Debitirao je 2018. u novoj limuzini E 220 d (W213), a karakteristike su mu izvrsno prilagođene novom automatskom mjenjaču s devet stupnjeva 9G-Tronic…
Prethodnik, redni 4-cilindarski dizelaš serije OM 651 od 2008. bio je okosnica Mercedes-Benzove ponude motora, u gotovo svim modelima (A, B, C i E-klasi, CLA, GLA, GLC te gospodarskim Vito i Sprinter), snage 136 do 204 KS.
Štedljiv i robustan, s blokom od lijevanog željeza, premda ne odveć uglađen, na početku karijere ni pouzdan (zbog problema s piezo-brizgaljkama i faznim lancima), ispunio je očekivanja, ali polako gubi korak s najboljima.
Stoga ga je 2019. zamijenio OM 654, prvi Mercedes-Benzov 4-cilindarski dizelaš potpuno s aluminijskom glavom i blokom. U svemu ga je nadmašio prethodnika, a u verziji s 1950 ccm ima oznaku OM 654 DE 20. Stuttgartski proizvođač ističe kako je začetnik nove generacije dizelaša i kruna 80-godišnjeg razvoja.
Stručnjaci su gotovo nepodijeljeni: ne samo je dosad najbolji Mercedesov dizelaš, nego i trenutačno najsavršeniji, dakle najbolji automobilski dizelski motor na svijetu!
Obujam mu je (samo) 1950 ccm, a osnovne dimenzije (provrt, hod i međuosni razmak cilindara) određeni prostorom ugradnje, odnosno željom za što kompaktnijom izvedbom.
Provrt od 82 mm i hod od 92,3 mm određeni su kako bi cilindarski obujam bio manji od 500 ccm, što je termodinamički optimalno za najveći tlak od 205 bara (limit za aluminijski blok).
Razvodni mehanizam (lančani prijenos bregastih vratila) ugrađen je straga, radi dodatnog smanjenja visine sprijeda (sigurnost pješaka).
1950 ccm obujam je sasvim novog 4-cilindarskog dizelaša, 9 posto manji nego u prethodniku (2143 ccm). Najprije će su ugraditi u novu E-klasu te je začetak modularne generacije, iz koje je nastao trolitreni 6-cilindraš OM 656.
Manje trenje u cilindrima, uz 6,8 posto kraći hod, zasluga je i gotovo upola kraćih, čeličnih, klipova (neobična kombinacija uz aluminijski blok i glavu), koji omogućuju produljenje klipnjače na razmjerno velikih 154 mm.
Time se smanjuje kut njihovog njihanja i bočni pritisak klipnih karika na stijenke cilindra, što smanjuje otpore trenja, dakle i potrošnju goriva te habanje karika i cilindara.
Tome dodatno doprinosi čelična izvedba klipova, koji se zagrijavanjem manje rastežu od aluminijskih, pa se bočni pritisak smanjuje 40 do 50 posto! Novi je motor ne samo kraći već su i svi elementi sustava za pročišćavanje ispuha uklopljeni u njega (slika dolje), što nije bio slučaj kod OM 651. Čelični klipovi gotovo su upola niži od aluminijskog i jedan od glavnih aduta novog motora
Usto slabije provode toplinu od aluminijskih, pa se postižu veće temperature izgaranja, što povećava učinkovitost motora i dodano smanjuje potrošnju goriva. A zbog manjih dimenzija nisu teži od aluminijskih, pa ne povećavaju inercijske sile i trošenje ležajeva.
Kako bi motor bio što niži, vratila za uravnoteženje su, umjesto ispod, ugrađena bočno, čime se (između ostaloga) oslobodio prostor na desnoj strani za ugradnju kompleksnog ispušnog sustava.
Sve je to smanjilo masu za 17,4 posto: izvedba sa 195 KS ima 168,4 kg, a OM 651 sa 170 KS – 203,8 kg. Novi motor troši 13 posto manje od starog. Izvrsnost dovoljno potvrđuju značajke novog E 220 d (W213), ubrzanje do stotke za 7,3 s i najveća brzina od 220 km/h, uz potrošnju od 3,9 do 4,3 litre.
