奔驰最新8缸发动机M176简介(中)

2018-12-06福建林宇清

汽车维修与保养 2018年9期

◆文/福建林宇清

(接2018年第7期)

点火模式使用多火花点火，与传统的单火花工作模式相比，多火花点火使用了更多的火花。这并不是一系列的数个单火花一个接一个地点火，而是点火线圈在期间反复充电以便为火花重复提供充足的能量。多火花点火的开始阶段和单火花点火一样，点火线圈从一开始就充电，直至达到所需的初级线圈电流，该电流在点火时刻中断，由此产生火花，点火系统曲线如图17所示。但是，点火线圈未完全放电，次级线圈电流的大小取决于点火线圈充电量，并在点火线圈中进行测量。如果次级线圈电流降至阈值以下，那么线圈电子装置会再次提供充电电流，流过的初级电流大小也会受到监测，当达到电流阈值时，则初级电路断开，并再次切换至高电压生成模式，产生另一次火花。之后的火花产生原理相同，发动机点火顺序如图18所示。

图17 点火系统曲线

图18 发动机点火顺序

五、燃油供应系统

M176的燃油供给系统与M278相同，由低压回路和高压回路组成，在所有工况下，从燃油箱中将已过滤的低压燃油供至高压泵，然后通过油轨进行无回流式高压喷入缸内燃烧。

1.低压回路

低压回路如图19所示，燃油泵由燃油系统控制单元(N118)促动，然后从油箱中抽取燃油，产生大约4.5～6.7bar(1bar=105Pa)的燃油低压，并通过燃油滤清器输送至高压泵。燃油滤清器上集成了溢流阀、止回阀和虹吸泵。溢流阀在约为7～9bar的油压范围内打开，卸载的压力用于驱动虹吸泵，以便将左半油箱中的燃油抽吸到右半油箱，确保油箱左右两侧的油量平衡；止回阀在燃油泵关闭时，防止燃油压力下降至约4.5bar以下。

N118不断读取燃油压力传感器(B4/7)的电压信号，用于评估当前的燃油压力，并将其与标准的燃油压力进行比较，据此促动燃油泵，从而使实际压力接近于标准压力。为确定燃油需求，ME对燃油压力和负荷要求进行评估，然后将信息通过CAN总线反馈给N118处理，从而将供油量调节在0～130L/h的范围内。

图19 低压回路

2.高压回路

高压回路如图20所示，M176具有两个高压泵，位于汽缸盖的上方，由排气凸轮轴驱动，将燃油压缩至直接喷射所需的最大为200bar的高压，然后通过8个喷油器精细雾化后喷入缸内燃烧。高压泵上集成了一个油量控制阀(Y94/1和Y94/2)，由ME的脉冲宽度调制 (PWM) 信号促动，可根据需求调节进入高压泵的燃油流量。燃油压力和温度传感器集成在油轨上，检测当前的燃油高压以及燃油温度，相应的信号传送给ME分析，然后由ME通过CAN网络传送至N118分析，用于调节油压。高压泵的最高压力为200bar，只有当车辆静止且挡位在“N” 或“P”时，压力才会降至130bar，以减少高压泵的噪音。如果发动机在较热时关闭，高压回路中的油压可能会升高至250bar，一旦达到该阈值，高压泵内的限压阀会立即打开，随后压力降低，再次启动发动机时，压力迅速降至200bar的标准工作压力。

3.低压紧急运行

当高压泵有故障而无法建立高压时，燃油系统低压紧急运行模式启用，油压维持在4.5～6.7bar之间，油量控制阀打开，燃油通过控制阀进入油轨，喷油嘴促动时间延长，发动机功率降低，限定车速最高为70km/h。

六、涡轮增压系统

在M176上，空气通过滤清器净化和涡轮增压器压缩后输送至增压空气冷却器，为获得尽可能短的增压空气路径(图21)，两个节气门构成了增压空气冷却器和增压空气分配器之间的连接.增压空气分配器通过螺栓直接固定在每个汽缸盖的进气口上。

为获得更佳的响应性，V8双涡轮发动机的汽缸盖已进行重新设计，进气侧在外侧，排气侧在内侧(图22)。其“Hot inside V”(内置涡轮增压器)使V8双涡轮增压器更紧凑。为保护发动机部件，歧管和排气涡轮增压器已单独隔离。

1.增压压力控制

排气的流动能量用于驱动涡轮旋转，压缩机叶轮由于刚性连接到涡轮上而以相同的速度被带动，从而压缩干净的空气，然后压缩的增压空气通过增压空气冷却器和分配器流至汽缸。

增压压力通过压力转换器(Y77/1)以电子气动方式进行控制(图23)，真空由发动机上的机械真空泵产生。ME根据控制单元内部的特性图和负荷来促动压力转换器，以控制增压压力，在全负荷操作时，产生最大增压压力。为降低增压压力，ME促动压力转换器，然后转换器利用真空组件和连杆打开增压压力控制风门，即打开旁通回路，使部分废气流通过旁路绕过涡轮进入排气管，整个控制原理与M278相同。通过这种方式，可根据发动机的当前负荷需求调节增压压力。

图23 增压压力控制

如果真空泵和真空室之间的管路出现泄漏，则增压压力无法升高。为监测当前增压压力， ME需要综合评估节气门上游左侧和右侧压力传感器信号以及空气滤清器下游的压力传感器器信号。

2.旁通减压功能

在车辆启动减速模式之后，由于惯性的影响，涡轮增压器会继续转动一段时间。这样，在快速关闭节气门的情况下，涡轮增压器下游的气流会产生背压和不良振动，即压力波，导致增压器振动(短促的嚎叫声和机械应力)。

如果ME通过左侧和右侧实际数值电位计1(M16/60r1和M16/61r1)和左侧和右侧实际数值电位计2(M16/60r2和M16/61r2)识别到节气门关闭而进入减速模式，就会促动左侧和右侧旁通空气转换阀(图24)。转换阀位于增压空气冷却器上，会打开自涡轮增压器下游增压空气侧至空气滤清器下游吸入侧的旁通通路，使多余的增压压力和相应的空气量快速降低和减少，从而防止涡轮增压器上的压缩机叶轮制动。

图24 旁通空气转换阀

3.增压空气冷却

两个汽缸列各有一个增压空气冷却器，并与带低温冷却器和循环泵(M43/6)的低温冷却回路相连。空气因压缩而受热，通过增压空气管流至增压空气冷却器降温。增压空气冷却系统使增压空气温度保持60℃，冷却后的气流具有较高密度，会增大汽缸容积效率，从而改善发动机性能。排气温度的降低减少了爆震的可能性，也使氮氧化物(NOx)的排量减少。

增压空气温度由左侧和右侧增压空气温度传感器检测，然后以电压信号的形式传送至ME分析和评估。如果增压空气温度高于35℃，ME将信号通过传动系统CAN总线传递给传动系统控制单元(N127)，由N127通过LIN线促动循环泵，直至增压空气温度降至25℃以下，循环泵才会关闭，低温回路如图25所示。