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奔驰OM654发动机（四缸柴油机）技术图解
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本文通过图文形式和大家重点介绍奔驰公司2015年9月起开始在W213型号系列中投入使用的OM654系列柴油四缸发动机。这是一款新研发的直列4缸柴油发动机，带共轨直接喷射装置和涡轮增压器。本文以图解形式和大家分享该款发动机的最新技术结构特点。 小编
OM654发动机概述
OM654 发动机是新研发的 4 缸柴油发动机，带柴油共轨喷射系统、多路废气再循环、单级涡轮增压、带第三代SCR 系统的废气再处理和一个优化过的热管理。OM654发动机首次应用于新 E 级。 OM654发动机的主要结构特点： 发动机 OM654 特征概览： 带 2050 bar 的柴油共轨喷射系统 8 孔压电式喷油嘴 带 NANOSLIDE 工作面涂层的铝制曲轴箱 集成到曲轴箱中的串联油泵 用于平衡轴的齿轮传动 喷油嘴切断阀，用于控制活塞顶冷却装置的喷油嘴 铝制气缸盖、每个气缸四个气门以及两个顶置凸轮轴 气缸盖，带两件式水套 柴油机氧化催化转换器、柴油微粒滤清器和选择性催化还原 (SCR) 催化转化器的近发动机组合 带 SCR 的废气再处理 受负荷条件控制的预先喷射和后喷射 两个平衡轴（扭转摩擦） 符合欧 6 排放标准 ECO 自动启停功能 带预热输出级的快速预热系统 1 级增压装置、可变几何涡轮带水冷式轴承壳体和电动促动发动机数据
发动机性能图
OM654发动机视图 发动机正面图
B5/1 增压压力传感器 B11/4 冷却液温度传感器 B17/8 增压空气温度传感器 B60 废气压力传感器 Y85 废气再循环冷却器旁路转换阀 Y133 冷却液泵转换阀 发动机俯视图
B2/5 热膜式空气质量流量传感器 B2/5b1 进气温度传感器 B6/1 凸轮轴霍尔传感器 B19/7 催化转换器上游的温度传感器 B19/11 涡轮增压器上游的温度传感器 B157/2 低压废气再循环温度传感器 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 N37/7b1 柴油机氧化催化转换器上游的氮氧化物传感器 R39/1 通风管加热元件 发动机右视图
B19/9 柴油微粒滤清器上游的温度传感器 B28/18 低压废气再循环压差传感器 M1 起动机 R48 冷却液节温器加热元件 Y77/1 增压压力调节器 发动机左视图
B1 发动机油温度传感器 B4/6 高压燃油压力传感器 B4/7 燃油压力传感器 B5/1 增压压力传感器 B42 发动机油压力传感器 B50 燃油温度传感器 M16/6 节气门促动器 R9/1 气缸 1 预热塞 R9/2 气缸 2 预热塞 R9/3 气缸 3 预热塞 R9/4 气缸 4 预热塞 Y74 调压阀 Y129 AdBlue® 计量阀 Y130 发动机油泵阀 Y131 喷油嘴关闭阀 发动机后视图
B70 曲轴霍尔传感器 N14/3 预热输出级 发动机仰视图
B40/6 发动机油液位传感器 OM654发动机机械结构 一、概述 发动机 OM654 上使用的是铝制曲轴箱。气缸镜面还带有一个 NANOSLIDE® 涂层。单个的气缸按 90 mm 的间距布置。 通过气缸镜面非轴向的、朝向发动机冷侧的布置，实现附加的可摩擦和可安装优势。为了更好地冷却热负载区域，气缸盖拥有一个双水套。
发动机分解图示说明 1 气缸盖罩 2 凸轮轴轴承箱 3 气缸盖 4 曲轴箱 5 曲轴箱下部件 6 两件式的发动机油底壳 二、曲轴总成 一般曲轴总成 在曲轴总成上使用了一个 5 层式锻造曲轴。实现了一个82 mm 比 92.3 mm 的缸径冲程比。通过这种比例达到燃烧室良好的填充状态并因此高效燃烧。运行平稳性通过扭转摩擦平衡实现。 活塞 使用带多级槽的钢质活塞。窄的活塞挤压面实现最大化的空气利用并由此降低碳黑值。
