日前，梅赛德斯奔驰汽车公司宣布将于今年9月份推出一款全新的钢制活塞来取代传统的铝制活塞，该钢制活塞主要用于奔驰E350 BlueTEC车型的V6柴油发动机上。除此之外，梅赛德斯奔驰汽车公司还为其E350 BlueTEC车型开发了创新性NANOSLIDE汽缸内壁涂层技术以及铝制外壳等。通过综合利用以上先进技术，奔驰E350 BlueTEC车型的燃油消耗以及二氧化碳排放都将得到大幅的降低。
早在之前的报道中就有提到，梅赛德斯奔驰汽车公司宣布为其C级轿车Estate车型发动机配备钢制活塞。其中，奔驰C级轿车Estate车型采用的发动机是雷诺汽车公司生产的OM 626四缸柴油发动机。
通过利用全新的钢制活塞，发动机可以在维持动力输出不变的情况下降低车辆的燃油消耗至百公里5.0升柴油。其中，奔驰C级轿车Estate车型发动机动力输出为190千瓦（约合258马力）。与之前的铝制活塞发动机相比，采用全新钢制活塞的发动机燃油消耗节省了约3%。
钢制活塞一般常被用于商用汽车的发动机，其通常还配备有厚重的铸铁曲轴箱。而铝制活塞在过去几年中常被用在客车柴油发动机上。此次，梅赛德斯奔驰汽车公司研发推出的轿车用钢制活塞属于全新的设计，其通过与质量更轻的铝制外壳以及创新性的NANOSLIDE汽缸内壁涂层技术间互相配备成功降低了车辆的燃油消耗和二氧化碳排放。其中，以上铝制外壳和创新性的NANOSLIDE汽缸内壁涂层技术均是由梅赛德斯奔驰汽车公司研制成功的。
物尽其用。在性能特征方面，钢和铝有着截然不同的表现：在高温情况下钢的膨胀系数比铝要小，而且钢的导热系数也更小，密度也更大。来自梅赛德斯奔驰汽车公司的工程师们通过研究两者截然不同的性能特征发现了两者结合利用的巨大优势。通过利用不同材料各自不同的性能特征来相互配合达到物尽其用的效果。
在高温情况下，钢的膨胀系数仅是铝的四分之一。这就为汽车发动机设计师们预留出了更大的设计空间使得钢制活塞可以与铝制汽缸外壳配合更加紧密。而在发动机工作后发动机内部温度会升高，这样一来铝制汽缸外壳尺寸将发生膨胀，同时钢制活塞同样发生受热膨胀。但是，铝制汽缸外壳膨胀尺寸比钢制活塞要大。因此，此时铝制汽缸外壳与钢制活塞之间的公差将变得更大，两者之间的摩擦力也将因此而减小。由于汽缸与活塞之间的摩擦占发动机动力输出摩擦的40%-50%，因此通过采用钢制活塞来减小摩擦对于提高发动机工作效率的效果是非常显著的。
业内首次在铝壳发动机上用钢制活塞
梅赛德斯奔驰汽车公司表示，虽然目前市场上也有大量的发动机采用钢制活塞，但是将钢制活塞应用到铝制发动机上还是业内首次。因此，梅赛德斯奔驰汽车公司需要对发动机活塞进行重新设计。该钢制活塞需要应用到奔驰E 350 BlueTEC车型的V6柴油发动机上，其还要与采用了NANOSLIDE汽缸内壁涂层技术的铝制曲轴箱配合使用。因此，该钢制活塞需要采用高强度的优质锻钢。这对于活塞供应商而言，其设计挑战是相当大的。因为全新钢制活塞所采用的高强度钢的加工工序也因此而变得更加复杂。
目前高强度的优质钢可以进行更加紧凑的活塞结构设计。因此这也一定程度上弥补了钢密度是铝密度三倍的劣势。据梅赛德斯奔驰汽车公司介绍，未来将用于V6柴油发动机的钢制活塞高度将比目前的铝制活塞高度低整整13毫米。目前V6柴油发动机的铝制活塞高度为71.6毫米，而钢制活塞的高度可以达到58.6毫米。
由于该全新钢制活塞采用了全新的结构设计，因此其活塞、活塞销以及活塞环的总重量达到了目前铝制活塞相同的水平。通过采用全新的结构设计，该全新钢制活塞在一定程度上成功弥补了重量上的劣势，同时还保留了活塞所能承受的峰值压力甚至在未来还将有所提高。
更高的效率，更低的功耗。由于该钢制活塞采用的钢材料导热性能比铝要差一些，这就意味着发动机燃烧室内就可以达到更高的燃烧温度。所以通过采用该钢制活塞，还可以提升发动机的工作效率。发动机的点火质量得到了提升，同时燃烧持续性降低了，其结果就意味着发动机燃油消耗和污染物排放的大幅降低。
梅赛德斯奔驰汽车公司表示，其在设计该全新钢制活塞时充分考虑了钢材料具有更小导热系数的特点，从而对活塞内部的冷却管道也进行了重新的设计。
根据以往经验，钢制活塞不仅可以优化活塞的热力学性能，而且还可以大幅降低活塞与汽缸之间的摩擦。此外对该钢制活塞的测试结果表明，在发动机低速或者中速运行时钢制活塞的应用可以大幅降低发动机的燃油消耗。其中，日常生活驾车时发动机大多是保持在中速或低速情况下运转。因此，该钢制活塞可以大幅提升日常驾车的燃油消耗。
来自梅赛德斯奔驰汽车公司的工程师们对该钢制活塞所具有的潜在优势进行了以下总结：
1、通过采用钢制活塞不仅可以减小活塞的尺寸大小，而且还可以保证更高的机械强度以应对机械应力。这对于未来进一步缩小活塞尺寸而言是一项极为重要的优势。
2、由于钢材料的强度要远高于铝。因此配备了钢制活塞的柴油发动机所能承受的工作温度更高，其所能达到的热效率也更高。
3、由于钢材料与铝材料相比，前者具有更小的导热系数。因此，这为汽车发动机设计师们预留出了更大的设计空间使得钢制活塞与发动机汽缸之间的间隙能够达到第一活塞环之间的间隙。这降低了发动机的燃油消耗和污染物排放。
梅赛德斯奔驰汽车公司还针对其四缸柴油发动机的钢制活塞进行了展望。奔驰汽车公司的发动机研发主管Joachim Schommers表示：“此次奔驰汽车公司的钢制活塞预计将在客车柴油发动机中得到大规模的应用。”
