20 พ.ค. 2567 12:00 น.

ดีเซลจอมประหยัด GLE300d 4MATIC AMG LINE เครื่อง OM654M + MILD HYBRID 48V

-กกก⁺

LightDarkฟังข่าว

ด้วยความพยายามที่จะหลีกเลี่ยงการปล่อยมลพิษที่เพิ่มขึ้นของเครื่องยนต์ดีเซล หลังจากเมื่อหลายปีก่อนเกิดเรื่องอื้อฉาวการโกงตัวเลขมลพิษของ Volkswagen ทำให้อุตสาหกรรมยานยนต์เกิดการตื่นตัวในเรื่องของตัวเลขการปล่อย Co2 เป็นบทเรียนสำคัญที่ทำให้ Mercedes-Benz ต้องพัฒนาเครื่องยนต์ดีเซลรุ่นใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อให้ตรงตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษทั่วโลกในอนาคต เช่น Real Driving Emissions (RDE) และการทดสอบยานพาหนะ (WLTP) ขุมกำลังดีเซลขนาดเล็กรุ่นใหม่ที่ประจำการอยู่ใน New GLE300d นั่นก็คือ เครื่องยนต์ Mercedes-Benz OM654M ซึ่งช่วยลดอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและการปล่อย CO2 ลง 13 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่มีกำลังเพิ่มขึ้น (269 แรงม้า 550 นิวตันเมตร) เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซล OM651 สำหรับ OM654M เป็นเครื่องยนต์ดีเซลแบบแถวเรียงสี่สูบ ความจุ 2.0 ลิตร 1,950 ซีซี อัดอากาศด้วยเทอร์โบเดี่ยวรุ่นแรกในตระกูลเครื่องยนต์ใหม่ของ Mercedes พ่วง ISG Mild Hybrid 48V น้ำหนัก 175 กิโลกรัม เป็นเครื่องยนต์ดีเซลที่มีประสิทธิภาพรุ่นสุดท้าย ก่อนที่รถยนต์ทั้งหมดของแบรนด์ตราดาวจะเปลี่ยนไปขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ใน GLE300d ทำอัตราสิ้นเปลืองนอกเมืองเฉลี่ย 13.2 กิโลเมตรต่อลิตร เชื้อเพลิงเต็มถัง ไปไกล 700 กิโลเมตร

…

…

โดยทั่วไป เมื่อดูถึงความสมดุลระหว่างกำลังขับและอัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง ปริมาตรความจุกระบอกสูบ มักจะอยู่ที่ 400 ถึง 500 ซีซี. สำหรับเครื่องยนต์เบนซิน และ 500 ถึง 600 ซีซี. สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล วิศวกร Daimler ตัดสินใจเลือกบล็อกลูกสูบขนาด 500cc. เพื่อใช้ส่วนประกอบร่วมกันในเครื่องยนต์เบนซินและดีเซล และใช้สายการผลิตร่วมกันเพื่อเป็นการลดต้นทุน