曲轴总成 1 活塞 2 平衡锤 3 曲轴 三、传动链条 控制驱动装置安装在发动机的变速箱侧。它由链条和齿轮传动机构的组合构成。通过链轮齿齿合（直接安装在曲轴上）驱动高压燃油泵和一个中间齿轮。已通过一个锥形 销将链轮直接拧在高压燃油泵的传动轴上。通过另一个链条轨道驱动串联油泵和真空泵。 凸轮轴驱动轮驱动排气凸轮轴。排气凸轮轴再次驱动进气凸轮轴。为降低噪音，凸轮轴的齿轮相互张紧。在拆卸凸轮轴的驱动轮之前，必须锁死凸轮轴的驱动轮防止扭转。用需引入到规定孔径中的固定销锁死。
链条传动（发动机后视图） 1 高压燃油泵 2 发动机油泵链条 3 导轨 4 串联式油泵 5 凸轮轴正时链 6 曲轴驱动轮 7 张紧轨 8 液压链条张紧器 9 凸轮轴驱动轮 10 凸轮轴齿轮 11 凸轮轴轴承箱 四、汽缸盖 气缸盖由铝硅合金组成。使用了一个带双水套的气缸盖。由此改善冷却，同时增强部件刚性。这改善了热力学性能以及发动机的效率。借助上部和下部水套之间气缸盖密 封垫中调整过的通道口，以最佳的温度调整气缸盖中的流动和均匀分布。
两个顶置式凸轮轴借助滚子摇臂可分别操作每个气缸的各两个进气门和两个排气门。这些凸轮轴已安置在单独的凸轮轴轴承箱中。 这些气门被平行布置，由此使燃烧板的横截面和强度达到最佳效果。
带气门开关正时的气缸盖 1 气缸盖罩 2 凸轮轴轴承箱 3 进气凸轮轴 4 气门 5 气缸盖 6 排气凸轮轴 7 凸轮轴齿轮 8 凸轮轴驱动轮 五、皮带驱动
皮带驱动 1 冷却液泵 2 曲轴皮带轮 3 皮带张紧器 4 导向轮 A9 制冷剂压缩机 G2 发电机 OM654发动机燃烧管理 一、预热 预热系统 根据柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元的脉冲宽度调制信号，通过预热输出级促动径向布置的预热塞。因此减少了冷机起动时间且稳定了发动机的冷机运行。 预热输出级 预热输出级通过传动系局域互联网 (LIN) 与柴油共轨喷射 (CDI) 控制单元交流。通过传动系局域互联网 (LIN)，将预热输出级诊断数据传达至柴油共轨喷射 (CDI) 控制单元以及预热塞所需的促动系统。 预热塞 预热塞直接由预热输出级促动。根据促动情况，预热塞温度可达 1000 °C 以上。
预热系统示意图 1 预热输出级，诊断 2 预热输出级，促动 3 预热塞，促动 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 N14/3 预热输出级 R9 预热塞 二、进气系统 吸入的空气质量将由热膜式空气质量流量传感器测量，然后由涡轮增压器压缩。通过增压空气冷却器，将重新冷却经过压缩的加热空气，然后根据需要通过节气门促动器输送至增压空气歧管。 冷却过的压缩进气通过增压空气歧管到达单独的燃烧室。为了改善混合气形成，进气道关闭促动器可打开或关闭集成在增压空气歧管中的空气引导通道。通过更改流速和改善涡流使燃烧更高效。
新鲜空气供应图表显示 1 OM654 2 涡轮增压器 3 排气歧管 4 增压空气歧管 5 增压空气冷却器 6 空气滤清器 B2/5 热膜式空气质量流量传感器 M16/6 节气门促动器 M55 进气道关闭促动器 Y77/1 增压压力调节器 A 进气 B 增压空气（未被冷却） C 增压空气（被冷却） D 废气 三、增压装置 增压压力控制 增压压力控制以电子方式通过增压压力调节器进行。该促动器电机通过连接杆直接促动涡轮增压器的导向叶片。通过与特性图相关、按脉冲宽度调制的促动可无级调节导向叶片。为此，柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元分析以下信号： 冷却液温度传感器 废气压力传感器 热膜式空气质量流量传感器 曲轴霍尔传感器 大气压力传感器（集成在柴油共轨直接喷射系统 (CDI)控制单元中）
