奔馳M276\\M278型發動機技術亮點解讀

奔馳汽車公司為新款車輛裝備了M276、M278型發動機(圖1)，新款發動機采用了缸內直噴燃油系統和廢氣渦輪增壓技術，設置了熱量管理系統，部分車型還裝備了起動，停止系統。為了方便廣大讀者對新款發動機的了解，在此對其部分技術亮點進行簡要介紹。

1.技術參數

(1)M276型發動機

M276型發動機用來取代M272型發動機，新款發動機，較老款發動機體積更小，但性能更高，其功率及扭矩輸出曲線圖如圖2所示。

(2)M278型發動機

M278型發動機用來取代M273型發動機，兩列氣缸各設有1個廢氣渦輪增壓器，采用空氣／水增壓空氣冷卻器(圖3)。該款發動機較老款發動機更輕巧，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

新款發動機采用了缸內直噴燃油系統，燃油系統分為高壓系統和低壓系統。

(1)低壓系統

低壓燃油系統結構如圖5所示。如果燃油泵控制單元接收到打開信號，則燃油泵運轉，該信號由發動機控制單元通過傳動系統控制器局域網C級網絡作為網絡信號和接地信號進行雙重傳輸。燃油泵控制單元通過來自燃油壓力傳感器檢測當前燃油系統壓力，并將該信號通過傳動系統控制器局域網傳送給發動機控制單元。燃油泵控制單元評估當前燃油壓力，將其與設定燃油壓力進行比較，并在必要時通過脈沖寬度調制信號控制燃油泵，使其實際值等于設定值。根據燃油溫度和轉速，燃油泵壓力被調節為0.45～0.67MPa。

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

(2)高壓系統

高壓系統包括高壓泵、噴油器、油軌、油壓傳感器及油量控制閥等元件(圖6)。來自燃油箱的燃油從低壓燃油分配流至高壓泵，這會將燃油壓縮A20 MPa，并將其通過高壓燃油分配器和油軌輸送至噴油器處。噴射引導型直接噴射需要約20 MPa的壓力，該壓力在燃油高壓回路中產生和調節，并存儲在2條油軌中。油量控制閥可根據設定的燃油壓力調節供至泵元件處進行壓縮的燃油。燃油壓力和溫度傳感器檢測當前燃油高壓及左側油軌中燃油的溫度，只有車輛降至怠速工況和換擋桿處于NIP位時，才會將壓力設置為15 MPa，以降低高壓泵的哚聲。如果在發動機溫度較高時停止車輛，則在高壓回路中的燃油壓力會增加至25 MPa，一旦達到該閾值，高壓泵中的閥打開且壓力降低，起動發動機時，壓力迅速降至20 MPa的標準工作壓力。

為控制油軌壓力，發動機控制單元通過脈沖寬度調制信號流量控制閥，直到油軌中達到設定燃油壓力。2條油軌上安裝有漏油管，可在噴油器密封圈發生泄漏時，將氣缸蓋中的燃油引導至油軌處。這可防止燃油溢出，接觸溫度較高的發動機零件而著火。

(3)工作模式

①起動

油量控制閥通電并關閉，因此高壓泵達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

油量控制閥通過占空比調節燃油高壓，燃油泵壓力取決于燃油溫度，介于約0.30～0.55 MPa。，

燃油預供油壓力根據發動機轉速和燃油溫度變化，介于0.45～0.67 MPa。

③低壓應急運行模式

油量控制閥斷電并因此打開；燃油泵壓力約為0.45～0.67 MPa，燃油通過打開的油量控制閥流入油軌中：延長噴油器的促動；層狀進氣停止；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，燃油泵未被促動。

