可靠源自细节——详解MAN D3876发动机技术亮点
在IAA 2014上，德国曼恩发布了新款发动机D3876。这款15.2 L直列6缸发动机是曼恩新开发的一款性能强大、效率高且极其可靠的应用于卡车的发动机。D3876是曼恩欧Ⅵ发动机系列中的最新型号，它能够为长途运输车辆和牵引车辆提供2 500~3 000 Nm的强劲转矩和 382~412 kW的动力，为重载运输提供470 kW的动力。
新款D3876采用了D20/D26发动机的基本理念和高强度材料，延续了这一经过100万km考验的方案。其中包括蠕墨铸铁(GJV450)在发动机缸体和气缸盖上的应用，以及发动机和曲轴主轴承坚固的基本形状。
D38 520HP 2500NM以该方案为基础，曼恩的工程师们在设计D3876时参考了所有先进的发动机体系并实现了大量技术创新。他们将D3876打造成一款极其可靠同时也非常省油的发动机。对比测试表明，412 kW的欧Ⅵ发动机D3876比397 kW的欧Ⅴ发动机的燃油消耗减少3百分点%，并且其转矩提高了200 Nm。新D38的高效彰显无遗。
D38 560HP 2700NM双级废气涡轮增压器搭载了带有中冷系统的双级涡轮增压器的MAN D3876在低转速下就能输出强劲的转矩和出色的起步动力。该增压系统由2个不同大小的涡轮增压器串联组成。小尺寸的高压增压器在转速较低时就会响应。随着转速和负荷的提高，大尺寸的低压增压器会为其提供越来越多的辅助。如果要求很高的发动机性能，则低压增压器会承担压缩机工作的主要部分。曼恩通过这种增压方案实现了理想的发动机燃烧气体供给，进而能够在很宽的转速区间内提供最佳的转矩曲线。这款发动机在930~1 350 r/min的转速区间均能迸发出最大转矩。这种发动机特性有助于主传动比高的车辆在高速上以更经济的方式低速驾驶。另一方面则可以在上坡时长时间保持高转速，而无需降低挡位。双级增压方案以成熟的技术为基础，由于压缩机工作分配至2个增压器并且每个增压器只需要提供总增压压力的一部分，涡轮增压器元件的负荷也由此减轻，寿命进一步延长。
MAN D3876配备双极涡轮增压系统和双极增压空气冷却系统采用低温理念的双级增压空气冷却系统增压空气的温度对燃烧的影响非常大，因此也关系到发动机的效率。因此，MAN D3876 采用了带有一个低温冷却回路的双级增压空气冷却系统。主增压空气冷却器可以将压缩后的燃烧气体冷却至低于发动机冷却水的温度。这种通过2次增压空气冷却和2个冷却剂回路的间接增压空气冷却系统实现了更高的整体冷却性能。双级增压空气冷却系统的另一个优点是减少了高压涡轮增压器的热负荷，进一步提高了组件的可靠性和使用寿命。喷射压力高达250 MPa的共轨燃油喷射系统
喷射压力高达250 MPa的共轨燃油喷射系统曼恩在D3876发动机上采用了第3代共轨燃油喷射系统，该系统能够以高达 250 MPa的压力将燃油喷入气缸中。由此一来，燃料得到了更精细的雾化。该系统将喷射精确分为预喷射、主喷射和后喷射。发动机的点火压力高达250 MPa。结合新一代共轨系统的杰出特性，燃烧过程达到了极高的效率，而这正是低油耗的关键所在。此外，燃烧时产生的PM也非常少。高强度材料实现减重160 kg曼恩在发动机缸体和气缸盖上使用了高强度材料GJV450(蠕墨铸铁)。结合经过质量优化的设计(例如带有铸造发动机铸造支架的铝铸飞轮外壳)，曼恩使发动机的质量比欧Ⅴ发动机D28 V8轻了160 kg。因此，D3876成为曼恩性能级别中最轻的发动机。塑料油底壳和气门室罩也对 D3876发动机的瘦身发挥了所用。
