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继今年上海国际车展全新奔驰C中国首发，本次成都车展全新的奔驰C级标轴版与长轴版也将正式上市并且发售。奔驰C级作为奔驰的拳头产品，在国内一直深受欢迎，此次C级的换代也可以说是奔驰立志改变豪华B级车市宝马和奥迪争雄的局面，全新奔驰C的整车设计与S级靠拢，外观内饰有着颠覆性的提升，动力总成也进行了全新换代，势必让宝马3系和奥迪A4L承受巨大压力。
作为动力总成工程师，本文我会用专业的角度解析一下全新奔驰C的动力总成。奔驰为何要上M254？它有哪些版本？相比现款M264有啥提升？1.5T性能够用不？采用了什么黑科技？M254的48V轻混有啥特殊之处？还像M264那样容易坏吗？这些问题在本文都有答案。
图 全新奔驰C级
1 奔驰为何要搞M254？这十年以来，奔驰在发动机上的更新换代非常迅速，同级别的奥迪还在使用第三代EA888，宝马B48也服役了6年多，而奔驰从M274到M264，再到M254，更新速度令人咂舌，要知道，英菲尼迪的Q50L至今还在使用奔驰同款的M274（274A）呢。M254发动机在海外搭载了奔驰E级，国内在奔驰C级上首次亮相，可以说这款发动机将成为奔驰的主力发动机，后续有机会应用GLC、E级等车型上。
图 奔驰发动机的换代
如下图所示，老款奔驰C级使用的M264发动机，放到如今来看，在技术应用、量产周期等方面并没有太大的短板，即使到现在也只服役了3年，其性能参数和同级别的奥迪宝马相比并不落下风。
图 BBA当家花旦发动机技术参数对比
我个人认为奔驰全新一代发动机代表了奔驰对发动机更深层次的理解，即全面电气化，从大哥M256开始实现了汽油发动机的革命，引入了大量革新技术，M254作为平台化、通用化的典型，承接奔驰模块化生产方式，提供一个技术领先、成本可控、可靠性良好的发动机，缓解燃油积分压力并提高奔驰的市场竞争力。
图 全新奔驰C
2 奔驰C级M254有哪些版本？从海外版奔驰C的数据来看，主要搭载3款发动机，分别是柴油版OM654 820发动机，AMG系列的M139 580发动机和主流的M254 915/920发动机。根据目前国内相关信息披露，奔驰C在中国将陆陆续续投放下述车型，标轴版、长轴版、旅行版。首批亮相的主要是长轴版车型：奔驰C200L、奔驰C260L和奔驰C260L 4MATIC(标轴版有可能同步发售)。
图 不同版本奔驰C的发动机应用
其中，这几款都是搭载M254 915（1.5L排量）的四缸发动机。未来将引入高规格的奔驰C300，搭载M254 920（2.0L排量）发动机的系列。
目前M254发动机主要有三种性能，分别是M254 915低功率，M254 915高功率和M254 920。其中搭载M254 915低功率的全新奔驰C200L在48V轻混系统的加持下，百公里加速9s，NEDC油耗6.0L/100km，符合大家日常驾驶的WLTC工况油耗6.1L/100km。而M254 915高功率的全新奔驰C260L百公里加速7.7s，NEDC油耗6.2L/100km，符合大家日常驾驶的WLTC工况油耗6.35L/100km。即使是未来上市的奔驰C300L性能大幅度提升的基础上，油耗也不到7L/100km。
图 M254发动机性能参数
图 全新奔驰C级铭牌功率（低功率和高功率）
3 M254比M264提升在哪里？从目前市场上公布的消息来看，全新的M254发动机相比M264发动机在热效率上有进一步提升，体现到参数上就是功率更强，扭矩更大，油耗更低。
图 奔驰C级M264发动机和M254发动机对比
