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繼今年上海國際車展全新賓士C中國首發，本次成都車展全新的賓士C級標軸版與長軸版也將正式上市並且發售。賓士C級作為賓士的拳頭產品，在國內一直深受歡迎，此次C級的換代也可以說是賓士立志改變豪華B級車市寶馬和奧迪爭雄的局面，全新賓士C的整車設計與S級靠攏，外觀內飾有著顛覆性的提升，動力總成也進行了全新換代，勢必讓寶馬3系和奧迪A4L承受巨大壓力。
作為動力總成工程師，本文我會用專業的角度解析一下全新賓士C的動力總成。賓士為何要上M254？它有哪些版本？相比現款M264有啥提升？1.5T效能夠用不？採用了什麼黑科技？M254的48V輕混有啥特殊之處？還像M264那樣容易壞嗎？這些問題在本文都有答案。
圖 全新賓士C級
1 賓士為何要搞M254？
這十年以來，賓士在發動機上的更新換代非常迅速，同級別的奧迪還在使用第三代EA888，寶馬B48也服役了6年多，而賓士從M274到M264，再到M254，更新速度令人咂舌，要知道，英菲尼迪的Q50L至今還在使用賓士同款的M274（274A）呢。M254發動機在海外搭載了賓士E級，國內在賓士C級上首次亮相，可以說這款發動機將成為賓士的主力發動機，後續有機會應用GLC、E級等車型上。
圖 賓士發動機的換代
如下圖所示，老款賓士C級使用的M264發動機，放到如今來看，在技術應用、量產週期等方面並沒有太大的短板，即使到現在也只服役了3年，其效能引數和同級別的奧迪寶馬相比並不落下風。
圖 BBA當家花旦發動機技術引數對比
我個人認為賓士全新一代發動機代表了賓士對發動機更深層次的理解，即全面電氣化，從大哥M256開始實現了汽油發動機的革命，引入了大量革新技術，M254作為平臺化、通用化的典型，承接賓士模組化生產方式，提供一個技術領先、成本可控、可靠性良好的發動機，緩解燃油積分壓力並提高賓士的市場競爭力。
圖 全新賓士C
2 賓士C級M254有哪些版本？
從海外版賓士C的資料來看，主要搭載3款發動機，分別是柴油版OM654 820發動機，AMG系列的M139 580發動機和主流的M254 915/920發動機。根據目前國內相關資訊披露，賓士C在中國將陸陸續續投放下述車型，標軸版、長軸版、旅行版。首批亮相的主要是長軸版車型：賓士C200L、賓士C260L和賓士C260L 4MATIC(標軸版有可能同步發售)。
圖 不同版本賓士C的發動機應用
其中，這幾款都是搭載M254 915（1.5L排量）的四缸發動機。未來將引入高規格的賓士C300，搭載M254 920（2.0L排量）發動機的系列。
目前M254發動機主要有三種性能，分別是M254 915低功率，M254 915高功率和M254 920。其中搭載M254 915低功率的全新賓士C200L在48V輕混系統的加持下，百公里加速9s，NEDC油耗6.0L/100km，符合大家日常駕駛的WLTC工況油耗6.1L/100km。而M254 915高功率的全新賓士C260L百公里加速7.7s，NEDC油耗6.2L/100km，符合大家日常駕駛的WLTC工況油耗6.35L/100km。即使是未來上市的賓士C300L效能大幅度提升的基礎上，油耗也不到7L/100km。
圖 M254發動機效能引數
圖 全新賓士C級銘牌功率（低功率和高功率）
3 M254比M264提升在哪裡？
從目前市場上公佈的訊息來看，全新的M254發動機相比M264發動機在熱效率上有進一步提升，體現到引數上就是功率更強，扭矩更大，油耗更低。
圖 賓士C級M264發動機和M254發動機對比