采用耐冲击材质与专利降噪结构的油底壳油底壳材料的优势是能够形成曼恩的专利蜘蛛网状底部结构。这种底部结构通过对声波进行漫反射来减少噪声，从而使运行噪声更低、更为悦耳。
MAN D38气缸盖首次使用Top-Down冷却系统曼恩在D3876采用了冷却水自上到下流经发动机的冷却系统，是首款采用这种冷却系统的卡车发动机。Top-Down冷却系统的理念是首先冷却气缸盖中热负荷较高的位置。尤其是喷射器、排气门和气门座得到了冷却和保护。此外，Top-Down冷却系统还能确保所有气缸均得到均匀的冷却。这种工艺能够有的放矢地防止峰值温度和热应力。由于冷却剂得到了合理的供给，因此发动机通过相对较小的冷却剂流量实现了较高的冷却性能。另一方面，冷却剂流量的优化供给使得冷却剂泵的功率消耗减少，因此也有助于降低油耗。
MAN D38气缸盖首次使用Top-Down冷却系统对喷嘴和气门垫进行冷却拱形气门首次应用于卡车发动机
在D3876上，曼恩首次将拱形气门应用在卡车发动机上。这种设计通过拱形结构使气门盘得到了额外的加固，从而防止进气门和排气门变形。每次打开和关闭气门时都会对气门进行加速和制动停止，此这一过程在车辆每天工作时每公里都会重复无数次。气门盘上的拱形加强部分几乎可以完全消除加速过程在气门座圈范围造成的气门变形。这样就能够提高气门和气门座圈的使用寿命，使D3876成为一台极为可靠的卡车发动机。
钢制活塞减少摩擦并提高使用在MAN D38上，气缸中的燃气动力由锻钢活塞传输。锻钢活塞具有多个优点：由高强度钢合金制成的活塞可以结合较低的压缩高度使用。较短的活塞通过较长的连杆将力传递至曲轴，非常接近垂直力传递的理想状态。除此之外，紧凑的活塞结构使活塞和气缸壁之间的接触面积更小，因此也减少了摩擦。摩擦减少不但会降低损耗，也使活塞和衬套的使用寿命更长。每个气缸均具有8个气缸盖螺栓
带有火力环的锻钢活塞，每个气缸有8个气缸盖螺栓连接作为一台高性能发动机，曼恩为D3876的每一个气缸都设计了8个气缸盖螺栓，使产生的动力能够均匀分配至气缸衬套。其优点在于：气缸衬套在负荷下仍能够保持非常均匀的圆形，几乎不会变形。因此衬套和活塞环之间的密封性非常好。这样可以减少机油消耗并延长颗粒过滤器的使用寿命。气缸盖密封件的负荷也因为均匀的压力而减少。曼恩通过这种设计确保了整个使用寿命期间的气缸盖密封性。防油炭火力环D38的另一个设计特点也代表着长效的发动机寿命：火力环被放入气缸衬套上端的一个方形凹槽中。这个位于气缸衬套上方的保护环能够阻止燃烧气体进入活塞和衬套之间，从而最大限度地减少活塞火力岸上的机油积炭。由于积炭可以磨蚀材料，曼恩通过使用火力环将气缸衬套磨损减少至最低程度。
封装的电缆束D38发动机上的电缆首次敷设在泡沫填充的电缆束中。电缆通过泡沫材料固定：在长年运行中，泡沫材料能够大大降低导致材料疲劳的振动。电缆不但具有更长的使用寿命，并且能够有效避免发动机装配时的损伤。针对高空气需求的MAN空气压力管理系统曼恩在EfficientLine车型上引入了辅助设备按需调节系统，以实现节油的目的。旗舰车型 TGX D38上同样采用了这一技术，并针对此功率等级汽车的高空气需求对空气压力管理系统(APM)进行了优化：曼恩为D3876装配了1个0.476 L排量的可关断双缸空压机，比小型发动机上使用的单缸APM的排量增加了40%。
