规避这一点。
那么,如果完全省略液力变矩器的空间,直接采取直插的方式。不仅效率更高,还能腾出更多空间给电机部分。事实上奔驰已经在部分AMG车型上采用类似操作,即用离合器结构替换原本的液力变矩器。AMG系列先用,又是性能取向。再给既需要性能,又需要成熟稳定的奔驰S级安排上,也符合技术发展逻辑。
总结一下,奔驰的全新内燃机动力系统,大概率还是基于眼下的M254(M256)发动机系列。通过部分硬件的升级,以及软件调校,使其更加适配需要考虑发电效率的插混车型。P2电机的功率必然是会提升,配合更高效的内燃机,原本燃油车部分,在油耗上应该能够得到进一步下探。而插混车型上,有可能会用上相对燃油版更大马力的电机。这个思路更像是F1的2026新规,内燃机驱动与电机已经能够做到1比1。只是在民用车范畴,电机无法完全与变速箱剥离。但更大容量的电池组,足以对性能逻辑进行托底。
作者丨阮嵩
原文标题 : 内燃机投入超电动,奔驰要干啥?
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