对比1.5T低功率版本，相比老款发动机功率提高了10kW（9%），峰值扭矩不变，在整车质量和尺寸更大的前提下，最高车速提高了4km/h，百公里加速快了0.4s，工信部NEDC油耗低了0.3L/100km。而搭载1.5T高功率的版本，相比老款发动机功率提升了15kW（11%），扭矩提升了20Nm（7%），百公里加速提高了0.8s，NEDC油耗恶化0.1L/100km。关于油耗，由于21年开始更看重WLTC油耗，因此新一代发动机匹配重点都放在了WLTC工况上，因此NEDC工况下油耗和M264差不多，不过可以预计，全新奔驰C的实际燃油经济性表现会比账面参数更加优异（WLTC工况油耗会大幅度领先M264）。
4 M254 1.5T性能是否够用？全新奔驰C级提供的是1.5T发动机，而同级别奥迪和宝马提供的是2.0T发动机，大家觉得奔驰C级会不会很肉呢？先横向对比一下目前量产的1.5T发动机参数，可以看到奔驰的1.5T在功率和扭矩都处于行业顶尖的水平。150kW的铭牌功率处于目前1.5T的天花板，300Nm的扭矩也是行业标杆。
图 奔驰1.5T在行业的水平
下图为奔驰C和同价位豪华品牌动力总成对比，其主流车型奔驰C260L功率150kW已经超过了现款宝马3系 325Li和奥迪A4L 40TFSI的2.0T版本，扭矩也和宝马3系一样，略低于奥迪A4L，在百公里加速上优势明显，即使搭载着9AT变速箱加速也比奥迪A4L 40TFSI的DCT更快。其加速性能和二线豪华品牌中搭载高功率的凯迪拉克CT5、英菲尼迪Q50L接近，处于行业一线水平。
图 豪华品牌主流车型的性能对比
虽然全新奔驰C级采用了1.5T发动机，大家可能感觉不够用，但是其性能还是非常强悍的，一点都不输于同级别的2.0T发动机。
5 M254使用了哪些黑科技？说到M254之前，要先提一下它的大哥M256发动机。M256奔驰集团全新换代的首款机型。为了遵守未来更严苛的排放和油耗法规，财大气粗的奔驰在发动机电气化道路上越发的激进，对于旗舰发动机也引入一系列新技术，其中无皮带化设计、电动涡轮和48V轻混布局是亮点。该发动机也践行了奔驰电气化路线，将电气化与传统内燃机进行结合，可以说，代表了未来传统发动机的发展趋势。而M254发动机可以看作是M256直列六缸发动机的四缸版本，也与大哥M256一脉相承，运用了大量同平台技术。
图 M256 3.0T L6发动机技术布置
5.1 黑科技之全面电器化
下图为全新奔驰C使用的M254发动机侧面，吃瓜群众们可能会发现怎么没有皮带？M254发动机将传统机械传递的零件用电机取代，对每个零件进行可控化，采用了电动机油泵、电动水泵、电动VVT、电动空调压缩机等。尤其是取消的电动空调压缩机，配合着48V轻混系统，可以在IG ON或者怠速启停的工况下尽情使用空调了，机械水泵改为电动水泵，不但发动机暖机更快，而且在冬天的启停阶段也仍然可以吹出热风。
图 M254发动机侧面
模块化、电动化的设计也为未来更新换代提供了便利，各个子系统单独工作，匹配调教变得更加容易。
5.2 黑科技之双丝电弧喷涂技术
M254曲轴箱采用铝合金压铸工艺制造，气缸壁面采用奔驰专利技术"双丝电弧喷涂技术"（twin-wire-arc spraying process，TWAS）。这一技术通过高压电弧将铁或者碳这类的涂层材质瞬间融化，然后在高压气流的推动下，均匀喷向轻量化的铝合金气缸内壁。这样以来就在气缸内壁表面形成了一层镜面般平整光亮的纳米晶体涂层，涂层表面光滑且密布细微的小孔，这样的结构能够大幅减少活塞与缸壁之间的摩擦。同样的，超薄的涂层代替了厚重的钢制缸套，大幅度降低了发动机的整体质量。
图 奔驰专利双丝电弧喷涂技术
5.3 黑科技之压电式喷油器
