奔驰M271EVO发动机技术亮点（上）

◆文/福建　林宇清

奔驰M271EVO发动机技术亮点（上）

◆文/福建林宇清

M271EVO汽油发动机广泛装配在奔驰C级和E级轿车上，它将对经济性和环保性的要求与舒适性结合在一起，实物图如图1所示，它具有以下优点：①通过增加功率和扭矩提高响应性；②通过更平稳的运转提高舒适型；③显著降低燃油消耗并减少二氧化碳排放；④符合欧V排放标准。

图1 发动机视图

tM271EVO有三种功率型号：115KW、135KW 、150 KW，基本数据如图2、图3所示。

图2 发动机数据

图3 发动机数据

一、机械系统

该系统包括发动机的主要机械部件和机构，如汽缸盖、凸轮轴调节机构、曲轴箱等。

1.汽缸盖

根据四气门设计理念，改进了汽缸盖（图4）和进气门，并通过凸轮轴、调节器和中央火花塞的优化设计满足了均质直接喷射的要求。

图4 汽缸盖剖面图

2.凸轮轴调节机构

进气和排气凸轮轴调节器（图5）是采用液压驱动叶片旋转的方式进行的，这样可实现对正时更加迅速的无级调节。调节角度范围为40°（曲轴转角），相当于可调节器排气处的20°转角。凸轮轴的调节功能优化了发动机扭矩曲线，改善了排气特性。此外，在发动机熄火时，弹簧加载销将调节器锁止在其基本位置，以防止调节器在启动过程中出现不受控制的转动。

图5 凸轮轴调节器

3.曲轴箱

M271EVO的曲轴箱有两种通风系统：部分负荷通风系统和全负荷通风系统。

（1） 部分负荷通风系统：部分负荷通风管从发动机左支撑座的凸缘连接到节气门下游的增压空气分配管，漏出的气体（漏出量）通过曲轴箱上的开口流入单旋流分离器。该分离器位于发动机左支撑座后方，采用旋流器式设计，可使进入的空气产生旋流，由此产生的离心力将机油分离，使机油流回到箱体中（图6）。

（2）全负荷通风系统：机油分离器采用平行的双旋流式设计，集成在汽缸盖罩中（图7），全负荷通风管从机油分离器通向涡轮增压器上游的增压空气管，通风气体从排气侧排出，从而可高效且精确地分离机油。

图6 部分负荷通风示意图

图7 全负荷通风示意图

4.链条传动

凸轮轴由最新研发的“齿形衬套链”驱动，不仅减轻了质量还减小了齿根中衬套的撞击力，降低了噪音。低噪音设计得益于链条导轨和张紧轨的布置排列，使其没有与正时箱盖罩接触，以及张紧器安装位置的降低而减小了对链条的作用力，从而显著降低噪音。此外，M271EVO采用新型的兰切斯特平衡轴，显著降低了活塞运动所导致的干扰振动，实现平稳的运转，其中平衡轴由发动机前端的短链条驱动（图8）。

图8 链条传动

二、燃油供给系统

M271EVO的燃油供给系统由低压回路和高压回路组成，低压回路提供3.8bar（1bar=105Pa）左右的燃油压力，经高压回路压缩至120bar左右后，通过喷油器喷入缸内燃烧。

1.低压油路

燃油泵控制单元促动燃油泵，产生低压燃油，并输送到高压泵，燃油压力由滤清器上的压力传感器监测，该回路的主要部件如图9所示。

图9 低压系统

（1）燃油泵：由燃油泵控制单元促动，产生3.8bar左右的燃油压力， 将其输送至燃油高压泵，最大输送速率为130L/h。

（2）燃油滤清器：过滤燃油中的杂质，滤清器带有减压阀和抽吸引射泵，减压阀将燃油压力维持在3.8bar，防止初级低压油路产生不规则的压力波动。抽吸泵将左半油箱中的燃油抽到右半油箱中（虹吸原理），确保左右两侧燃油量相同。

（3）燃油泵控制单元：通过PWM信号促动燃油泵，同时还读取燃油压力传感器的信号，并将该压力信号与标准压力对比，据此促动燃油泵， 以使实际压力与标准压力相接近。此外，还作为CAN C的用户，参与CAN通信，例如与发动机控制单元通信，根据发动机的要求调节燃油泵工作。

2.高压油路

低压燃油进入高压泵后，高压泵将其压缩至120bar左右，然后通过喷油器喷进缸内燃烧，喷油轨上高压燃油压力传感器实时监测高压油路燃油压力，高压回路主要部件如图10所示。

图10 高压系统

（1）燃油高压泵：燃油高压泵是单柱塞泵，位于汽缸盖的后部，根据缸内直喷的需求，产生120bar左右的燃油压力，并输送至油轨。高压泵由进气凸轮轴驱动，凸轮轴每转一圈输送四次燃油。

（2）流量控制阀：流量控制阀集成在高压泵上，与高压泵构成一个整体。其功能相当于进油节流阀（比例阀），用于调节进入高压泵的燃油量，这样便可根据发动机的运转状况，将油轨压力维持在30至140bar（最大燃油压力）之间。

（3）油轨压力传感器：油轨压力传感器测量油轨中当前的燃油压力，并将相应的电压信号传送至发动机控制单元（ME）， 用于调节高压油路压力。（未完待续）