…

…

คุณลักษณะสำคัญของ OM654M เครื่องยนต์ดีเซลแบบใหม่ พ่วง ISG integrated starter generator ในระบบ Mild Hybrid 48V เป็นตัวแปรหลักสำหรับการผลิตรถ Mercedes-Benz รุ่นใหม่ที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล โดยขายควบคู่ไปกับรถเบนซ์เครื่องยนต์เบนซินปลั๊กอินไฮบริด หลักการลดมลพิษและทำให้เครื่องประหยัดเชื้อเพลิงมากยิ่งขึ้นก็คือ ปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์ ถูกลดขนาดลงจาก 3.0 ลิตร หรือ 2.1 ลิตร เหลือแค่ 2.0 ลิตร 1,950 ซีซี. พ่วงด้วยสตาร์ทเตอร์ เจนเนอเรเตอร์เพื่อลดชิ้นส่วนหน้าเครื่องยนต์ คุณลักษณะอีกประการหนึ่งคือ วิศวกรของ Daimler เปลี่ยนมาใช้เครื่องยนต์แบบอินไลน์ หรือแถวเรียง ทั้ง 4 และ 6 สูบ เพื่อแทนเครื่องยนต์ V6 ที่มีความซับซ้อนมากกว่า มีสองเหตุผลสำหรับการเปลี่ยนแปลงก็คือ ความยาวโดยรวมของเครื่องยนต์ 4 สูบแถวเรียงไม่มาก มีขนาดที่กะทัดรัดและน้ำหนักเบา ความยาวของเครื่องยนต์สามารถทำให้สั้นลงได้โดยการลดระยะเส้นผ่านศูนย์กลางเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อน การใช้บล็อกกระบอกสูบอะลูมิเนียม ลดระยะชักให้สั้นลง ทำให้โครงสร้างของเครื่องยนต์ดีเซล 4 สูบแถวเรียงมีขนาดเล็กลง การพัฒนาเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับรถขนาดกะทัดรัดที่หนักไม่เกิน 1.6 ตัน ไปจนถึงเอสยูวีคันโตหนัก 2 ตัน มีการปรับจูนหลายอย่าง เพื่อยกระดับศักยภาพทั้งแรงม้าและแรงบิด ความต่อเนื่องและนุ่มนวลของการทำงาน สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล 4 สูบแถวเรียง มีต้นทุนการพัฒนาและมีชิ้นส่วนน้อยกว่าการพัฒนาเครื่องยนต์ V6 ในเครื่องยนต์ดีเซล 4 สูบแถวเรียง ใช้โครงสร้างทั่วไปสำหรับอุปกรณ์เสริม ในทางกลับกัน เครื่องยนต์ V6 จะมีจำนวนชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ฝาสูบเพิ่มขึ้นจากฝาเดียวกลายเป็นสองฝา ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นจากชิ้นส่วนเสริมที่ต้องคูณสองตลอด

OM654M สามารถติดตั้งได้ทั้งตำแหน่งตามยาวและตามขวาง สำหรับการใช้งานในรถยนต์ 4WD อย่าง GLE300d การลดปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์ลงประมาณ 10% และใช้บล็อกกระบอกสูบอะลูมิเนียม ขนาดของตัวเครื่องสามารถย่อให้เล็กลง น้ำหนักของเครื่องยนต์ลดลงประมาณ 35 กิโลกรัม (ไม่รับรวมน้ำหนักของระบบ Mild Hybrid 48V) ระบบบำบัดไอเสียเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยไอเสีย Euro 6 มีอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง อยู่ที่ 15 กิโลเมตรต่อลิตร ปล่อย CO2 102-112 กรัม/กม. นอกจากนี้ ด้านหน้าและด้านบนของเครื่องยนต์ OM654M ยังถูกปิดด้วยแผ่นป้องกันเพื่อลดเสียงรบกวนของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ 2 ลิตรใหม่ได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มศักยภาพเพื่อให้ได้สมรรถนะเอาต์พุตจำเพาะสูงถึง 269 แรงม้า กับ 550 นิวตันเมตร นอกจากนี้ เครื่องยนต์ดีเซลใหม่ยังได้รับการออกแบบเพื่อให้สอดคล้องกับวงจรขั้นตอนการทดสอบยานพาหนะ (WLTP) ที่สอดคล้องกันทั่วโลก เพื่อวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในโลกแห่งความเป็นจริง สอดคล้องกับกฎหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการขับขี่จริง (RDE) ในอนาคต เพื่อทำให้เครื่องยนต์ดีเซลมีขนาดเล็กลง เบาขึ้น และประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง

ในการสร้างเครื่องยนต์ดีเซลที่จะต้องปรับให้ตรงตามมาตรฐานมลพิษที่เข้มงวด และยังคงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม Mercedes-Benz เริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนวัสดุทำบล็อกเครื่องยนต์ที่ออกแบบและปรับเปลี่ยนใหม่หมด โดยใช้ประสบการณ์ด้านการพัฒนาเครื่องยนต์ดีเซลมานานกว่า 80 ปี ผสมผสานกับแพลตฟอร์มใหม่ เครื่องยนต์ OM 654M ในรถเอสยูวี Mercedes-Benz GLE300d 4Matic AMG Line นับเป็นเครื่องยนต์ดีเซลสี่สูบที่ทันสมัย ใช้บล็อกอะลูมิเนียมขนาดกะทัดรัด สามารถทนต่อแรงดันภายในสูงสุด 2,973.27 psi การออกแบบของ OM654M มีการลดน้ำหนักชิ้นส่วนต่างๆ ลงได้มากกว่าบล็อกเหล็กหล่อถึง 17 เปอร์เซ็นต์

การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์และการปฏิบัติตามข้อกำหนดการปล่อยมลพิษในระดับใหม่เริ่มต้นด้วยการปรับส่วนประกอบภายในให้เหมาะสม OM 654M ใช้ลูกสูบเหล็กที่มีการออกแบบห้องเผาไหม้แบบขั้นบันได เนื่องจากความสามารถในการลดการปล่อยอนุภาค ตัวเลขมลพิษที่ลดลง เป็นผลมาจากการเพิ่มปริมาณอากาศที่เครื่องยนต์สามารถรับเข้าไปได้ และปริมาณความร้อนที่สะสมอยู่ในบริเวณที่เกิดการเผาไหม้

วัสดุเหล็กสำหรับลูกสูบ ช่วยในด้านการกักเก็บความร้อนภายในกระบอกสูบ ช่วยเพิ่มการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงให้ดีขึ้น ปรับปรุงประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ ลดระยะเวลารอบการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นจริง โลหะเหล็กยังช่วยให้ระยะห่างระหว่างลูกสูบและผนังกระบอกสูบมีความสม่ำเสมอมากขึ้น (อะลูมิเนียมจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อน) การขยายตัวของลูกสูบน้อยลง เมื่อรวมกับการเคลือบผนังกระบอกสูบ Nanoslide ที่มีแรงเสียดทานต่ำเป็นพิเศษของ Mercedes ช่วยลดแรงเสียดทานได้ 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของลูกสูบให้ดียิ่งขึ้น เพลาข้อเหวี่ยงจะถูกชดเชยไปทางด้านไอดีของบล็อก 0.5 นิ้ว และใช้ก้านสูบขนาด 6 นิ้ว (154 มม.) การจัดเรียงนี้ช่วยลดแรงด้านข้างของลูกสูบได้ถึง 75 เปอร์เซ็นต์

เพลาข้อเหวี่ยงแบบใหม่ ช่วยเพิ่มพื้นที่ว่างด้านไอเสียของบล็อก สำหรับระบบปล่อยมลพิษขนาดกะทัดรัดแบบใหม่ ที่ติดตั้งกับเครื่องยนต์โดยตรง การปรับตั้งที่มีประสิทธิภาพ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบการปล่อยมลพิษเฉพาะรถยนต์ อุปกรณ์ประกอบด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันดีเซล และตัวกรองอนุภาคดีเซล การเคลือบตัวเร่งปฏิกิริยา ฉนวน และติดตั้งในตำแหน่งที่ใกล้เครื่องยนต์ของ diesel particulate filter (DPF) ทำให้ระบบสูญเสียความร้อนต่ำ มีการปรับอุณหภูมิการทำงานให้เหมาะสม ทำให้ปล่อยมลพิษลดลง และประหยัดเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น DPF มีพื้นที่ผสม พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษสำหรับไอเสียที่เกิดจากการเผาไหม้น้ำมันดีเซล เพื่อกระจายไปยังตัวกรองอนุภาคไอเสียอย่างสม่ำเสมอ และระเหยอย่างรวดเร็วเพื่อลดการปล่อย NOx นอกจากนี้ ยังใช้วาล์วหมุนเวียนไอเสียแบบหลายทาง โดยผสมผสานก๊าซแรงดันสูงและแรงดันต่ำที่ระบายความร้อนด้วยระบบทำความเย็น เพื่อลดการปล่อยไอเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดตลอดช่วงรอบต่อนาที ในขณะที่มีการปรับการเผาไหม้เพื่อให้เหมาะสมกับอัตราสิ้นเปลือง นั่นก็คือ เน้นประหยัดเชื้อเพลิง

