奔馳汽車公司為新款車輛裝備了M276、M278型發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1)，新款發(fā)動(dòng)機(jī)采用了缸內(nèi)直噴燃油系統(tǒng)和廢氣渦輪增壓技術(shù)，設(shè)置了熱量管理系統(tǒng)，部分車型還裝備了起動(dòng)，停止系統(tǒng)。為了方便廣大讀者對(duì)新款發(fā)動(dòng)機(jī)的了解，在此對(duì)其部分技術(shù)亮點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.技術(shù)參數(shù)

(1)M276型發(fā)動(dòng)機(jī)

M276型發(fā)動(dòng)機(jī)用來(lái)取代M272型發(fā)動(dòng)機(jī)，新款發(fā)動(dòng)機(jī)，較老款發(fā)動(dòng)機(jī)體積更小，但性能更高，其功率及扭矩輸出曲線圖如圖2所示。

(2)M278型發(fā)動(dòng)機(jī)

M278型發(fā)動(dòng)機(jī)用來(lái)取代M273型發(fā)動(dòng)機(jī)，兩列氣缸各設(shè)有1個(gè)廢氣渦輪增壓器，采用空氣／水增壓空氣冷卻器(圖3)。該款發(fā)動(dòng)機(jī)較老款發(fā)動(dòng)機(jī)更輕巧，但性能提升非常明顯，其功率及扭矩輸出曲線圖如圖4所示。

2.燃油系統(tǒng)

新款發(fā)動(dòng)機(jī)采用了缸內(nèi)直噴燃油系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)分為高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)。

(1)低壓系統(tǒng)

低壓燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。如果燃油泵控制單元接收到打開(kāi)信號(hào)，則燃油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，該信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)C級(jí)網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)和接地信號(hào)進(jìn)行雙重傳輸。燃油泵控制單元通過(guò)來(lái)自燃油壓力傳感器檢測(cè)當(dāng)前燃油系統(tǒng)壓力，并將該信號(hào)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)控制器局域網(wǎng)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。燃油泵控制單元評(píng)估當(dāng)前燃油壓力，將其與設(shè)定燃油壓力進(jìn)行比較，并在必要時(shí)通過(guò)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)控制燃油泵，使其實(shí)際值等于設(shè)定值。根據(jù)燃油溫度和轉(zhuǎn)速，燃油泵壓力被調(diào)節(jié)為0.45～0.67MPa。

燃油泵將燃油從燃油箱中抽出，然后通過(guò)燃油濾清器泵入高壓泵中。吸油噴射泵將燃油從左側(cè)燃油箱室輸送至右側(cè)燃油箱室中，從而防止燃油箱的一側(cè)被排空。燃油濾清器的供油管中設(shè)有止回閥，可防止燃油壓力在燃油泵關(guān)閉時(shí)下降。

(2)高壓系統(tǒng)

高壓系統(tǒng)包括高壓泵、噴油器、油軌、油壓傳感器及油量控制閥等元件(圖6)。來(lái)自燃油箱的燃油從低壓燃油分配流至高壓泵，這會(huì)將燃油壓縮A20 MPa，并將其通過(guò)高壓燃油分配器和油軌輸送至噴油器處。噴射引導(dǎo)型直接噴射需要約20 MPa的壓力，該壓力在燃油高壓回路中產(chǎn)生和調(diào)節(jié)，并存儲(chǔ)在2條油軌中。油量控制閥可根據(jù)設(shè)定的燃油壓力調(diào)節(jié)供至泵元件處進(jìn)行壓縮的燃油。燃油壓力和溫度傳感器檢測(cè)當(dāng)前燃油高壓及左側(cè)油軌中燃油的溫度，只有車輛降至怠速工況和換擋桿處于NIP位時(shí)，才會(huì)將壓力設(shè)置為15 MPa，以降低高壓泵的哚聲。如果在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高時(shí)停止車輛，則在高壓回路中的燃油壓力會(huì)增加至25 MPa，一旦達(dá)到該閾值，高壓泵中的閥打開(kāi)且壓力降低，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，壓力迅速降至20 MPa的標(biāo)準(zhǔn)工作壓力。

為控制油軌壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)流量控制閥，直到油軌中達(dá)到設(shè)定燃油壓力。2條油軌上安裝有漏油管，可在噴油器密封圈發(fā)生泄漏時(shí)，將氣缸蓋中的燃油引導(dǎo)至油軌處。這可防止燃油溢出，接觸溫度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)零件而著火。

(3)工作模式

①起動(dòng)

油量控制閥通電并關(guān)閉，因此高壓泵達(dá)到最大供油量且壓力迅速升高，燃油泵壓力約為0.45～0.67MPa。

②正常模式

油量控制閥通過(guò)占空比調(diào)節(jié)燃油高壓，燃油泵壓力取決于燃油溫度，介于約0.30～0.55 MPa。，

燃油預(yù)供油壓力根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油溫度變化，介于0.45～0.67 MPa。

③低壓應(yīng)急運(yùn)行模式

油量控制閥斷電并因此打開(kāi)；燃油泵壓力約為0.45～0.67 MPa，燃油通過(guò)打開(kāi)的油量控制閥流入油軌中：延長(zhǎng)噴油器的促動(dòng)；層狀進(jìn)氣停止；輸出功率下降，最高車速約為70km／h。

