奔馳M274發(fā)動機簡介

1、奔馳M274發(fā)動機簡介（上）I作者：李偉來源：汽車維修與保養(yǎng) 2018年第9期新一代4缸帶直噴和渦輪增壓技術(shù)的汽油發(fā)動機M274（圖1）取代了發(fā)動機M271EV0,這一 全新的發(fā)動機在提高功率、扭矩和舒適型的同時，執(zhí)行更嚴(yán)格的二氧化碳排放限制。為便于了 解,按發(fā)動機的組成和工作原理,將其分為以下若干系統(tǒng)逐一介紹。一、機械系統(tǒng)該系統(tǒng)包括了發(fā)動機的主要機械部件和機構(gòu),如汽缸蓋、凸輪軸調(diào)節(jié)、曲軸箱 等。1.汽缸蓋與M271EV0 樣，M274的汽缸蓋（圖2）依舊采用四氣門設(shè)計，并改進和優(yōu)化了凸 輪軸、調(diào)節(jié)器和進氣門的工作,以滿足均質(zhì)直接噴射的要求。2.凸輪軸調(diào)節(jié)機構(gòu)新型鍛造的進氣和排氣凸輪軸調(diào)節(jié)器（

2、圖3）是采用液壓旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式的 葉片式調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)了對正時更加迅速的無級調(diào)節(jié)。凸輪軸無級調(diào)節(jié)最多40曲軸轉(zhuǎn)角，即進 氣調(diào)節(jié)器提前最大30曲軸轉(zhuǎn)角，排氣調(diào)節(jié)器延遲最大40曲軸轉(zhuǎn)角。這樣，氣門重疊角可在 較寬的限制范圍內(nèi)變化，從而優(yōu)化了發(fā)動機扭矩，改善了排氣特性。另外，由于調(diào)節(jié)器質(zhì)量更 小，使調(diào)節(jié)更迅速和更精確。凸輪軸調(diào)節(jié)由發(fā)動機控制單元（ME）控制，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，ME通過PWM信號促動凸 輪軸電磁閥，然后推動控制柱塞，這樣，來自凸輪軸油道內(nèi)的油壓就會進入與凸輪軸相連的葉 片型調(diào)節(jié)器，推動調(diào)節(jié)器旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)凸輪軸調(diào)節(jié)，如圖4所示為凸輪軸調(diào)節(jié)器控制原理。3.鏈條傳動凸輪軸由帶齒鏈條驅(qū)動，鏈條傳

3、動（圖5）包括兩個導(dǎo)軌和一個漲緊軌，由于導(dǎo) 軌和漲緊軌不與正時箱蓋罩接觸，因而顯著降低了噪音。4曲軸箱M274的曲軸箱（圖6）由鋁合金壓鑄而成，由于多重橫向和縱向支撐的設(shè)計，曲軸 箱的硬度較高。該裝配有兩個曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)（圖7 ） ：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)通風(fēng)從機油分離器開始到增壓空氣分配管，安裝在部分負(fù)荷通風(fēng)管上部分負(fù)荷通風(fēng)系統(tǒng)電磁閥（Y58/2）保持常開狀態(tài)。在減速模式下，由ME促動該電磁閥，關(guān)閉從 曲軸箱至增壓空氣分配管的部分負(fù)荷通風(fēng)管。 （2）全負(fù)荷通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)從機油分離器開始至進氣 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油。位于全負(fù)荷通風(fēng)

4、管上的加熱器元 件（R39/2）由ME控制，一旦外界氣溫降到7C以下，ME就會促動R39/2,防止通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)冰以 及相應(yīng)的發(fā)動機損壞。5.曲軸連桿機構(gòu)曲軸通過采用中空鑄造顯著降低了質(zhì)量，并帶有4個平 衡器；連桿長度增加了 8.7mm；活塞直徑增加了 1mm,但質(zhì)量并未因此而增加；壓縮行程從 85mm減小至73.7mm。這些改進使曲軸箱連桿機構(gòu)（圖8）與燃燒系統(tǒng)和噴油嘴的位置可以更好地 相匹配。6皮帶驅(qū)動與M271EVO相比，M274取消了動力轉(zhuǎn)向泵，這樣，曲軸皮帶輪的驅(qū)動范圍縮小 為制冷壓縮機、發(fā)電機、冷卻液泵。這些部件由一根低維護的多楔V型皮帶驅(qū)動，如圖9所示, 該皮帶由帶漲緊輪的自動皮帶漲

