奔馳12缸發(fā)動機(jī)M279AMG簡介(二)

◆文/福建 林宇清

奔馳12缸發(fā)動機(jī)M279AMG簡介(二)

◆文/福建 林宇清

(接上期)

當(dāng)Y77/1被促動時,即占空比＞5%，真空泵到真空室的真空連接建立，彈簧回位，拉動操縱桿長的一端向右移動，從而使短的一端向左移動，在全負(fù)荷范圍內(nèi)，將增壓壓力控制風(fēng)門關(guān)閉，全部廢氣都用于驅(qū)動渦輪,形成最大為1.5bar(1bar=105Pa)的增壓壓力。這樣，通過改變流經(jīng)渦輪的氣體流量，來控制渦輪的轉(zhuǎn)速，可達(dá)到控制增壓壓力的效果。為控制增壓壓力，ME評估以下傳感器的信號：進(jìn)氣溫度傳感器，左汽缸列空氣濾清器下游的壓力傳感器，右汽缸列空氣濾清器下游的壓力傳感器，節(jié)氣門促動器上游的壓力傳感器，增壓壓力、節(jié)氣門促動器下游的壓力傳感器，增壓空氣分配器的壓力、油門踏板傳感器，駕駛員的負(fù)荷請求、曲軸霍爾傳感器，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、爆震控制、變速器過載保護(hù)及過熱保護(hù)傳感器(圖16)。

圖16 Y77/1被促動

3.增壓壓力旁通回路

由于渦輪增壓器的軸、葉輪和渦輪的慣性，在車輛開始減速之后，增壓器總是會稍稍空轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)快速關(guān)閉節(jié)氣門時，增壓壓力反作用于壓縮機(jī)，出現(xiàn)壓力波。為防止此現(xiàn)象，在ME檢測到由負(fù)載模式變?yōu)闇p速模式時，就會促動排空閥Y101，來自真空室的真空作用在渦輪增壓器的排氣閥上，排空閥打開壓縮機(jī)葉輪處的旁通回路，增壓壓力降低。當(dāng)Y101沒有被促動時,它通大氣，即控制風(fēng)門的真空室通大氣，排空閥被集成式彈簧關(guān)閉 (圖 17)。

圖17 旁通回路工作原理

五、排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)由靠近催化轉(zhuǎn)換器、催化轉(zhuǎn)換器上游和下游的氧傳感器和消音器組成(圖18)。廢氣處理系統(tǒng)的任務(wù)是減少廢氣中CO、HC、NOx的排放，同時，將混合物的空燃比嚴(yán)格控制在λ=1的限制范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)催化轉(zhuǎn)換器中更高的廢氣轉(zhuǎn)換率。

剩余氧含量是混合物成分的一項(xiàng)重要指標(biāo),氧含量較低意味著空氣不足，混合物“較濃”；氧含量較高則意味著空氣過剩，混合物“較稀”。如果氧傳感器檢測到混合物過濃，則ME會縮短噴油時間，直至濃度降低；如果混合物過稀，則該過程會反向進(jìn)行。

六、二次空氣噴射系統(tǒng)

二次空氣噴射是指在冷啟動時將新鮮空氣噴入排氣歧管，燃燒廢氣中的CO和HC化合物，以提高廢氣溫度，使三元催化器盡快達(dá)到工作溫度，從而提高了發(fā)動機(jī)暖機(jī)的速度。

圖18 排氣系統(tǒng)的組成

1.電子空氣泵

電子空氣泵位于右側(cè)排氣歧管下方(圖19)，由ME通過空氣噴射繼電器促動，促動后從右側(cè)空氣濾清器的干凈側(cè)吸收新鮮空氣，然后通過空氣噴射鎖止閥上的2個壓力接口輸送到排氣歧管?？諝獗玫淖铋L促動時間為90s，電流消耗約45 A?？諝獗迷陂L時間促動后，會保持鎖止，只有在三元催化器再次冷卻下來后，才會重新工作，確?？諝獗糜凶銐蜷L的時間冷卻，防止泵損壞。

圖19 電子空氣泵位置

2.空氣泵轉(zhuǎn)換閥

空氣泵轉(zhuǎn)換閥是一個電磁閥，位于右側(cè)缸蓋的前面(圖20)，其供電來自87回路，與空氣泵同時由ME促動最長時間為90s。

圖21所示為轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換閥通過來自進(jìn)氣歧管的真空激活鎖止閥，其工作原理如圖22：當(dāng)轉(zhuǎn)換閥被促動時，固定板由線圈吸出，然后密封橡膠塊關(guān)閉通風(fēng)口，通道2和3相通，這樣從進(jìn)氣歧管到鎖止閥之間的真空就被建立。當(dāng)轉(zhuǎn)換閥不通電的情況下，通道1和3之間的連接再次被建立，即通道3通大氣壓。

圖20 空氣泵轉(zhuǎn)換閥

圖21 轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)

