奔馳M271EVO發動機技術亮點（上）

◆文/福建　林宇清

奔馳M271EVO發動機技術亮點（上）

◆文/福建林宇清

M271EVO汽油發動機廣泛裝配在奔馳C級和E級轎車上，它將對經濟性和環保性的要求與舒適性結合在一起，實物圖如圖1所示，它具有以下優點：①通過增加功率和扭矩提高響應性；②通過更平穩的運轉提高舒適型；③顯著降低燃油消耗并減少二氧化碳排放；④符合歐V排放標準。

圖1 發動機視圖

tM271EVO有三種功率型號：115KW、135KW 、150 KW，基本數據如圖2、圖3所示。

圖2 發動機數據

圖3 發動機數據

一、機械系統

該系統包括發動機的主要機械部件和機構，如汽缸蓋、凸輪軸調節機構、曲軸箱等。

1.汽缸蓋

根據四氣門設計理念，改進了汽缸蓋（圖4）和進氣門，并通過凸輪軸、調節器和中央火花塞的優化設計滿足了均質直接噴射的要求。

圖4 汽缸蓋剖面圖

2.凸輪軸調節機構

進氣和排氣凸輪軸調節器（圖5）是采用液壓驅動葉片旋轉的方式進行的，這樣可實現對正時更加迅速的無級調節。調節角度范圍為40°（曲軸轉角），相當于可調節器排氣處的20°轉角。凸輪軸的調節功能優化了發動機扭矩曲線，改善了排氣特性。此外，在發動機熄火時，彈簧加載銷將調節器鎖止在其基本位置，以防止調節器在啟動過程中出現不受控制的轉動。

圖5 凸輪軸調節器

3.曲軸箱

M271EVO的曲軸箱有兩種通風系統：部分負荷通風系統和全負荷通風系統。

（1） 部分負荷通風系統：部分負荷通風管從發動機左支撐座的凸緣連接到節氣門下游的增壓空氣分配管，漏出的氣體（漏出量）通過曲軸箱上的開口流入單旋流分離器。該分離器位于發動機左支撐座后方，采用旋流器式設計，可使進入的空氣產生旋流，由此產生的離心力將機油分離，使機油流回到箱體中（圖6）。

（2）全負荷通風系統：機油分離器采用平行的雙旋流式設計，集成在汽缸蓋罩中（圖7），全負荷通風管從機油分離器通向渦輪增壓器上游的增壓空氣管，通風氣體從排氣側排出，從而可高效且精確地分離機油。

圖6 部分負荷通風示意圖

圖7 全負荷通風示意圖

4.鏈條傳動

凸輪軸由最新研發的“齒形襯套鏈”驅動，不僅減輕了質量還減小了齒根中襯套的撞擊力，降低了噪音。低噪音設計得益于鏈條導軌和張緊軌的布置排列，使其沒有與正時箱蓋罩接觸，以及張緊器安裝位置的降低而減小了對鏈條的作用力，從而顯著降低噪音。此外，M271EVO采用新型的蘭切斯特平衡軸，顯著降低了活塞運動所導致的干擾振動，實現平穩的運轉，其中平衡軸由發動機前端的短鏈條驅動（圖8）。

圖8 鏈條傳動

二、燃油供給系統

M271EVO的燃油供給系統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，經高壓回路壓縮至120bar左右后，通過噴油器噴入缸內燃燒。

1.低壓油路

燃油泵控制單元促動燃油泵，產生低壓燃油，并輸送到高壓泵，燃油壓力由濾清器上的壓力傳感器監測，該回路的主要部件如圖9所示。

圖9 低壓系統

（1）燃油泵：由燃油泵控制單元促動，產生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：過濾燃油中的雜質，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，防止初級低壓油路產生不規則的壓力波動。抽吸泵將左半油箱中的燃油抽到右半油箱中（虹吸原理），確保左右兩側燃油量相同。

（3）燃油泵控制單元：通過PWM信號促動燃油泵，同時還讀取燃油壓力傳感器的信號，并將該壓力信號與標準壓力對比，據此促動燃油泵， 以使實際壓力與標準壓力相接近。此外，還作為CAN C的用戶，參與CAN通信，例如與發動機控制單元通信，根據發動機的要求調節燃油泵工作。

2.高壓油路

低壓燃油進入高壓泵后，高壓泵將其壓縮至120bar左右，然后通過噴油器噴進缸內燃燒，噴油軌上高壓燃油壓力傳感器實時監測高壓油路燃油壓力，高壓回路主要部件如圖10所示。

圖10 高壓系統

（1）燃油高壓泵：燃油高壓泵是單柱塞泵，位于汽缸蓋的后部，根據缸內直噴的需求，產生120bar左右的燃油壓力，并輸送至油軌。高壓泵由進氣凸輪軸驅動，凸輪軸每轉一圈輸送四次燃油。

（2）流量控制閥：流量控制閥集成在高壓泵上，與高壓泵構成一個整體。其功能相當于進油節流閥（比例閥），用于調節進入高壓泵的燃油量，這樣便可根據發動機的運轉狀況，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：油軌壓力傳感器測量油軌中當前的燃油壓力，并將相應的電壓信號傳送至發動機控制單元（ME）， 用于調節高壓油路壓力。（未完待續）