5、緊器漲緊二、點火系統(tǒng)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)采用單火花點火，即在每次點火循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一次火花。為確保 點燃混合汽，M274采用了高能點火線圈，火花持續(xù)時間較長，且每個點火循環(huán)可使用多次火花, 該系統(tǒng)叫多火花點火系統(tǒng)（圖10）。多火花與單火花點火的開始方式相同，最初會對線圈充電， 使其產(chǎn)生初級電流，在點著火點的瞬間，充電電流切斷，從而產(chǎn)生火花。但是在多火花模式下， 線圈不會完全放電，系統(tǒng)會對線圈中的次級電流進行測量，該次級電流的大小取決于線圈的充 電水平。如果該電流降至閾值以下，則線圈的電控裝置會再次提供充電電流；當(dāng)達(dá)到閾值時， 初級電路斷開，再次感應(yīng)出高電壓，產(chǎn)生另一次火花,之后的火花也以相同的方式產(chǎn)生。多

6、火花 點火能夠降低燃油消耗量。三、燃油供應(yīng)系統(tǒng)M274的燃油供應(yīng)系統(tǒng)由低壓回路和高壓回路組成,低壓回路提供燃油壓 力，經(jīng)高壓回路壓縮至200bar（1bar=105Pa）左右的高壓后，兩個回路的組成部件及相應(yīng)的工作原 理如下。1.低壓回路燃油泵控制單元促動燃油泵，產(chǎn)生4.06.7bar的燃油低壓，經(jīng)燃油濾清 器過濾雜質(zhì)和吸收不規(guī)則的壓力波動后，輸送至高壓泵，最大輸送量為130L/h,如圖11所示 為M274低壓系統(tǒng)原理圖。需要注意的是：在實車中燃油泵和濾清器集成為一體。高壓回路高壓泵為單柱塞泵，位于汽缸蓋的后部，圖12所示為高壓泵結(jié)構(gòu)示意圖，由進 氣凸輪軸驅(qū)動，根據(jù)直噴的需求，將低壓燃油壓縮至

7、200bar左右，并輸送至油軌,然后通過噴油 嘴以高壓噴入缸內(nèi)燃燒，燃油高壓由油軌上的壓力傳感器監(jiān)測，然后將相應(yīng)的信號傳送至 ME,ME再通過CAN總線將信息傳輸至燃油泵控制單元，用于調(diào)節(jié)油壓。此外，在高壓泵上集成 了一個流量控制閥，用于調(diào)節(jié)進入高壓泵的燃油量，其功能相當(dāng)于進油節(jié)流閥（比例閥），圖13 所示為燃油高壓系統(tǒng)。低壓緊急運行當(dāng)高壓回路出現(xiàn)故障而無法建立高壓時，低壓緊急運行啟用（圖 14）。此時 燃油低壓升高到4.56.7bar，流量調(diào)節(jié)閥不通電并因此打開，燃油通過調(diào)節(jié)閥進入油軌，噴 油嘴促動的時間延長，發(fā)動機功率降低，最大車速為70km/ho四、進氣系統(tǒng)M274采用了帶空氣冷卻的渦輪增壓器(圖15),以增加進氣壓力，因此，提 高了輸出功率和扭矩。1.增壓功能廢氣通過排氣歧管進入渦輪增壓器，用于驅(qū)動渦輪；增壓器的壓縮機葉輪通過 一根軸與渦輪剛性連接，從而以相同速度被帶動。當(dāng)空氣流向壓縮機入口時，就會被壓縮并帶 來溫度升高，然后進入增壓空氣冷卻器,冷卻增壓空氣。增壓器上的消音器可以減少增壓過程中 產(chǎn)生的氣流噪音，并抑制增壓壓力的變化。該渦輪增壓的最大增壓壓力為1.1bar，圖16所示 為渦輪增壓功能原理圖。2.增壓壓力控制壓力轉(zhuǎn)換器增壓壓力控制壓力轉(zhuǎn)換器(Y31/5)位于在正 時箱蓋上方，由ME根據(jù)特性圖和負(fù)荷促動。其結(jié)構(gòu)和原