Lakši i kompaktniji: uz manji obujam i razmak cilindara, radi smanjenja gabarita i mase motora, snaga je povećana 14,7, a specifičnu snaga čak 26,1 posto (sa 79,3 na 100 KS/l).
Modularni koncept: razvojni je cilj bio dobiti motor koji će se lako prilagođavati različitim namjenama, s mogućnošću poprečne i uzdužne ugradnje, na modelima s prednjim, stražnjim ili 4×4 pogonom.
Premda se povrat ispušnih plinova (EGR) koristi sve do područja najveće snage, radi ‘ubijanja’ NOx, ona je dosegla 195 KS, rekordnih za 2-litrene dizelaše s jednim turbopunjačem. Najveći je moment 400 Nm. Premda OM 654 koristi oksidacijski katalizator, filter čestica te SCR katalizator, postignuta je visoka čistoća ispušnih plinova već pri izlasku iz cilindra.
Zasluga je to korištenja dvostrukog, visokotlačnog i niskotlačnog povrata ispušnih plinova. Prvi se dio odvaja odmah nakon izlaza iz cilindara, hladi i ponovno usmjerava prema cilindrima.
Drugi se, nakon prolaska kroz turbinu i sustav čišćenja plinova te nakon hlađenja, vraća u ispušnu granu, ali prije kompresora. Sustavom upravlja sklop ventila.
Time se omogućuje puno šire radno područje korištenja povrata plinova te veća čistoća ispuha pa je količina NOx manja i do 65 posto nego u OM 651. Evo i bitnih značajki novog ‘kralja dizelaša’.
SUPER-BLOK
Osim što je visokolegiranog alu lijeva, na stijenkama cilindra ima poseban NANOSLIDE sloj, koji dodatno smanjuje otpore trenja i mehaničke gubitke. Umjesto obrade stijenke pomoću mlaza vode pod visokim tlakom, novi motor koristi elektromagnetski postupak (Twin-Wire-Arc Spraying), kojim se pri 5000°C materijal atomizira i strujom zraka ‘šprica’ po stijenkama. Rezultat je površina poput zrcala s finim porama koje zadržavaju uljni film što dodatno smanjuje trenje i habanje
STUPNJEVITO
udubljenja na čelu klipa, odnosno komore izgaranja, dodatna je inovacija u izvedbi klipa. Za razliku od uobičajenog omega-udubljenja, OM 654 koristi stepenasto, što je prvi slučaj kod motora putničkih vozila. Takav oblik povećava prostor komore koji sudjeluje u procesu izgaranja odnosno uklanja ‘mrtvi prostor’ do kojeg ne mogu doći čestice goriva. Rezultira učinkovitijim izgaranjem i boljim performansama, uz smanjenje količine krutih čestica u ispuhu, i potrošnje.
PRI 2050 BARA
ubrizgava sustav 4. generacije common-raila, s provjerenim piezo injektorima CRI3 s osam rupica, prilagođenim specifičnom obliku udubljenja i komore izgaranja. U zajednički se vod gorivo dobavlja visokotlačna pumpa Bosch CP4. Visoka preciznost ubrizgavanja, u tri faze i deset ciklusa, zaslužna je za učinkovito i pravilno izgaranje, koje poboljšavaju smanjeni toplinski gubici. Filigranska koncepcija smanjuje i buku, pa je OM 654 među najuglađenijim i najtišim dizelašima.
HLAĐENJE VODOM
Manji obujam motora omogućio je korištenje jednostupanjskog prednabijanja, što je također doprinijelo smanjenju mase. OM 654 koristi turbokompresor Honeywell GTD1449 s vodenim hlađenjem kućišta ležaja, čime se sprječava karbonizacija ulja. To je iznimno važno uz sustav Start/Stop. U usporedbi sa sličnim turbokompresorima ima 70 posto brži rast tlaka u području do 1800/min čime je postignuta jednaka učinkovitost kao kod registarskog prednabijanja s dva turbopunjača.
