新款奔驰M282四缸汽油发动机技术亮点介绍(下)

2020-10-24福建林宇清

汽车维修与保养 2020年6期

◆文/福建林宇清

(接上期)

三、进气系统

M282是为各种车辆平板中的弹性空气导管(图12)设计的，在母型机中包括的空气导管部件通用于所有车辆型号中的组合部件，比如进气模块。进气模块将增压空气分配装置、汽缸盖罩和机油分离系统的功能集成在一个紧凑型部件中，通过弹性密封件实现对机油的密封。

进气道和增压空气分配器包括两个塑料半壳，其通过热气焊接方法连接到汽缸盖罩上，半壳还包括节气门凸缘，后者在所有车辆型号中通用。在汽缸盖罩中集成有发动机气体“漏气”的机油分离系统，在油分离器的下游使用用于协调曲轴箱压力的调压阀，在部分负荷和满负荷路径下，内部结构非常紧凑的隔板，包括止回阀，大大减少外部管路。

图12 空气导管

M282采用配有电控废气旁通阀的单涡流涡轮增压器(图13)和电动控制增压限制阀，在速度和闭环控制的精度方面，电动促动器与气动闭环控制相比具有优势。为减小增压压力，通过电动促动器打开增压压力控制阀，用于驱动涡轮的废气流通过旁路被转移。利用夹子连接装置将涡轮增压器用螺栓拧紧到汽缸盖上，歧管和涡轮外壳设计为一片式铸钢件，作为部分集成歧管的结果，其结构设计非常紧凑并且具有废气管较短的特性，改善了废气流量，从而在响应时间和组件上产生了优势。因为该结构，可以省略附加支架和支撑，涡轮增压器的废气温度设计为950℃。电气旁通阀集成在压缩机叶轮外壳中，当车辆进入减速模式后，旁通阀打开压缩机叶轮处的旁通回路，降低增压压力，防止出现“涡轮颤动”现象。

图13 涡轮增压器

四、排气系统

M282的靠近发动机安装的排气系统(图14)由一个双载体系统组成。为了在冷起动后快速加热，选用直径为118mm的三元催化转换器，空燃比控制通过催化转换器上游的直列式氧传感器和位于两个催化转换器之间的平面式传感器进行。为了进一步减少微粒物质的排放，在车辆底部设置了含有温度和压差传感器的汽油微粒滤清器。

1.三元催化转换器

图14 排气系统

催化转换器内部的陶瓷载体由耐高温的硅酸镁铝制成，嵌在由高合金钢丝制成的弹性钢丝网中，并安装在双层不锈钢外壳中。陶瓷载体需要铝氧化物涂层的基层(中间层)，以将催化转换器的活性表面积增加约7 000倍，用在载体上的活性催化基底涂层中主要包括铂和铑，用于三元催化转换器。铂加速碳氢化合物和一氧化碳(CO)的氧化，而铑加速氮氧化合物(NOx)的还原。载体有着数千个细小通道，废气流经这些通道而被净化。

2.汽油微粒滤清器

具有蜂房式结构的汽油微粒滤清器，其工作原理与柴油车辆中采用的技术相同，废气流穿过微粒滤清器，该滤清器可交替关闭进气和排气通道，以此推动废气流入多孔式滤清器壁中，由此分离碳颗粒，从而使滤清器可通过相应的行驶条件持续再生。

当车辆在常规驾驶模式下运行，尤其是超速运转模式时，汽油微粒滤清器再生(炭烟颗粒燃烧)启动，一旦汽油微粒滤清器中有氧气可用时，炭烟颗粒燃烧。在汽油微粒滤清器的中后部出现1 150℃的最高温度。如果炭烟燃烧过程中温度过高，则会对整个汽油微粒滤清器造成损坏。排气温度由汽油微粒滤清器上游的温度传感器进行监测，炭烟含量通过汽油微粒滤清器压差传感器确定。发动机控制单元直接读取传感器信号，并对其进行评估。如果传感器测量值超过规定值，控制单元就会对发动机正时进行适当的干预并将相关的故障条目记录在控制单元中。由于采用了优化背压的汽油微粒滤清器，因此具有高过滤效果，且免保养，还可自动调节。

五、冷却系统

冷却回路是根据燃烧、排放、摩擦功率和安全工作的要求进行设计的，冷却液由回路中的冷却泵进行传送(图15)。为了降低泵的工作能量输入，设计了回路中各部件的冷却要求和布置，从而对油耗有积极影响。使用带弹性元件的电动加热双盘节温器用于调节冷却液，其通过发动机控制单元内部的温度特性曲线图进行控制，因此，根据工作点，发动机可通过来自燃烧和摩擦功率/重量比的两个冷却液温度进行最佳操作。在发动机关闭时，后加热阶段中由涡轮增压器进行的冷却液循环通过热虹吸进行有效保证，从而不再需要电气部件。该冷却系统具有以下优点:

·快速达到最佳工作温度；

·减少废气排放；

·节约燃油；

·快速加热车厢内部。