林宇清
(福建泉州隆星奔驰4S店,福建 泉州 362000)
275发动机制造于戴姆勒克莱斯勒柏林发动机制造厂,目前主要应用在CL600、S600和SL65车型上 (这些车型由德国戴姆勒集团布莱梅汽车制造厂生产)。
275发动机大约有750个发动机部件,由手工装配完成,每台发动机在出厂前都经过了严格测试,以保证其优良品质。全新的12缸涡轮增压发动机是一款表现近乎完美的发动机,通过涡轮增压器的帮助,可在发动机转速5000r/min时输出368 kW的功率,在发动机转速为1800~3500r/min时输出800Nm扭矩。此款发动机拥有强大的储备功率和后备扭矩,从而确保了发动机动力输出的稳定性与连续性。
发动机的增压形式为排气涡轮增压型,通过电子控制增压效果,发动机在尽可能小的转速下,获得尽可能大的扭矩。另外,275发动机在进行保养时对机油的品质有更高的要求,需加注229.5机油,而自然吸气发动机在进行保养时一般加注229.3机油,也可以加注更高等级的229.5机油。
275发动机控制电路图如图1、图2所示。电路图中,每个部件下都有简写代号,如N3/10代表发动机电子 (ME)控制单元、B37代表油门踏板传感器;各部件之间是通过导线联系起来的,导线的类型和颜色以及横截面积可以从图中获悉,具体可从以下几方面来识别电路图。
1)插头和针脚的识别。以图1为例,圆圈内的数字 “3”表示N3/10上的3插头;插头内的数字,如方框内的 “22”、 “49”等代表插头上的针脚。
2)针脚上的相关说明代表导线的类型,如图1中3插头上面圈内的 “sig”代表信号,即该导线是信号线;图2中5插头上面的 “30”和 “31”分别代表30常火供电线和搭铁线。
3)图2中,U12表示该点划线框内的电路图适用于左舵驾驶的车型,与W34/1对应;U13表示适用于右舵驾驶的车型,与W15/1对应。
4)在图中还有一些不容易识别的插头,如图2中Z3和Z7/5等,以Z3为例,从图注中可知,Z3是端子15结点,也就是说,15电 (钥匙在点火开关2档)通过插头Z3向控制单元N3/10和N118供电 (在WIS的电路图中点击Z3还可以链接至下一个文档中,介绍Z3的位置及其针脚说明)。此外,在图1中,N3/10至N92/1和N92/2之间没有详细的电路图,只给出了相应的文档号 “PE 07.61-P-2000SAQ”,在WIS中点击此文档号即可进入相应的电路图,详细介绍N3/10与N92/1、 N92/2之间的电路连接。
电路图的分析大致综上所述,在此简要介绍N3/10的供电、搭铁、CAN通信,这三要素也是任何一个正常的控制单元工作的前提条件。首先,5插头3针脚上的 “30” 是N3/10的常火供电,4插头31针脚上的 “15”是其15回路供电;其次,5插头5、6、7针脚上的 “31”为搭铁线, 均搭在W34/1上;再次,N3/10有两种CAN通信,分别为CAN E(底盘CAN)和CAN C(传动CAN)通信,也就是说N3/10是这两种CAN线上的用户,通过这两种CAN线进行双向的接收和传送信息。
275发动机涡轮增压器结构示意图如图3所示。由图3可知,各气缸组的排气直接通过排气歧管进入涡轮外壳,冲到涡轮110c上,废气流 (排气)B驱动涡轮转动,压缩机涡轮110d通过轴110e连接到涡轮上,以相同的速度被带动。压缩机涡轮吸入的干净空气D经压缩后E传输至发动机。通过打开和关闭增压压力控制阀110/3a进行增压压力控制,压力通过一个绕过涡轮的旁通通道释放。增压压力控制阀110/3a由真空室110/3使操纵杆110/3b进行操纵。操纵杆的控制范围为8~13 mm。两个涡轮增压器的真空室与增压压力控制转换器的压力一起释放。每个涡轮增压器都有一个减速空气阀,在由负载转换至减速运行时,释放一个绕过压缩机涡轮的旁通通道,通过快速释放增压压力,可防止增压噪声。
增压控制压力传感器位于左侧气缸列的气缸盖后部,如图4所示。电阻大约为23 Ω,通过来自发动机控制单元的脉冲宽度可调 (PWM)信号促动,频率大约为30 Hz,根据此信号使真空室产生调制增压压力。由线圈电枢操控的阀门随占空比的增大而增加通向大气的开启时间,因此,仅有来自接头1的部分增压压力作用于真空室上。
1)来自增压空气冷却器的增压压力供给右侧气缸列。由较小占空比 (ti<5%)促动,作用于真空室的总增压压力 (调压阀开启,增压压力低)。
2)通向真空室的调制增压压力,根据 (5%~95%)ti的占空比。由较大占空比 (ti>95%)促动,无真空作用于真空室 (调压阀关闭,增压压力高)。
3)通往大气的通风。
Y31/5未被促动控制原理如图5所示。当Y31/5没有被促动时,真空室与大气导通,从而使真空室中不再有增压压力,弹簧克服另一侧的大气压,带动操纵杆长的一端向右移动,而短的一端则向左移动,将加压控制阀关闭,这样,全部废气一起驱动涡轮,形成最大增压压力。
Y31/5被促动控制原理如图6所示。 当Y31/5被促动时,真空室中的全部增压压力均得到利用,增压压力克服弹簧弹力,压缩操纵杆长的一端向左移动,从而使短的一端向右移动打开增压压力控制阀,这样就可以通过改变流经涡轮的气体流量,来控制涡轮的转速,以达到控制增压压力的效果。另外,加压控制阀在增压压力约为0.03 MPa(机械基本增压压力)时打开。
增压压力控制框图如图7所示。发动机控制单元ME根据特性图进行增压压力控制。根据涡轮增压器下游和上游的压力状况 (空气滤清器下游的压力传感器和节气门上游的压力传感器的压力值)计算得到增压压力,压缩比为B28/6与B28/5之比。增压空气的温度由传感器B17/8监测,B17/8的信号不仅用于ME管理增压空气冷却系统,也用于计算进气系统中的空气。此外,发动机控制单元还将利用空滤前后的压力传感器B28/4和B28/5,计算空气滤芯前后的压差降,来修改涡轮增压器工作脉谱图,从而达到限定进气压力的效果。为了这一控制,发动机控制单元还将接收节气门后的压力传感器B28/7信号, 计算发动机的负荷。而涡轮增压所带来的扭矩增大,取决于油门踏板的开度和发动机转速,这两个信号分别由油门踏板传感器B37和曲轴位置传感器L5监测,ME在收到信号后控制增压压力和节气门 (M16/5)开度,实现扭矩的优化。