奔驰在M254上也使用的喷雾导向的燃烧策略（spray-guided），对喷油器的要求极高。由于传统喷油器使用线圈来打开喷油器,响应速度受到限制，为了更好的运用高燃压和多次喷射功能，采用了压电式喷油器。为了实现高升功率、低油耗和低排放的设定目标，对喷油器和火花塞的配置和布局进行了进一步优化，并根据新的燃烧室几何结构进行了调整。
为了更好的实现喷雾导向和稳定的催化器加热功能，垂直放置的压电喷射器偏离几何中心3mm，以适应新的燃烧室。在高滚流比下，空气与燃料的相互作用形成最佳混合气。同时，由于空气通过进气阀沿气缸壁流动，极大程度的抑制了湿壁效应，从而使得机油稀释度低。
图 M254 喷油状态
尽管火花塞并没有布置在几何中心，处于周边位置，但基于燃烧室的流场模型，与燃烧室滚流几何结构相匹配，从而实现了均匀的火焰锋面传播和均匀快速的火焰推进。总的来说，这些详细的优化保证了临界状态下的稳定燃烧，例如大范围点火迟角下的催化器加热，也有助于进一步降低爆震倾向。
图 气缸内部温度CAE分析
5.4 黑科技之CAMTRONIC可变气门升程
M254为了实现快速可靠的气门正时调整（阿特金森循环~奥托循环），进气侧和排气侧各安装了一个凸轮轴调节器，允许两个凸轮轴向"提前" 或"延迟" 方向连续调节最多40°CA曲轴转角，进气门在上止点(TDC)前4°CA至TDC后36°CA曲轴转角的范围内打开；排气门在TDC前25°CA至TDC后15°CA曲轴转角的范围内关闭。这样，气门重叠角可在较宽的限制范围内变化，继而获得更经济的点火正时，并优化发动机扭矩和改善排气特性。
图 M254进气凸轮轴
此外，奔驰专利CAMTRONIC技术也进一步提供进气侧的两级气门升程调节的可变气门正时。这种配气结构在低负荷范围内显著减少泵气损失，既可以根据阿特金森循环延迟关闭进气门，并实现大升程，也可以根据米勒循环提前关闭阀门，实现小升程，在广泛的工况区间内，气缸进气充填量可以根据气门位置单独调节，让发动机在适应不同工况，并降低泵气损失。
5.5 黑科技之电动涡轮（目前发售的M254 915未应用）
目前将要上市的奔驰C中没有使用电动涡轮，使用的是双涡流增压器。未来高配的2.0T中有可能使用双涡流增压器+电子涡轮增压器。奔驰采用了来自博格华纳的电动涡轮增压技术"eBooster"，在传统涡轮增压基础上增加了一个电动涡轮来协同工作，相当于将一大一小两个涡轮增压器串联在一起，以此大幅提高工作效率。
图 电动涡轮工作示意图
eBooster电动涡轮增压器配备了无刷直流电机，可以在0.3s内将转速提升到7000rpm，为发动机在低转速区域提供充足动力，且几乎不会产生涡轮迟滞现象，从而让M254高功率发动机从1800rpm开始就可以提供100%峰值扭矩，可使其性能接近传统3.0T发动机的性能表现，同时还缩小了发动机的尺寸。
图 奔驰M256应用的电动涡轮布局（大概率会应用到M254 920上）
6 M254 的48V轻混和M264的一样吗？全新奔驰C级采用了48V轻混，为P2 ISG 架构。区别于现款奔驰C级的P0 BSG皮带驱动电机，ISG架构电机实际表现更好，更接近于真正的混动，该系统也是奔驰第二代ISG方案。
图 奔驰C现款BSG和全新奔驰ISG方案
该系统的核心为一个48V锂离子蓄电池, 储存电能为880Wh，以及一个3kW的12V至48V转换的DC/DC转换器，该蓄电池可非常紧凑地集成并与按需供应的冷却和加热系统结合在一起。启动/发动一体机（Integrated starter-generator，ISG），一方面负责对内燃机启动，一方面在发电模式下为48V锂电池充电。
图 奔驰ISG电机