對比1.5T低功率版本，相比老款發動機功率提高了10kW（9%），峰值扭矩不變，在整車質量和尺寸更大的前提下，最高車速提高了4km/h，百公里加速快了0.4s，工信部NEDC油耗低了0.3L/100km。而搭載1.5T高功率的版本，相比老款發動機功率提升了15kW（11%），扭矩提升了20Nm（7%），百公里加速提高了0.8s，NEDC油耗惡化0.1L/100km。關於油耗，由於21年開始更看重WLTC油耗，因此新一代發動機匹配重點都放在了WLTC工況上，因此NEDC工況下油耗和M264差不多，不過可以預計，全新賓士C的實際燃油經濟性表現會比賬面引數更加優異（WLTC工況油耗會大幅度領先M264）。
4 M254 1.5T效能是否夠用？
全新賓士C級提供的是1.5T發動機，而同級別奧迪和寶馬提供的是2.0T發動機，大家覺得賓士C級會不會很肉呢？先橫向對比一下目前量產的1.5T發動機引數，可以看到賓士的1.5T在功率和扭矩都處於行業頂尖的水平。150kW的銘牌功率處於目前1.5T的天花板，300Nm的扭矩也是行業標杆。
圖 賓士1.5T在行業的水平
下圖為賓士C和同價位豪華品牌動力總成對比，其主流車型賓士C260L功率150kW已經超過了現款寶馬3系 325Li和奧迪A4L 40TFSI的2.0T版本，扭矩也和寶馬3系一樣，略低於奧迪A4L，在百公里加速上優勢明顯，即使搭載著9AT變速箱加速也比奧迪A4L 40TFSI的DCT更快。其加速效能和二線豪華品牌中搭載高功率的凱迪拉克CT5、英菲尼迪Q50L接近，處於行業一線水平。
圖 豪華品牌主流車型的效能對比
雖然全新賓士C級採用了1.5T發動機，大家可能感覺不夠用，但是其效能還是非常強悍的，一點都不輸於同級別的2.0T發動機。
5 M254使用了哪些黑科技？
說到M254之前，要先提一下它的大哥M256發動機。M256賓士集團全新換代的首款機型。為了遵守未來更嚴苛的排放和油耗法規，財大氣粗的賓士在發動機電氣化道路上越發的激進，對於旗艦發動機也引入一系列新技術，其中無皮帶化設計、電動渦輪和48V輕混佈局是亮點。該發動機也踐行了賓士電氣化路線，將電氣化與傳統內燃機進行結合，可以說，代表了未來傳統發動機的發展趨勢。而M254發動機可以看作是M256直列六缸發動機的四缸版本，也與大哥M256一脈相承，運用了大量同平臺技術。
圖 M256 3.0T L6發動機技術佈置
5.1 黑科技之全面電器化
下圖為全新賓士C使用的M254發動機側面，吃瓜群眾們可能會發現怎麼沒有皮帶？M254發動機將傳統機械傳遞的零件用電機取代，對每個零件進行可控化，採用了電動機油泵、電動水泵、電動VVT、電動空調壓縮機等。尤其是取消的電動空調壓縮機，配合著48V輕混系統，可以在IG ON或者怠速啟停的工況下盡情使用空調了，機械水泵改為電動水泵，不但發動機暖機更快，而且在冬天的啟停階段也仍然可以吹出熱風。
圖 M254發動機側面
模組化、電動化的設計也為未來更新換代提供了便利，各個子系統單獨工作，匹配調教變得更加容易。
5.2 黑科技之雙絲電弧噴塗技術
M254曲軸箱採用鋁合金壓鑄工藝製造，氣缸壁面採用賓士專利技術"雙絲電弧噴塗技術"（twin-wire-arc spraying process，TWAS）。這一技術透過高壓電弧將鐵或者碳這類的塗層材質瞬間融化，然後在高壓氣流的推動下，均勻噴向輕量化的鋁合金氣缸內壁。這樣以來就在氣缸內壁表面形成了一層鏡面般平整光亮的奈米晶體塗層，塗層表面光滑且密佈細微的小孔，這樣的結構能夠大幅減少活塞與缸壁之間的摩擦。同樣的，超薄的塗層代替了厚重的鋼製缸套，大幅度降低了發動機的整體質量。
圖 賓士專利雙絲電弧噴塗技術
5.3 黑科技之壓電式噴油器
