奔驰12缸发动机M279AMG简介(一)

◆文/福建 林宇清

奔驰12缸发动机M279AMG简介(一)

◆文/福建 林宇清

奔驰车上新一代V型12缸汽油发动机M279AMG(图1)取代了上一款非常成功的M275发动机，这一全新双涡轮增压发动机在提高发动机性能的同时，极大减少了燃油消耗和尾气排放，不断满足市场需求和法规要求。该款发动机与上一代M275AMG发动机的扭矩和功率对比如图2所示。本文将讲解M279AMG发动机的技术亮点,详解各系统及其功能。

图1 M279AMG发动机

图2 M279AMG与M275AMG发动机扭矩和功率曲线

一、机械系统

机械系统包括了发动机的主要机械部件和机构,如汽缸盖、凸轮轴调节、曲轴箱等。

1.汽缸盖

每一侧汽缸盖都有一根顶置式凸轮轴，该凸轮轴是锻造而成的，左侧凸轮轴还用于驱动曲轴箱通风系统的机油分离器。此外，凸轮轴上的链轮可减轻噪音。每个汽缸在缸盖上对应的有两个火花塞、两个进气门和一个排气门，汽缸盖具体构造如图3所示。

图3 汽缸盖

2.曲轴箱

如图4所示，曲轴箱采用台板设计，采用螺丝固定式主轴承盖，箱体由全铝制压铸而成，汽缸衬套则采用了矽铝合金材料,压缩比ε=9.0。

图4 曲轴箱

3.分离器

曲轴箱通过离心式机油分离器进行通风，该分离器由左侧凸轮轴驱动，确保在任何运转状况下都能稳定地分离机油。集成的调压阀根据发动机的运转状况，向曲轴箱内部提供必要的压力，防止曲轴箱出现过度真空。此外，在部分负荷和全负荷通风管中的检验阀，确保流出曲轴箱的气流方向正确。图5所示为分离器各零件位置。

图5 分离器构成

图6 所示为分离器工作原理。混合蒸汽通过曲轴箱进入分离器，随凸轮轴以同样的转速旋转。在此机油从气体中分离出来，滴回曲轴箱。清洁的空气流入压力调节器，并根据发动机的运转状况，被供应到增压空气歧管或左侧涡轮增压进气管。

4.油底壳

油底壳(图7)采用后坑式，由沙型模铸造铝制成，为使噪音最小化，油底壳通过减振橡胶密封圈与曲轴箱相分离。

图6 分离器工作原理

图7 油底壳

5.曲轴连杆机构

M279AMG发动机曲轴总成(图8)与前款发动机有所不同。M279AMG发动机曲轴带有平衡块，被设计成最小的负荷承载和较高的平衡率。其连杆由高强度合金钢锻造而成，并能承受涡轮增压产生的高负载而不增加重量。活塞由高等级的铝合金制造而成，通过优化的生产流程实现良好的运转特性。6.皮带驱动

图8 曲轴总成

皮带传动(图9)采用单皮带系统设计，驱动ABC泵、制冷压缩机、发电机以及冷却液泵。

图9 皮带传动

二、点火系统

传统工作模式会对点火线圈充电，且每次点火循环产生一次点火火花，即单火花点火。为确保点燃混合汽，M279发动机采用多火花点火系统，即通过高能点火线圈产生持续时间较长的火花，且每个点火循环还可使用多次火花。多火花点火与单火花点火循环的开始方式相同，最初线圈会产生所需的初级电流，在点着火的瞬间，充电电流切断，从而产生火花。但是在多火花模式下，线圈不会完全放电，系统会对线圈中的次级电流进行测量，该电流直接取决于线圈的充电水平。如果该电流降至次级线圈电流阈值以下，则线圈的电控装置会再次提供充电电流，且电流大小会受到监测，当达到阈值时，初级电路断开，再次感应出高电压，这会产生另一次火花,之后的火花也以相同的方式产生。多火花点火的优点是能够降低燃油消耗量。

三、燃油供应系统

发动机M279AMG的燃油供给系统由供油回路和燃油箱通风功能组成。

1.燃油供应

燃油泵位于油箱右侧，由燃油泵控制单元促动,根据燃油温度和转速的变化,产生3.7～4.1bar(1bar=105Pa)的燃油压力,将燃油输送至油箱左侧的滤清器，过滤燃油中的杂质，随后通过油轨上的喷油嘴喷入缸内燃烧。另外，在燃油泵至滤清器的供油管上有一个检验阀，防止油泵关闭时压力下降；滤清器上还集成了压力调节器和虹吸泵。调节器通过卸压回流的方式将燃油压力调节在3.8bar左右，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,防止油箱单侧被抽空。图10所示为燃油回路的流程。

图10 燃油回路

2.燃油箱通风

燃油箱清洗功能由ME控制，当该功能启用时，ME通过接地信号促动清洗控制阀。这样，存储在活性炭罐中的燃油蒸汽就会通过清洗控制阀被引入到发动机中燃烧。对于燃油箱通风功能，ME需要评估B11/4(冷却液温度传感器)、B2/5(热膜式空气流量计)、B70(曲轴霍尔传感器)、G3/3(左侧三元催化上游氧传感器)、G3/4(右侧三元催化上游氧传感器)等传感器信号。图11所示为燃油箱构成。

图11 燃油箱

四、涡轮增压系统

M279AMG带双涡轮增压,每个汽缸列各安装一个水冷式涡轮增压器，通过增压提供汽缸的充气效率，从而增加发动机的扭矩和功率。增压大约在转速为1000r/min时开始产生，在约2 300r/min时，达到1.5bar的最大增压压力。图12所示为增压空气路径。

图12 增压空气路径

1.增压简介

涡轮增压原理如图13所示，废气流通过排气歧管冲到涡轮上，驱动涡轮转动；压缩机叶轮通过刚性轴连接到涡轮上，以相同的速度被带动。因此，吸入的空气经叶轮压缩后进入发动机，另外，较低的热损失可确保催化转换器迅速达到工作温度。

图13 涡轮增压原理

2.增压控制原理

增压压力通过增压压力控制阀(Y77/1)以电子气动的方式控制，该电磁阀由ME通过PWM信号控制，占空比在5%～95%内，其原理借助M276AMG发动机来理解(图14)。

图14 控制阀工作原理

在Y77/1没有被促动时，即占空比＜5%,它控制风门的真空室通大气,使大气压克服弹簧的弹力，带动操纵杆长的一端向左移动，而短的一端则向右移动，将增压压力控制风门打开，部分废气通过旁通回路排出，增压压力减小，从而降低燃油消耗量 (图15)。

(未完待续)