การออกแบบที่กะทัดรัด มีประสิทธิภาพสูงและทำงานอย่างราบรื่นของ Mercedes-Benz OM 654M พร้อมระบบ Mild Hybrid 48V ทำให้สามารถนำเครื่องยนต์รุ่นดังกล่าวไปประจำการในรถยนต์รุ่นต่างๆ OM 654 วางได้ทั้งตามยาวและตามขวาง ในรถยนต์ที่มีระบบขับเคลื่อนล้อหน้า ล้อหลัง หรือทุกล้อ (4Matic) ตั้งแต่รถตู้ Sprinter ไปจนถึงรถซีดานสุดหรูรุ่น C-Class / E-Class และรถเอสยูวีคันโตอย่าง GLE Class

ISG integrated starter generator ระบบ Mild Hybrid 48V สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลสี่สูบ

ดีเซลสี่สูบใหม่ OM654M (M คือเครื่องยนต์รุ่นดัดแปลง) และเบนซิน M254 ติดตั้งระบบไฟฟ้า 48 โวลต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสตาร์ทเตอร์เจนเนอเรเตอร์ในตัว เพิ่มกำลังสูงสุดอีก 20 แรงม้า แรงบิดสูงสุดอีก 200 นิวตันเมตร Mercedes-Benz เป็นผู้ผลิตรายแรกที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ISG) ในปี 2560 กับเครื่องยนต์ OM656 ตามด้วย OM654M

ISG หรือ integrated starter generator เป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่สามารถทำงานได้ทั้งแบบ “ขับเคลื่อน” (สตาร์ตเครื่องยนต์และรองรับการใช้ไฟฟ้าบางส่วน) และเป็น “เครื่องกำเนิดไฟฟ้า” ในตัวของมันเอง เทคโนโลยีที่เรียกว่าระบบ Mild Hybrid เพิ่มความเรียบเนียนในการสตาร์ตเครื่องยนต์ หรือดับเครื่องยนต์ขณะรอการเคลื่อนตัว ช่วยประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงและลดการปล่อย Co2 มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก กำลัง 20 แรงม้า เสริมแรงบิดกับเครื่องยนต์ดีเซลในช่วงออกตัว ณ จุดนั้น จะเป็นคาบเวลาที่เครื่องยนต์สันดาปภายในใช้พลังงานมากที่สุด ระบบไฟฟ้า 48 โวลต์ ใน ISG จึงสามารถสตาร์ทเครื่องยนต์ได้อย่างเร็วและนุ่มนวลกว่าสตาร์ทเตอร์ 12 โวลต์แบบเดิม ให้ความราบรื่นมากขึ้น ในขณะเดียวกัน ISG integrated starter generator ก็ใช้เพื่อสร้างพลังงานในโหมดขับเคลื่อนและยังสามารถรองรับเครื่องยนต์สันดาปด้วยแรงบิดเมื่อต้องการกำลังในการเร่งความเร็วเพื่อแซง Mercedes เรียกสิ่งนี้ว่า “EQ Boost”

OM654M มี ISG เจเนอเรชันใหม่รวมอยู่ในระบบเกียร์อัตโนมัติ 9G Tronic มอเตอร์ไฟฟ้า ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง และระบบหล่อเย็นชุดเกียร์ ได้รับการติดตั้งโดยตรงอยู่ในเกียร์ ขั้นอยู่ระหว่างเครื่องยนต์และเกียร์ 9G-Tronic เพื่อลดน้ำหนักของส่วนประกอบที่จำเป็น เพิ่มประสิทธิภาพด้านแรงบิด เครื่องยนต์มีความยืดหยุ่นสูงและไหลลื่นอย่างไร้รอยต่อจากการทำงานของเกียร์ 9G.

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/

ขออภัยในความไม่สะดวก ระบบกำลังตรวจสอบการใช้งาน กรุณาลองใหม่อีกครั้ง