④停止

油量控制閥斷電并打開(kāi)，燃油泵未被促動(dòng)。

(4)安全切斷功能

①節(jié)氣門促動(dòng)器發(fā)生機(jī)械故障

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元評(píng)估節(jié)氣門位置時(shí)，檢測(cè)到節(jié)氣門促動(dòng)器存在機(jī)械故障，則通過(guò)關(guān)閉燃油噴油器，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制為約1400r／min或約1 800r／min。

②發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)缺失

如果曲軸位置傳感器產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)缺失，則執(zhí)行安全切斷功能。

③碰撞信號(hào)

如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)底盤控制器局域網(wǎng)或直接從防護(hù)裝置控制單元接收到碰撞信號(hào)，則會(huì)間接地通過(guò)燃油泵控制單元關(guān)閉燃油泵和油量控制閥，以降低燃油系統(tǒng)中的壓力。

3.熱量管理系統(tǒng)M276型發(fā)動(dòng)機(jī)采用了熱量管理系統(tǒng)(圖7)，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度由控制單元控制的熱量管理進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到最佳工作溫度，減少?gòu)U氣排放，節(jié)約燃油，提高溫暖舒適性，以及確保高負(fù)荷時(shí)的最佳主燃燒點(diǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱量管理時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元需要接收多個(gè)傳感器的信號(hào)，包括空氣流量計(jì)、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣歧管溫度傳感器、節(jié)氣門下游的壓力傳感器、加速踏板位置傳感器、車內(nèi)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器、輪速傳感器及變速器油溫傳感器。

為更迅速地加熱發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)加熱系統(tǒng)切斷閥關(guān)閉加熱系統(tǒng)冷卻液回路。

(1)雙盤式節(jié)溫器

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)中的雙盤加熱式節(jié)溫器來(lái)改變冷卻液溫度，為此雙盤式節(jié)溫器中包括雙盤式節(jié)溫器和加熱元件。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)節(jié)溫器盤的位置，并由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)接地信號(hào)促動(dòng)。在部分負(fù)荷范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)可將冷卻液溫度升至約105，通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度減小摩擦力，通過(guò)減少氣缸套中的燃油凝結(jié)，改善混合氣成分。

雙盤式節(jié)溫器分為3種模式工作，包括短路模式、混合模式及散熱器模式(圖8)。

①短路模式

此時(shí)加熱芯斷電，冷卻液溫度低于100℃；當(dāng)冷卻液溫度低于65℃時(shí)，加熱芯通電。

②混合模式

當(dāng)冷卻液溫度處于100～115℃時(shí)，加熱芯斷電；當(dāng)冷卻液溫度為65～100℃時(shí)，加熱芯通電。

③散熱器模式

當(dāng)冷卻液溫度高于115℃時(shí)，加熱芯斷電；當(dāng)冷卻液溫度高于100℃時(shí)，加熱芯通電。

加熱雙盤式節(jié)溫器的加熱元件通電后，可使其打開(kāi)，此時(shí)冷卻液會(huì)流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器。全負(fù)荷情況下，可以非常迅速地打開(kāi)雙盤式節(jié)溫器，在此過(guò)程中，冷卻液溫度可降至約80℃，從而實(shí)現(xiàn)最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻效果和無(wú)爆震燃燒。當(dāng)冷卻液溫度超過(guò)115℃時(shí)，無(wú)論加熱元件是否通電，雙盤式節(jié)溫器一定會(huì)完全開(kāi)啟。

如果冷卻液溫度過(guò)高，儀表板上的多功能顯示屏將顯示。為此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)底盤控制器局域網(wǎng)和中央控制器局域網(wǎng)向儀表發(fā)送相應(yīng)信號(hào)。

(2)風(fēng)扇的控制

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元促動(dòng)電動(dòng)散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，控制單元通過(guò)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)設(shè)置規(guī)定的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比為10％～90％，10％時(shí)風(fēng)扇電機(jī)關(guān)閉，20％時(shí)為最低轉(zhuǎn)速，90％時(shí)為最高轉(zhuǎn)速。如果促動(dòng)發(fā)生故障，則風(fēng)扇電機(jī)會(huì)以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)空調(diào)控制單元將空調(diào)的狀態(tài)通過(guò)車內(nèi)控制器局域網(wǎng)和底盤控制器局域網(wǎng)，傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉后，如果冷液溫度或電子控制單元的溫度超出規(guī)定的最大值或關(guān)閉前氣缸體的熱量輸入過(guò)高，則風(fēng)扇電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，最長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間可達(dá)到6 min。風(fēng)扇延遲功能啟用時(shí)，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比最高為40％。這段時(shí)間內(nèi)，如果車載電器系統(tǒng)電壓下降過(guò)多，則停止風(fēng)扇延遲關(guān)閉功能。

(3)過(guò)熱保護(hù)

在出現(xiàn)過(guò)熱負(fù)荷的情況下，過(guò)熱保護(hù)功能可防止發(fā)動(dòng)機(jī)損壞，并可防止因過(guò)熱而損壞三元催化器。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，如果冷卻液或進(jìn)氣溫度過(guò)高，則發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不再完全打開(kāi)節(jié)氣門促動(dòng)器，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)縮短噴油器的噴射時(shí)間，還會(huì)促動(dòng)節(jié)溫器的加熱元件，以使雙盤式節(jié)溫器完全打開(kāi)，且冷卻液全部由散熱器進(jìn)行冷卻。