(4)安全切斷功能

①節氣門促動器發生機械故障

當發動機控制單元評估節氣門位置時，檢測到節氣門促動器存在機械故障，則通過關閉燃油噴油器，將發動機轉速限制為約1400r／min或約1 800r／min。

②發動機轉速信號缺失

如果曲軸位置傳感器產生的發動機轉速信號缺失，則執行安全切斷功能。

③碰撞信號

如果發動機控制單元通過底盤控制器局域網或直接從防護裝置控制單元接收到碰撞信號，則會間接地通過燃油泵控制單元關閉燃油泵和油量控制閥，以降低燃油系統中的壓力。

3.熱量管理系統M276型發動機采用了熱量管理系統(圖7)，發動機的冷卻液溫度由控制單元控制的熱量管理進行調節，使得發動機可以達到最佳工作溫度，減少廢氣排放，節約燃油，提高溫暖舒適性，以及確保高負荷時的最佳主燃燒點。

發動機進行熱量管理時，發動機控制單元需要接收多個傳感器的信號，包括空氣流量計、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、進氣歧管溫度傳感器、節氣門下游的壓力傳感器、加速踏板位置傳感器、車內溫度傳感器、環境溫度傳感器、輪速傳感器及變速器油溫傳感器。

為更迅速地加熱發動機，發動機控制單元通過加熱系統切斷閥關閉加熱系統冷卻液回路。

(1)雙盤式節溫器

發動機冷卻系統可通過發動機中的雙盤加熱式節溫器來改變冷卻液溫度，為此雙盤式節溫器中包括雙盤式節溫器和加熱元件。發動機冷卻系統可根據需要調節節溫器盤的位置，并由發動機控制單元通過接地信號促動。在部分負荷范圍內，發動機冷卻系統可將冷卻液溫度升至約105，通過提高發動機機油溫度減小摩擦力，通過減少氣缸套中的燃油凝結，改善混合氣成分。

雙盤式節溫器分為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

此時加熱芯斷電，冷卻液溫度低于100℃；當冷卻液溫度低于65℃時，加熱芯通電。

②混合模式

當冷卻液溫度處于100～115℃時，加熱芯斷電；當冷卻液溫度為65～100℃時，加熱芯通電。

③散熱器模式

當冷卻液溫度高于115℃時，加熱芯斷電；當冷卻液溫度高于100℃時，加熱芯通電。

加熱雙盤式節溫器的加熱元件通電后，可使其打開，此時冷卻液會流經發動機散熱器。全負荷情況下，可以非常迅速地打開雙盤式節溫器，在此過程中，冷卻液溫度可降至約80℃，從而實現最佳的發動機冷卻效果和無爆震燃燒。當冷卻液溫度超過115℃時，無論加熱元件是否通電，雙盤式節溫器一定會完全開啟。

如果冷卻液溫度過高，儀表板上的多功能顯示屏將顯示。為此，發動機控制單元通過底盤控制器局域網和中央控制器局域網向儀表發送相應信號。

(2)風扇的控制

發動機控制單元促動電動散熱風扇運轉，控制單元通過脈沖寬度調制信號設置規定的風扇轉速。脈沖寬度調制信號的占空比為10％～90％，10％時風扇電機關閉，20％時為最低轉速，90％時為最高轉速。如果促動發生故障，則風扇電機會以最高轉速運轉。自動空調控制單元將空調的狀態通過車內控制器局域網和底盤控制器局域網，傳送至發動機控制單元。

點火開關關閉后，如果冷液溫度或電子控制單元的溫度超出規定的最大值或關閉前氣缸體的熱量輸入過高，則風扇電機繼續運轉，最長運轉時間可達到6 min。風扇延遲功能啟用時，脈沖寬度調制信號的占空比最高為40％。這段時間內，如果車載電器系統電壓下降過多，則停止風扇延遲關閉功能。

(3)過熱保護

在出現過熱負荷的情況下，過熱保護功能可防止發動機損壞，并可防止因過熱而損壞三元催化器。根據發動機轉速和負荷，如果冷卻液或進氣溫度過高，則發動機控制單元不再完全打開節氣門促動器，同時發動機控制單元會縮短噴油器的噴射時間，還會促動節溫器的加熱元件，以使雙盤式節溫器完全打開，且冷卻液全部由散熱器進行冷卻。