这个ISG也向其他轻混系统一样，继承了助力、滑行、能力回收等功能，从而节约了燃料。电机用于起步和加速，通过助力来优化补充内燃机的功率输出。在助力模式下，ISG提供最大输出功率为15kW，扭矩为180-200Nm；在发电模式下，给锂电池的最大充电功率为15kW；在滑行模式下，由于没有皮带，发动机完全关闭，发动机机械损失可以忽略，与其他动力系统相比，能够延长车辆的滑行时间。
ISG直接安装在曲轴上，由于电机能够快速响应和精确控制，对舒适性有较大帮助，可以消除发动机运转的不规则。除了怠速工况下让发动机不工作以外，在启动过程中，也能带来良好的体验.传统发动机通过起动机运转将发动机转速提高至100-250rpm，然后某个气缸点火，转速上升至500rpm，再掉到400rpm，再第二缸点火，转速升至750rpm，再掉回，转速是一个阶梯形上升的过程，NVH体验较差，而采用了ISG后，可以通过大功率电机直接将发动机转速拉至1000rpm以上再点火，可以以一个几乎无噪音和无振动的方式，初步启动。与传统的小齿轮起动机相比，平均起动时间缩短了三分之一以上，还可以降低冷启动的排放。
图 起动/发电一体机性能优势对比（来自奔驰官方论文）
可以预计，全新奔驰C搭载这套ISG 48V轻混系统后，其舒适性、加速响应性、平顺性都将大大提高，实现领先于同级别宝马3系和奥迪A4L的驾驶体验，电气化的动力总成能够帮助奔驰C重回BBA 的B级领头羊位置。
图 奔驰M254 首次使用了ISG架构的48V轻混
7 M254 的48V轻混会出现故障吗？目前现款奔驰C的48V轻混口碑不好。奔驰C级48V轻混系统故障在C260和C260L两款车型上发生概率较高，是一个"通病"问题。
图 奔驰C级48V轻混故障
目前问题主要是两块，一个是48V轻混系统有BUG，需要去4S店进行升级；一个是电池故障，需要更换电池。一旦出现问题，会导致车辆报故障码，车辆无法行驶。如果是软件系统报错还好，出保后升级一下系统600-800元。较为致命的是电池故障，由于属于零部件故障，保险无法理赔，厂家质保时间很短，解决成本极高。下图为48V轻混更换电池的报价，此零件没有副厂件，只能去4S店解决，更换一个电池需要4万元。这个成本是绝大多数奔驰C消费者难以承受的，而且更换后也无法解决问题，部分车主出现过一次问题后又再次出现。
图 更换电池的成本，41147元，相当夸张
目前48V轻混BGS方案并不算什么高科技，在欧洲已经全面普及，在中国也有很多车型应用。根据我的经验，这个问题发生的原因可能是奔驰C级的电源管理系统（BMS）有漏洞，在部分工况下SOC估算和实际不匹配，导致电池亏电，短期内发现的话通过重置控制系统，可以缓解问题。多次出现后电池长期处于亏电状态出现不可逆损害后报废，只能换电池进行续命。由于该系统BUG无法短期内解决，因此会再次出现。我觉得该问题为设计缺陷，最终让消费者买单。
而M254为全新的ISG方案，其整个电源管理系统（BMS）和相关的控制策略都是全新的，因此出现和现款奔驰C级一样的问题概率不大。但是也不可否认，奔驰上这个全新P2 ISG 48V轻混方案是否有其他问题只能等待市场检验，建议有顾虑的小伙伴们先观望下。而且奔驰这个ISG方案更先进，轻混系统的维修成本相比现款奔驰更高。
8 小结全新奔驰C级搭载的动力总成是应对严格的排放、油耗路线下的产物，M254也是结合未来内燃机发展趋势与模块化发展的技术要求，推出的全新换代发动机。随着汽车行业像电动化转型，我认为传统的内燃机会退出历史舞台，而全新电气化内燃机会焕发第二春。奔驰，从造第一辆现代化汽车开始，就不断引领汽车技术的进步，不知道搭载该发动机的全新奔驰C能否成为BBA中B级车的领头羊，让我们拭目以待。
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