圖22 轉(zhuǎn)換閥工作原理

3.空氣噴射鎖止閥及其功能

兩個空氣噴射鎖止閥分別位于右側(cè)缸蓋的前部，閥的一端通過軟管連到空氣泵，另一端通過缸蓋上的氣道連到排氣歧管，表面有一接口與轉(zhuǎn)換閥的真空接口相連(圖23)。鎖止閥內(nèi)部為組合閥：集成了具有單向閥性質(zhì)的閥板和檢驗(yàn)閥。當(dāng)轉(zhuǎn)換閥被促動時，受空氣泵和真空之間的壓差作用，閥板被打開，新鮮空氣通過鎖止閥進(jìn)入排氣歧管；當(dāng)轉(zhuǎn)換閥未通電時，轉(zhuǎn)換閥的真空接口通風(fēng)，閥板由彈簧力關(guān)閉。檢驗(yàn)閥防止廢氣進(jìn)入鎖止閥，使其臟污和受熱損壞。

圖23 鎖止閥位置

4.空氣噴射控制原理

二次空氣噴射由ME控制，在此借助下圖所示的M272發(fā)動機(jī)的控制原理來理解(圖24)。ME分析B70和B11/4監(jiān)測的信號，以判斷是否滿足以下二次空氣噴射啟用條件：①冷卻液溫度在-10～35 ℃之間；②發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速＜2 500r/min。如果滿足，那么ME就會同時觸發(fā)空氣泵繼電器和轉(zhuǎn)換閥，鎖止閥打開，空氣泵輸送的新鮮空氣通過鎖止閥進(jìn)入排氣歧管，將廢氣中的CO和HC化合物燃燒生成CO2和H2O，提高暖機(jī)階段的尾氣排放和廢氣溫度，使三元催化器的工作溫度更快上升。

七、冷卻系統(tǒng)

M279AMG根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)要求，通過控制節(jié)溫器的各工作位置，從而調(diào)節(jié)冷卻液溫度。該系統(tǒng)包含以下功能：電子扇控制、風(fēng)扇延遲關(guān)閉功能、過熱保護(hù)、渦輪增壓冷卻及空氣冷卻系統(tǒng) (圖 25)。

1.電子扇控制：電子扇由ME通過PWM信號促動，即ME通過占空比控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速：-10%，電子扇停止；-20%，電子扇運(yùn)轉(zhuǎn)，最低速；-90%，電子扇運(yùn)轉(zhuǎn)，最高速。如果促動時出現(xiàn)故障，風(fēng)扇將以最高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.風(fēng)扇延遲關(guān)閉功能：在關(guān)閉鑰匙(ignition OFF)后，如果冷卻液溫度、機(jī)油溫度或ME自身的溫度超過了最高標(biāo)準(zhǔn)值，那么電子扇會繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，最長持續(xù)5min，即電子扇的run-on 功能。但如果run-on 功能引起了電池電壓急劇下降，那么該功能將會被抑制。

圖24 空氣噴射控制原理

圖25 冷卻回路

3.過熱保護(hù)：為了防止冷卻液超出允許的最高溫度而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)和三元催化損壞，在冷卻系統(tǒng)中安裝了過熱保護(hù)功能，防止熱量過載，為此ME需要分析當(dāng)前的冷卻液溫度和油門踏板，以控制風(fēng)扇和節(jié)溫器運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)過熱保護(hù)功能啟用時，節(jié)氣門不再全開，空氣流量和燃油噴射減少。

4.渦輪增壓冷卻：冷卻液流通過曲軸箱中不同的接口流入每側(cè)渦輪增壓器，從底部到頂部流過增壓器的軸承座，然后離開軸承座回流至右側(cè)汽缸蓋上的主冷卻回路(圖26)。

圖26 增壓器冷卻

5.空氣冷卻系統(tǒng)

每個汽缸列都有一個增壓空氣冷卻器，兩個冷卻器與低溫冷卻器、膨脹容器、增壓空氣冷卻器循環(huán)泵組成了增壓空氣冷卻回路(圖27)。這樣，熱的增壓空氣通過增壓空氣冷卻器向冷卻液流散熱，然后冷卻液通過低溫冷卻器散熱至大氣中。循環(huán)泵由ME根據(jù)增壓空氣溫度促動，增壓空氣溫度由進(jìn)氣歧管中的進(jìn)氣溫度傳感器記錄，并傳送至ME分析。當(dāng)增壓空氣溫度高于45℃時，ME通過繼電器促動循環(huán)泵；當(dāng)增壓空氣溫度降至35℃以下時，循環(huán)泵關(guān)閉。冷卻后的空氣密度更高，因此，可增加汽缸進(jìn)氣量，提高發(fā)動機(jī)功率。此外，還可降低爆震趨勢和減少NOx的形成。

八、發(fā)動機(jī)潤滑

M279AMG潤滑回路采用輕便設(shè)計,機(jī)油由機(jī)油泵供給，為一系列潤滑點(diǎn)和液壓調(diào)節(jié)器供應(yīng)機(jī)油，除了潤滑外，還具有冷卻作用,圖28所示為機(jī)油回路。

機(jī)油泵(圖29)由曲軸通過一根鏈條驅(qū)動，是一個兩級齒輪泵，具有兩個虹吸水平，負(fù)責(zé)來自渦輪增壓器的回流，防止機(jī)油被壓入進(jìn)氣通道或排氣通道中。機(jī)油液位檢查開關(guān)記錄油底殼中的機(jī)油液位、油質(zhì)、油溫，并將信號傳送至ME。

圖28 機(jī)油回路

圖29 機(jī)油泵

(未完待續(xù))