四、燃油供给
燃油回路示意图 1 燃油滤清器模块结构单元 19 高压燃油泵 B4/6 高压燃油压力传感器 B4/7 燃油压力传感器 B50 燃油温度传感器 M3 燃油泵 Y74 调压阀 Y76 燃油喷油嘴 Y94 油量控制阀 A 未清洁的燃油 B 经过加热、清洁的燃油 C 经过压缩的燃油（高压） D 燃油回流管 E 泄漏燃油管 低压燃油系统由以下组件组成： 燃油箱 燃油泵 燃油管路 燃油温度传感器 燃油压力传感器 高压燃油泵 油轨 高压管路 高压燃油压力传感器 燃油喷油嘴 油量控制阀 压力控制阀
高压燃油系统 19 高压燃油泵 B4/6 高压燃油压力传感器 Y74 调压阀 Y76 燃油喷油嘴 Y94 油量控制阀 五、燃油供给系统原理图
燃油供给功能图 B4/6 高压燃油压力传感器 B4/7 燃油压力传感器 B37 油门踏板传感器 B50 燃油温度传感器 M3 燃油泵 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 N118 燃油泵控制单元 R54/1 燃油滤清器加热元件 Y74 调压阀 Y76 燃油喷油嘴 Y94 油量控制阀 1 燃油喷油嘴，促动 2 油门踏板传感器，信号 3 油量控制阀，促动 4 燃油温度，信号 5 燃油滤清器加热元件，促动 6 燃油压力，信号 7 调压阀，促动 8 燃油压力，信号 9 燃油泵，标准压力请求 六、喷射控制系统 在 OM654 发动机上使用的是电子发动机管理系统MRD1。发动机管理系统基于以下传感器和信号计算得出喷射持续时间和燃油压力： 热膜式空气质量流量传感器 进气温度传感器 高压燃油压力传感器 发动机油温度传感器 增压压力传感器 凸轮轴霍尔传感器 冷却液温度传感器 增压空气温度传感器 柴油微粒滤清器上游的温度传感器 涡轮增压器上游的温度传感器 压差传感器 DPF 空气滤清器下游的压力传感器 油门踏板传感器 燃油温度传感器 曲轴霍尔传感器 预先喷射预先喷射的目的是减少燃烧噪音和废气排放。因此，主喷射之前要先喷一到两次燃油。燃烧由此更柔和。 主喷射主喷射用于产生功率和扭矩，可通过喷射持续时间和喷射时间点控制。 后喷射用于提高废气温度，为柴油微粒滤清器的再生和氧化催化转换器中的废气成分转化过程提供支持。
喷射控制系统功能图 B2/5 热膜式空气质量流量传感器 B4/6 高压燃油压力传感器 B6/1 凸轮轴霍尔传感器 B11/4 冷却液温度传感器 B19/9 柴油微粒滤清器上游的温度传感器 B19/11 涡轮增压器上游的温度传感器 B37 油门踏板传感器 B50 燃油温度传感器 B70 曲轴霍尔传感器 M16/6 节气门促动器 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 Y76 燃油喷油嘴 Y94 油量控制阀 1 凸轮轴霍尔传感器，信号 2 高压燃油压力传感器，信号 3 涡轮增压器上游的温度传感器，信号 4 柴油微粒滤清器上游的温度传感器，信号 5 燃油喷油嘴，促动 6 油门踏板传感器，信号 7 冷却液温度传感器，信号 8 曲轴霍尔传感器，信号 9 燃油温度传感器，信号 10 节气门促动器，信号 11 节气门促动器，促动 12 油量控制阀，促动 13 热膜式空气质量流量传感器，信号 七、废气再循环