賓士在M254上也使用的噴霧導向的燃燒策略（spray-guided），對噴油器的要求極高。由於傳統噴油器使用線圈來開啟噴油器,響應速度受到限制，為了更好的運用高燃壓和多次噴射功能，採用了壓電式噴油器。為了實現高升功率、低油耗和低排放的設定目標，對噴油器和火花塞的配置和佈局進行了進一步最佳化，並根據新的燃燒室幾何結構進行了調整。
為了更好的實現噴霧導向和穩定的催化器加熱功能，垂直放置的壓電噴射器偏離幾何中心3mm，以適應新的燃燒室。在高滾流比下，空氣與燃料的相互作用形成最佳混合氣。同時，由於空氣透過進氣閥沿氣缸壁流動，極大程度的抑制了溼壁效應，從而使得機油稀釋度低。
圖 M254 噴油狀態
儘管火花塞並沒有佈置在幾何中心，處於周邊位置，但基於燃燒室的流場模型，與燃燒室滾流幾何結構相匹配，從而實現了均勻的火焰鋒面傳播和均勻快速的火焰推進。總的來說，這些詳細的最佳化保證了臨界狀態下的穩定燃燒，例如大範圍點火遲角下的催化器加熱，也有助於進一步降低爆震傾向。
圖 氣缸內部溫度CAE分析
5.4 黑科技之CAMTRONIC可變氣門升程
M254為了實現快速可靠的氣門正時調整（阿特金森迴圈~奧托迴圈），進氣側和排氣側各安裝了一個凸輪軸調節器，允許兩個凸輪軸向"提前" 或"延遲" 方向連續調節最多40°CA曲軸轉角，進氣門在上止點(TDC)前4°CA至TDC後36°CA曲軸轉角的範圍內開啟；排氣門在TDC前25°CA至TDC後15°CA曲軸轉角的範圍內關閉。這樣，氣門重疊角可在較寬的限制範圍內變化，繼而獲得更經濟的點火正時，並最佳化發動機扭矩和改善排氣特性。
圖 M254進氣凸輪軸
此外，賓士專利CAMTRONIC技術也進一步提供進氣側的兩級氣門升程調節的可變氣門正時。這種配氣結構在低負荷範圍內顯著減少泵氣損失，既可以根據阿特金森迴圈延遲關閉進氣門，並實現大升程，也可以根據米勒迴圈提前關閉閥門，實現小升程，在廣泛的工況區間內，氣缸進氣充填量可以根據氣門位置單獨調節，讓發動機在適應不同工況，並降低泵氣損失。
5.5 黑科技之電動渦輪（目前發售的M254 915未應用）
目前將要上市的賓士C中沒有使用電動渦輪，使用的是雙渦流增壓器。未來高配的2.0T中有可能使用雙渦流增壓器+電子渦輪增壓器。賓士採用了來自博格華納的電動渦輪增壓技術"eBooster"，在傳統渦輪增壓基礎上增加了一個電動渦輪來協同工作，相當於將一大一小兩個渦輪增壓器串聯在一起，以此大幅提高工作效率。
圖 電動渦輪工作示意圖
eBooster電動渦輪增壓器配備了無刷直流電機，可以在0.3s內將轉速提升到7000rpm，為發動機在低轉速區域提供充足動力，且幾乎不會產生渦輪遲滯現象，從而讓M254高功率發動機從1800rpm開始就可以提供100%峰值扭矩，可使其效能接近傳統3.0T發動機的效能表現，同時還縮小了發動機的尺寸。
圖 賓士M256應用的電動渦輪佈局（大機率會應用到M254 920上）
6 M254 的48V輕混和M264的一樣嗎？
全新賓士C級採用了48V輕混，為P2 ISG 架構。區別於現款賓士C級的P0 BSG皮帶驅動電機，ISG架構電機實際表現更好，更接近於真正的混動，該系統也是賓士第二代ISG方案。
圖 賓士C現款BSG和全新賓士ISG方案
該系統的核心為一個48V鋰離子蓄電池, 儲存電能為880Wh，以及一個3kW的12V至48V轉換的DC/DC轉換器，該蓄電池可非常緊湊地整合並與按需供應的冷卻和加熱系統結合在一起。啟動/發動一體機（Integrated starter-generator，ISG），一方面負責對內燃機啟動，一方面在發電模式下為48V鋰電池充電。
圖 賓士ISG電機
