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

◆文/福建　林宇清

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

◆文/福建林宇清

(接2016年第1期)

三、進(jìn)氣系統(tǒng)

M271EVO采用了帶空氣冷卻的渦輪增壓器(圖11)，以增加進(jìn)氣壓力，因此它提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和扭矩。此外，增壓后的空氣通過(guò)渦流風(fēng)門(mén)控制，產(chǎn)生了較強(qiáng)的渦流效果，實(shí)現(xiàn)空氣與燃油更充分的混合。

圖11　渦輪增壓器

1.增壓功能

尾氣通過(guò)排氣歧管直接進(jìn)入渦輪增壓器的渦輪外殼，驅(qū)動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。增壓器的壓縮機(jī)通過(guò)軸剛性連接到渦輪上，以相同速度被帶動(dòng)，這樣，當(dāng)新鮮空氣流向壓縮機(jī)入口時(shí)，空氣就會(huì)被壓縮，然后進(jìn)入增壓空氣冷卻器，目的是冷卻由于壓縮而變熱的空氣。壓縮機(jī)出口處的消音器可以減少因渦輪轉(zhuǎn)速迅速變化而產(chǎn)生的氣流噪音。渦輪增壓器的最大增壓壓力為0.7bar，增壓系統(tǒng)各零部件位置和增壓功能原理如圖12所示。

圖12　增壓功能原理圖

2.渦流風(fēng)門(mén)控制

每個(gè)汽缸有兩個(gè)進(jìn)氣口，其中一個(gè)可由渦流風(fēng)門(mén)關(guān)閉。渦流風(fēng)門(mén)促動(dòng)電機(jī)通過(guò)連桿調(diào)節(jié)渦流風(fēng)門(mén)(圖13)，改變進(jìn)氣口的空氣導(dǎo)向，八個(gè)進(jìn)氣口中的四個(gè)進(jìn)氣口可被連續(xù)關(guān)閉以產(chǎn)生渦流，實(shí)現(xiàn)所有工況最佳的空氣流動(dòng)性和更理想的混合性。渦流風(fēng)門(mén)由ME控制，利用PWM信號(hào)促動(dòng)渦流風(fēng)門(mén)促動(dòng)馬達(dá)。此外，渦流風(fēng)門(mén)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，渦流風(fēng)門(mén)關(guān)閉，產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流效果，從而使空氣與燃油混合的更充分。

圖13　渦流風(fēng)門(mén)控制部件

四、二次空氣噴射系統(tǒng)

二次空氣噴射是在冷啟動(dòng)時(shí)把新鮮空氣噴入三元催化器，這樣，尾氣中的HC和CO就會(huì)與新鮮空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成H2O和CO2，并提高廢氣溫度，從而使催化轉(zhuǎn)換器能夠更快的達(dá)到工作溫度，該系統(tǒng)各部件位置如圖14所示。

圖14　二次空氣噴射系統(tǒng)部件位置圖

1.電動(dòng)空氣泵

當(dāng)二次空氣噴射功能起作用時(shí)，ME通過(guò)空氣噴射繼電器促動(dòng)電子空氣泵，空氣泵從空氣濾清器中吸收新鮮空氣通過(guò)噴射鎖止閥輸送到排氣歧管中。泵的最長(zhǎng)促動(dòng)時(shí)間為40s，在促動(dòng)后，泵保持停用狀態(tài)，只有在三元催化器由于發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)而再次冷卻下來(lái)后，空氣泵才會(huì)重新工作，確保空氣泵有足夠長(zhǎng)的時(shí)間冷卻。空氣泵可以通過(guò)診斷儀促動(dòng)(最長(zhǎng)2min)，再一次促動(dòng)之前，它必須保持30min的冷卻時(shí)間，否則空氣泵會(huì)損壞。

2.空氣泵轉(zhuǎn)換閥

空氣泵轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)如圖15所示，當(dāng)空氣噴射功能起作用時(shí)，轉(zhuǎn)換閥和空氣噴射繼電器同時(shí)被促動(dòng)，這時(shí)固定板a由線圈吸出，并且密封橡膠塊f關(guān)閉通風(fēng)口，通道2和3之間的連接被打開(kāi)，這樣從進(jìn)氣歧管到鎖止閥之間的真空就被建立。在沒(méi)有電壓供應(yīng)的情況下，a在彈簧b的作用下回位，關(guān)閉通道2，這樣，通道1和3之間的連接再次被建立，即通道3通風(fēng)。

圖15　轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)

3.空氣噴射鎖止閥

采用單向閥設(shè)計(jì)，一端連接到空氣泵，另一端接到空氣泵轉(zhuǎn)換閥的真空接口。當(dāng)轉(zhuǎn)換閥通電時(shí)，在壓差的作用下鎖止閥的膜片閥門(mén)開(kāi)啟(圖16)，因此，來(lái)自空氣泵的空氣通過(guò)鎖止閥流入排氣歧管中。在轉(zhuǎn)換閥的真空接口通風(fēng)期間，它們由彈簧彈力關(guān)閉，這樣空氣噴射功能關(guān)閉時(shí)，能防止廢氣進(jìn)入鎖止閥，使之免臟污和受熱損壞。

圖16　鎖止閥工作原理

五、冷卻系統(tǒng)

M271EVO的散熱系統(tǒng)裝配了電子控制的雙盤(pán)式節(jié)溫器，系統(tǒng)可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)節(jié)溫器各個(gè)工作位置，以控制冷卻液溫度。另外，新增散熱器百葉窗，通過(guò)百葉窗的關(guān)閉，可減少流經(jīng)散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)艙的冷卻空氣量，降低空氣阻力并提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

1.雙盤(pán)式節(jié)溫器

節(jié)溫器的加熱元件由ME的接地信號(hào)控制，有4種工作狀態(tài)(圖17)：當(dāng)冷啟動(dòng)時(shí)，冷卻液回路中(圖18)不存在冷卻液流，因此可以使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速暖機(jī);在冷卻液達(dá)到80℃后，節(jié)溫器打開(kāi)旁通回路，進(jìn)入旁通模式;部分負(fù)荷下溫度只能達(dá)到103℃，冷卻回路開(kāi)始打開(kāi)，即混合模式;當(dāng)超過(guò)103℃時(shí)，旁通回路關(guān)閉， 冷卻回路完全開(kāi)啟，進(jìn)入冷卻模式，確保冷卻液充分散熱。

圖17　雙盤(pán)式節(jié)溫器的設(shè)置

圖18　冷卻液回路示意圖

2.散熱器百葉窗

散熱器百葉窗(圖19)的關(guān)閉由ME控制，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)艙的冷卻量和外部噪音。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，來(lái)自ME的接地信號(hào)促動(dòng)百葉窗的促動(dòng)器，來(lái)自制動(dòng)助力器的真空積聚在真空組件/調(diào)節(jié)元件中，對(duì)百葉窗進(jìn)行調(diào)節(jié)。在冷卻液溫度達(dá)到106℃時(shí)，散熱器百葉窗通過(guò)回縮彈簧打開(kāi)，并在冷卻液溫度為98℃時(shí)再次通過(guò)調(diào)節(jié)元件關(guān)閉。

圖19　散熱器風(fēng)扇百葉窗

(全文完)