MAN D3876应用了更大排量的按需控制的双缸空压机APM仅在发动机需要压缩空气时开启压缩机：在长途运输中，压缩机在90%的时间都保持断开状态。这样能够减少发动机的额外功率需求，因此有助于降低燃油消耗。此外，针对更高的空气需求或重载应用，客户还可以选择性能更高的0.72 L排量的永久双缸空压机。强大的持续制动器：EVB、Turbo EVB和Intarder 3作为顶配型号的D3876可以搭载发动机制动器EVB或首次应用在重型车辆上的更加强劲的Turbo EVB。这2种高端持续制动器在较低的行驶速度下也能提供很高的制动力。D3876上的EVB在中间转速区间尤其高效，能够在2 400 r/min的转速下提供 340 kW的最大制动功率。
具有600 kW制动效率的Turbo EVBTurbo EVB 通过在发动机制动时适当增压，将转速2 400 r/min转速时的制动效率显著提高至600 kW。由于冷却系统的负荷较低，因此该制动器能够提供600 kW极高持续制动功率，这是一个不可忽视的安全优势。Turbo EVB将于2015年起首次装配重型车辆，之后会用于普通公路车辆。低维护费用带来高成本效率在D3876的早期开发阶段，维修工程专家就参与进来，目的是实现最便捷的发动机维护和修理，例如在不拆卸空气滤清器的情况下就可以接触到配气机构，而喷射系统的扩展诊断功能也能提供更多详细信息，从而减少维修车间的工作。
在D3879的开发过程中，曼恩在特定组件中沿用了来自D20/D26的成熟组件，包括燃油过滤器、带有油分离器的机油过滤模块、冷却剂泵、节流阀、用于废气再循环的控制气缸、风扇驱动、取力器、发电机、起动机和空气压缩机等。这样一来，曼恩在15.2 L发动机上实现了与小型发动机相同的保养和维修便捷性。除此之外，也确保了这个强劲的发动机能够轻松进行零件更换。欧Ⅵ废气净化系统为了符合极为严格的欧Ⅵ排放标准，MAN D3876采用了冷却外部高压废气再循环系统 (EGR)、选择性催化还原系统(SCR)以及一个封闭的颗粒过滤器系统(CRT)。与较小的曼恩发动机不同，再循环的废气会经过2级冷却。废气首先被导入一个高温EGR冷却器中，该冷却器集成于发动机冷却剂回路中，然后由集成在增压空气冷却系统低温冷却回路中的低温EGR冷却器对废气进行进一步冷却。
MAN D3876的双极废气再循环系统此方案使废气再循环率达到40%，因而实现了极低的NOx排放。废气后处理系统需要减少的NOx也变少了。与欧Ⅴ发动机相比，曼恩将AdBlue®消耗量进一步减少近60 %，TCO成本优势显现无遗。除此之外，用于该尺寸发动机的废气消音器的元件也得以更加紧凑：TGX D38搭载的15.2 L排量发动机不可避免地具有较大的废气流量，然而其废气消音器的尺寸却与搭载D20或D26发动机车辆的废气消音器尺寸相同。因此，在TGX D38的框架中可以容纳同样的油箱体积。MAN TGX D38(1分20秒介绍发动机)凭借优化的共轨燃油喷射系统以及无烟燃烧过程，柴油颗粒过滤器需要过滤的烟尘颗粒也因此减少。这样就产生了更低的排气背压，进而对降低燃油消耗做出了贡献。此外，由于颗粒过滤器通常不需要进行活性再生，因此D3876也不需要燃料后喷射。在进行保养时，通过检修盖板可以轻松接近柴油颗粒过滤器，且行驶里程达到 50万km后才需要在维修车间进行更换和清洁。MAN D3876发动机主要技术参数排量/L15.2缸径/mm138冲程/mm178压缩比18︰1质量/kg1 345往期精彩内容，点击即可浏览德国品质是怎样炼成的——走进奔驰卡车工厂欧洲商用车品牌车型介绍——斯堪尼亚誓师！一个成立没几年的企业立下5万辆的“军令状”熟悉汽车，但你未必知道驾照发展史【视频】快来看：一人高的卡车轮胎如何更换？