废气再循环示意图 1 高压废气再循环冷却器 2 柴油机氧化催化转换器结构单元 3 OM654 4 增压空气歧管 5 涡轮增压器 6 排气歧管 7 低压废气再循环冷却器 8 增压空气冷却器 B2/5 热膜式空气质量流量传感器 M16/6 节气门促动器 M16/57 废气风门调节器 M55 进气道关闭促动器 Y27/7 低压废气再循环促动器 Y27/8 高压废气再循环促动器 A 进气 B 增压空气（未被冷却） C 低压废气再循环 D 高压废气再循环 E 增压空气（被冷却） F 废气 再循环率取决于不同的影响因素： 发动机负荷和转速 废气温度 废气压力废气再循环装置通过减少燃烧室中的氧浓度来降低废气中的氮氧化物含量 (NOx)。与进气相比再循环废气有较高的热容，这可以降低燃烧温度，也为该过程提供支持。 高压废气再循环促动器是一种止回阀，可由电促动器电机根据需要打开。止回阀的位置借助霍尔传感器确定并作为发送至柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元的信号反馈。高压废气再循环促动器实现了从发动机排气歧管至增压空气歧管的直接废气再循环。这一段的废气通过集成在冷却液回路中的热交换器冷却。
Y27/8 高压废气再循环促动器
B2/5 热膜式空气质量流量传感器 B11/4 冷却液温度传感器 B19/7 催化转换器上游的温度传感器 B19/9 柴油微粒滤清器上游的温度传感器 B19/11 涡轮增压器上游的温度传感器 B28/18 低压废气再循环压差传感器 B37 油门踏板传感器 B60 废气压力传感器 B70 曲轴霍尔传感器 B157/2 低压废气再循环温度传感器 M16/6 节气门促动器 M16/57 废气风门调节器 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 Y27/7 低压废气再循环促动器 Y27/8 高压废气再循环促动器 1 高压废气再循环温度传感器，信号 2 涡轮增压器上游的温度传感器，信号 3 柴油微粒滤清器上游的温度传感器，信号 4 催化转换器上游的温度传感器，信号 5 油门踏板传感器，信号 6 催化转换器上游的温度传感器，信号 7 曲轴霍尔传感器，信号 8 废气压力传感器 9 节气门促动器。信号 10 节气门促动器，促动 11 废气风门调节器，促动 12 废气风门调节器，信号 13 热膜式空气质量流量传感器，信号 14 低压废气再循环促动器，促动 15 高压废气再循环促动器，促动 16 低压废气再循环压差传感器，信号 OM654发动机管理系统 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 在发动机 OM654 上使用了一个多核发动机控制单元。在此使用的微控制器技术可以足发动机的高要求。功能性和性能得到了提高，同时降低了能源需求。 燃油喷射控制 废气再循环控制 力矩控制 整个发动机管理监控根据输入信号，柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元控制和协调下列系统和功能： 燃油供给 燃油喷射 发动机转速调节 扭矩协调 ECO 自动启停功能 增压装置 发动机应急运行模式 废气再循环 废气处理 热能管理 预热
发动机线束视图 1 车辆插头接口 A 曲轴箱线束 B 气缸盖和进气道线束 C 排气系统线束 D 喷射装置线束 CAN 网络连接方块图
A1 仪表盘 A8/1 遥控钥匙 A26/17 主机 A40/9 Audio/COMAND 操作单元 A103/1b1 AdBlue® 罐温度传感器 A103/1b5 AdBlue® 液位传感器 A103/1r1 AdBlue® 罐加热元件 A103/2 AdBlue® 输送模块 A103/2m1 AdBlue® 输送泵 A103/2m2 AdBlue® 抽吸泵 B4/1 燃油箱燃油液位指示器液位传感器，左侧 B4/2 燃油箱燃油液位指示器液位传感器，右侧 B4/7 燃油压力传感器 B10/13 低温回路温度传感器 B37 油门踏板传感器 B64/1 制动真空传感器 B76/1 燃油滤清器冷凝水传感器，带加热元件 G2 发电机 M2/37 散热器饰板盖伺服马达 M3 燃油泵 