這個ISG也向其他輕混系統一樣，繼承了助力、滑行、能力回收等功能，從而節約了燃料。電機用於起步和加速，透過助力來最佳化補充內燃機的功率輸出。在助力模式下，ISG提供最大輸出功率為15kW，扭矩為180-200Nm；在發電模式下，給鋰電池的最大充電功率為15kW；在滑行模式下，由於沒有皮帶，發動機完全關閉，發動機機械損失可以忽略，與其他動力系統相比，能夠延長車輛的滑行時間。
ISG直接安裝在曲軸上，由於電機能夠快速響應和精確控制，對舒適性有較大幫助，可以消除發動機運轉的不規則。除了怠速工況下讓發動機不工作以外，在啟動過程中，也能帶來良好的體驗.傳統發動機透過起動機運轉將發動機轉速提高至100-250rpm，然後某個氣缸點火，轉速上升至500rpm，再掉到400rpm，再第二缸點火，轉速升至750rpm，再掉回，轉速是一個階梯形上升的過程，NVH體驗較差，而採用了ISG後，可以透過大功率電機直接將發動機轉速拉至1000rpm以上再點火，可以以一個幾乎無噪音和無振動的方式，初步啟動。與傳統的小齒輪起動機相比，平均起動時間縮短了三分之一以上，還可以降低冷啟動的排放。
圖 起動/發電一體機效能優勢對比（來自賓士官方論文）
可以預計，全新賓士C搭載這套ISG 48V輕混系統後，其舒適性、加速響應性、平順性都將大大提高，實現領先於同級別寶馬3系和奧迪A4L的駕駛體驗，電氣化的動力總成能夠幫助賓士C重回BBA 的B級領頭羊位置。
圖 賓士M254 首次使用了ISG架構的48V輕混
7 M254 的48V輕混會出現故障嗎？
目前現款賓士C的48V輕混口碑不好。賓士C級48V輕混系統故障在C260和C260L兩款車型上發生機率較高，是一個"通病"問題。
圖 賓士C級48V輕混故障
目前問題主要是兩塊，一個是48V輕混系統有BUG，需要去4S店進行升級；一個是電池故障，需要更換電池。一旦出現問題，會導致車輛報故障碼，車輛無法行駛。如果是軟體系統報錯還好，出保後升級一下系統600-800元。較為致命的是電池故障，由於屬於零部件故障，保險無法理賠，廠家質保時間很短，解決成本極高。下圖為48V輕混更換電池的報價，此零件沒有副廠件，只能去4S店解決，更換一個電池需要4萬元。這個成本是絕大多數賓士C消費者難以承受的，而且更換後也無法解決問題，部分車主出現過一次問題後又再次出現。
圖 更換電池的成本，41147元，相當誇張
目前48V輕混BGS方案並不算什麼高科技，在歐洲已經全面普及，在中國也有很多車型應用。根據我的經驗，這個問題發生的原因可能是賓士C級的電源管理系統（BMS）有漏洞，在部分工況下SOC估算和實際不匹配，導致電池虧電，短期內發現的話透過重置控制系統，可以緩解問題。多次出現後電池長期處於虧電狀態出現不可逆損害後報廢，只能換電池進行續命。由於該系統BUG無法短期內解決，因此會再次出現。我覺得該問題為設計缺陷，最終讓消費者買單。
而M254為全新的ISG方案，其整個電源管理系統（BMS）和相關的控制策略都是全新的，因此出現和現款賓士C級一樣的問題機率不大。但是也不可否認，賓士上這個全新P2 ISG 48V輕混方案是否有其他問題只能等待市場檢驗，建議有顧慮的小夥伴們先觀望下。而且賓士這個ISG方案更先進，輕混系統的維修成本相比現款賓士更高。
8 小結
全新賓士C級搭載的動力總成是應對嚴格的排放、油耗路線下的產物，M254也是結合未來內燃機發展趨勢與模組化發展的技術要求，推出的全新換代發動機。隨著汽車行業像電動化轉型，我認為傳統的內燃機會退出歷史舞臺，而全新電氣化內燃機會煥發第二春。賓士，從造第一輛現代化汽車開始，就不斷引領汽車技術的進步，不知道搭載該發動機的全新賓士C能否成為BBA中B級車的領頭羊，讓我們拭目以待。
我是您身邊的汽車專家天馬行空Q，喜歡的點贊關注哈~
