◆文/福建　林宇清

奔馳M271EVO發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)亮點(diǎn)（上）

◆文/福建林宇清

M271EVO汽油發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛裝配在奔馳C級(jí)和E級(jí)轎車(chē)上，它將對(duì)經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的要求與舒適性結(jié)合在一起，實(shí)物圖如圖1所示，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：①通過(guò)增加功率和扭矩提高響應(yīng)性；②通過(guò)更平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)提高舒適型；③顯著降低燃油消耗并減少二氧化碳排放；④符合歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)視圖

tM271EVO有三種功率型號(hào)：115KW、135KW 、150 KW，基本數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示。

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)

圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)

一、機(jī)械系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)的主要機(jī)械部件和機(jī)構(gòu)，如汽缸蓋、凸輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、曲軸箱等。

1.汽缸蓋

根據(jù)四氣門(mén)設(shè)計(jì)理念，改進(jìn)了汽缸蓋（圖4）和進(jìn)氣門(mén)，并通過(guò)凸輪軸、調(diào)節(jié)器和中央火花塞的優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足了均質(zhì)直接噴射的要求。

圖4 汽缸蓋剖面圖

2.凸輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

進(jìn)氣和排氣凸輪軸調(diào)節(jié)器（圖5）是采用液壓驅(qū)動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行的，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)正時(shí)更加迅速的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)角度范圍為40°（曲軸轉(zhuǎn)角），相當(dāng)于可調(diào)節(jié)器排氣處的20°轉(zhuǎn)角。凸輪軸的調(diào)節(jié)功能優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線，改善了排氣特性。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，彈簧加載銷(xiāo)將調(diào)節(jié)器鎖止在其基本位置，以防止調(diào)節(jié)器在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)不受控制的轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖5 凸輪軸調(diào)節(jié)器

3.曲軸箱

M271EVO的曲軸箱有兩種通風(fēng)系統(tǒng)：部分負(fù)荷通風(fēng)系統(tǒng)和全負(fù)荷通風(fēng)系統(tǒng)。

（1） 部分負(fù)荷通風(fēng)系統(tǒng)：部分負(fù)荷通風(fēng)管從發(fā)動(dòng)機(jī)左支撐座的凸緣連接到節(jié)氣門(mén)下游的增壓空氣分配管，漏出的氣體（漏出量）通過(guò)曲軸箱上的開(kāi)口流入單旋流分離器。該分離器位于發(fā)動(dòng)機(jī)左支撐座后方，采用旋流器式設(shè)計(jì)，可使進(jìn)入的空氣產(chǎn)生旋流，由此產(chǎn)生的離心力將機(jī)油分離，使機(jī)油流回到箱體中（圖6）。

（2）全負(fù)荷通風(fēng)系統(tǒng)：機(jī)油分離器采用平行的雙旋流式設(shè)計(jì)，集成在汽缸蓋罩中（圖7），全負(fù)荷通風(fēng)管從機(jī)油分離器通向渦輪增壓器上游的增壓空氣管，通風(fēng)氣體從排氣側(cè)排出，從而可高效且精確地分離機(jī)油。

圖6 部分負(fù)荷通風(fēng)示意圖

圖7 全負(fù)荷通風(fēng)示意圖

4.鏈條傳動(dòng)

凸輪軸由最新研發(fā)的“齒形襯套鏈”驅(qū)動(dòng)，不僅減輕了質(zhì)量還減小了齒根中襯套的撞擊力，降低了噪音。低噪音設(shè)計(jì)得益于鏈條導(dǎo)軌和張緊軌的布置排列，使其沒(méi)有與正時(shí)箱蓋罩接觸，以及張緊器安裝位置的降低而減小了對(duì)鏈條的作用力，從而顯著降低噪音。此外，M271EVO采用新型的蘭切斯特平衡軸，顯著降低了活塞運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的干擾振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中平衡軸由發(fā)動(dòng)機(jī)前端的短鏈條驅(qū)動(dòng)（圖8）。

圖8 鏈條傳動(dòng)

二、燃油供給系統(tǒng)

M271EVO的燃油供給系統(tǒng)由低壓回路和高壓回路組成，低壓回路提供3.8bar（1bar=105Pa）左右的燃油壓力，經(jīng)高壓回路壓縮至120bar左右后，通過(guò)噴油器噴入缸內(nèi)燃燒。

1.低壓油路

燃油泵控制單元促動(dòng)燃油泵，產(chǎn)生低壓燃油，并輸送到高壓泵，燃油壓力由濾清器上的壓力傳感器監(jiān)測(cè)，該回路的主要部件如圖9所示。

圖9 低壓系統(tǒng)

（1）燃油泵：由燃油泵控制單元促動(dòng)，產(chǎn)生3.8bar左右的燃油壓力， 將其輸送至燃油高壓泵，最大輸送速率為130L/h。

（2）燃油濾清器：過(guò)濾燃油中的雜質(zhì)，濾清器帶有減壓閥和抽吸引射泵，減壓閥將燃油壓力維持在3.8bar，防止初級(jí)低壓油路產(chǎn)生不規(guī)則的壓力波動(dòng)。抽吸泵將左半油箱中的燃油抽到右半油箱中（虹吸原理），確保左右兩側(cè)燃油量相同。

（3）燃油泵控制單元：通過(guò)PWM信號(hào)促動(dòng)燃油泵，同時(shí)還讀取燃油壓力傳感器的信號(hào)，并將該壓力信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)壓力對(duì)比，據(jù)此促動(dòng)燃油泵， 以使實(shí)際壓力與標(biāo)準(zhǔn)壓力相接近。此外，還作為CAN C的用戶(hù)，參與CAN通信，例如與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通信，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求調(diào)節(jié)燃油泵工作。

2.高壓油路

低壓燃油進(jìn)入高壓泵后，高壓泵將其壓縮至120bar左右，然后通過(guò)噴油器噴進(jìn)缸內(nèi)燃燒，噴油軌上高壓燃油壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓油路燃油壓力，高壓回路主要部件如圖10所示。

圖10 高壓系統(tǒng)

（1）燃油高壓泵：燃油高壓泵是單柱塞泵，位于汽缸蓋的后部，根據(jù)缸內(nèi)直噴的需求，產(chǎn)生120bar左右的燃油壓力，并輸送至油軌。高壓泵由進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)，凸輪軸每轉(zhuǎn)一圈輸送四次燃油。

（2）流量控制閥：流量控制閥集成在高壓泵上，與高壓泵構(gòu)成一個(gè)整體。其功能相當(dāng)于進(jìn)油節(jié)流閥（比例閥），用于調(diào)節(jié)進(jìn)入高壓泵的燃油量，這樣便可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，將油軌壓力維持在30至140bar（最大燃油壓力）之間。

（3）油軌壓力傳感器：油軌壓力傳感器測(cè)量油軌中當(dāng)前的燃油壓力，并將相應(yīng)的電壓信號(hào)傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ME）， 用于調(diào)節(jié)高壓油路壓力。（未完待續(xù)）