M4/7 风扇马达 M16/57 废气风门调节器 M43/6 低温回路循环泵 1 M87 散热器百叶窗伺服马达 N2/10 辅助防护装置控制单元 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 N10/6 前部信号采集及促动控制模组 (SAM) 控制单元 N14/3 预热输出级 N22/1 恒温控制系统控制单元 N30/4 电控车辆稳定行驶系统 (ESP) 控制单元 N37/7 柴油机氧化催化转换器上游的氮氧化物传感器控制单元 N37/7b1 柴油机氧化催化转换器上游的氮氧化物传感器 N37/8 选择性催化还原 (SCR) 催化转换器下游的氮氧化物传感器控制单元 N37/8b1 选择性催化还原 (SCR) 催化转化器下游的氮氧化物传感器 N51/3 AIR BODY CONTROL 控制单元 N62/4 智能驾驶控制单元 N69/1 左前门控制单元 N72/5 下部右侧操作面板 N72/5s3 ECO 自动启停功能按钮 N73 电子点火开关控制单元 N80 转向柱套管模块控制单元 N118 燃油泵控制单元 N118/5 AdBlue® 控制单元 N127 传动系统控制单元 R7/1 AdBlue® 压力管路加热元件 R9/1 气缸 1 预热塞 R9/2 气缸 2 预热塞 R9/3 气缸 3 预热塞 R9/4 气缸 4 预热塞 S9/1 制动灯开关 X11/4 诊断连接器 Y3/8n4 全集成化变速箱控制单元 Y129 AdBlue® 计量阀 CAN A 远程信息处理系统控制器区域网络 (CAN) CAN B 车内控制器区域网络 (CAN) CAN C 发动机控制器区域网络 (CAN) CAN C1 传动系控制器区域网络 (CAN) CAN D 诊断控制器区域网络 (CAN) CAN HMI 用户接口控制器区域网络 (CAN) CAN I 驱动系统传感器控制器区域网络 (CAN) Flex E 底盘 FlexRay LIN A3UBF 局域互联网 (LIN) LIN C1 传动系局域互联网 (LIN) LIN C3 传动系统局域互联网 (LIN)
B1 发动机油温度传感器 B2/5 热膜式空气质量流量传感器 B2/5b1 进气温度传感器 B4/6 高压燃油压力传感器 B5/1 增压压力传感器 B6/1 凸轮轴霍尔传感器 B11/4 冷却液温度传感器 B17/8 增压空气温度传感器 B19/7 催化转换器上游的温度传感器 B19/9 柴油微粒滤清器上游的温度传感器 B19/11 涡轮增压器上游的温度传感器 B28/8 柴油微粒滤清器 (DPF) 压差传感器 B28/18 低压废气再循环压差传感器 B40/6 发动机油液位传感器 B42 发动机油压力传感器 B50 燃油温度传感器 B60 废气压力传感器 B70 曲轴霍尔传感器 B157/2 低压废气再循环温度传感器 G1 车载电气系统蓄电池 K40/8kG 发动机舱端子 15 继电器 K40/8kH 起动机端子 50 继电器 K40/8kN 端子 87M 继电器 M1 起动机 M16/6 节气门促动器 M16/57 废气风门调节器 M55 进气道关闭促动器 N3/9 柴油共轨直接喷射系统 (CDI) 控制单元 R39/1 通风管加热元件 Y27/7 低压废气再循环促动器 Y27/8 高压废气再循环促动器 Y74 调压阀 Y76/1 气缸 1 燃油喷油嘴 Y76/2 气缸 2 燃油喷油嘴 Y76/3 气缸 3 燃油喷油嘴 Y76/4 气缸 4 燃油喷油嘴 Y77/1 增压压力调节器 Y85 废气再循环冷却器旁路转换阀 Y94 油量控制阀 Y130 发动机油泵阀 Y131 喷油嘴关闭阀 Y133 冷却液泵转换阀 |
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