奔馳M274發動機簡介(下)

◆文/福建 林宇清

(接2018年第9期)

3.增壓控制原理

增壓壓力通過增壓壓力控制閥(Y31/5)和安裝在渦輪入口處的增壓壓力控制風門以電氣動的方式進行調節。當Y31/5未被促動時，大氣壓克服彈簧的彈力，帶動長的操縱桿向左移動，而短的操縱桿向右移動，從而打開控制風門，部分廢氣通過旁通回路進入排氣管，增壓壓力減小，燃油消耗量降低。Y31/5未被促動原理如圖20所示。

圖20 Y31/5未被促動原理圖

如圖21所示為Y31/5被促動原理圖，真空室受真空作用，彈簧回位，帶動長的操縱桿向右移動，短的向左移動，在全負荷范圍內，控制風門關閉，全部廢氣都用于驅動渦輪，形成最大的增壓壓力。這樣，通過改變流經渦輪的廢氣量，可調節或控制增壓壓力。

4.旁通閥

車輛減速時，由于慣性的作用，渦輪增壓器的軸、葉輪和渦輪總是會稍稍空轉。因此，當快速關閉節氣門時，增壓壓力波反作用于壓縮機，從而出現短時的“嘯叫聲”和機械應力。為了避免出現此現象，在ME識別到減速模式時，就會促動旁通閥，從而打開壓縮機葉輪處的旁通回路(圖22)，降低增壓壓力。當車輛負載時，旁通閥由集成式彈簧關閉。

圖21 Y31/5被促動原理圖

圖22 旁通回路

五、排氣系統

排氣系統由靠近發動機安裝的催化轉換器、底部催化轉換器和前后消音器組成，圖23所示為排氣系統結構圖。此外，系統中還裝配了兩個氧傳感器：催化轉換器上游的氧傳感器測量廢氣流中氧含量的變化；催化轉換器下游的氧傳感器測量在催化轉換器中進行處理之后的廢氣中的剩余氧含量。為實現催化轉換器的更高廢氣轉換率，ME將可燃混合物成分嚴格控制在λ=1的范圍內。對此，ME需要讀取冷卻液溫度傳感器、節氣門下游壓力傳感器、兩個氧傳感器的信號并進行評估，以實現精確控制。

圖23 排氣系統結構圖

六、冷卻系統

M274冷卻回路采用橫向流動，確保每個汽缸的冷卻液供應均衡，同時還可以防止在高負載下，汽缸之間出現溫度梯度。

1.節溫器

電子控制節溫器的加熱元件由ME通過接地信號促動，打開或關閉節溫器中的球形旋轉閥，從而將溫度調節在98～108℃范圍內。在暖機階段，該控制系統可以使燃燒室迅速升溫，圖24所示為節溫器的設置。

圖24 節溫器的設置

2.冷卻液泵

在暖機階段，通過冷卻液泵轉換閥切斷冷卻液泵的方式，中斷冷卻液循環，從而加快暖機速度。其結構和原理如圖25、26所示。轉換閥由ME促動，然后施加真空在冷卻液泵的真空單元上，以促動連桿裝置，將球形旋轉閥關閉在冷卻液的流動方向上，阻止冷卻液流向發動機，圖27所示為冷卻液回路原理圖。該過程與渦輪增壓的增壓壓力控制原理相似。

七、發動機潤滑

機油回路由調節式機油泵供給(圖28)，該機油泵帶有一個由ME促動的調節閥，在1.7～3.9bar(1bar=105Pa)之間調節機油壓力，這樣可對機油量進行按需供應，從而降低工作能量輸入和功率損失。通過控制通道回流的機油壓力由引導控制閥調節，并作用在調節環上以克服彈簧的彈力。調節環的位置產生相對于馬達旋轉軸的離心率，這樣輸送速度隨著離心率的增加而增加。圖29所示為機油回路原理圖。機油液位由油底殼中的機油液位檢查開關記錄，并在達到最低機油液位時將信號傳送至ME，該信息通過CAN網絡繼續傳送至儀表盤，所以應適時地檢查機油液位。

圖25 冷卻液泵結構示意圖

圖26 冷卻液泵真空控制原理圖

圖27 冷卻液回路原理圖

圖28 調節式機油泵

八、發動機控制

發動機的所有工況均由發動機控制單元精確控制，以確保最佳冷卻條件和發動機的安全平穩運轉。此外，ME還監測控制系統的故障狀態，發動機控制框圖如圖30所示。

圖29 機油回路原理圖

在圖30中，箭頭指向代表控制方向或信號的傳輸方向；而CAN總線兩條并行的導線組成，具有雙向性，即能傳輸又能接收信息，不同CAN網絡之間的通信需要借助中央網關N10/1來完成，即N10/1確定信號優先權和轉換為CAN信號類型。這樣，該框圖可理解為：ME綜合讀取各傳感器和CAN信號，然后做出相應的控制，并將自身的請求、指令、運轉狀況等信號傳送至CAN網絡。如：B11/4將監測的冷卻液溫度信號傳送給ME，作為ME控制風扇M4/7的參考因素之一，且ME又通過CAN線將溫度傳送給A1，從而在儀表盤顯示水溫。此外，圖中還有LIN線傳輸(G2發電機)，與CAN線一樣具有雙向性，所不同的是LIN線是單線的，即ME通過LIN線控制G2的發電量，而G2又將相關信息反饋給ME。

圖30 發動機控制框圖