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奔馳M282發動機技術解析

面對全球日益嚴苛的排放法規,各大車企不得不將自家的排量降低,但在降低排量的同時,如何避免動力的流失,這就成了技術攻克的難題,奔馳將1.33T發動機的性能做到了極致,橫置直列4缸發動機,采用直接噴射系統,渦輪增壓器,智能閉缸技術(2號和3號氣缸可在發動機低負荷和轉速范圍內關閉),該發動機可有效降低油耗,并在微粒排放指令和高負荷駕駛循環要求下,整體改善發動機的燃燒和噴射效果,M282發動機排氣量1332ml,最大功率:163馬力,最大扭矩:250牛米。

奔馳M282發動機技術解析

北京奔馳發動機第二工廠作為戴姆勒海外唯一投產M282發動機的工廠, 集合了多種智能與綠色生產設備與制造工藝。集成了北京奔馳新時代制造理念:“數字化、柔性化、綠色”。誕生于此的M282發動機將為國產緊湊型產品提供動力源泉,同時其缸體、缸蓋、曲軸三大發動機核心部件將出口海外,用于戴姆勒德國發動機工廠的整機裝配。這標志著北京奔馳在核心零部件加工與測試等方面的全流程品質,已經完全滿足梅賽德斯-奔馳的全球統一標準。

奔馳M282發動機技術解析

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氣缸蓋和氣門機構(三角形橫截面缸蓋設計)

 

從發動機的側面截面圖來看,其采用了三角形的缸蓋設計。采用三角形缸蓋的設計,雖然相較于傳統矩形缸蓋的設計思路來說會增加發動機的高度,也會令整個發動機的重心有所提高,但在橫向空間的表現方面卻可以省出不少,對于發動機的布局就更加的有利。

奔馳M282發動機技術解析

除了讓發動機總成更加緊湊外,更小的缸蓋也讓進氣管路的長度有了一定的縮小,提高了發動機的進氣效率,到這里可能有朋友會有疑問了:四缸機為什么出來卻只有3個排氣口?
由于缸蓋體積的原因,無法像以往矩形缸蓋那樣在缸蓋內集成4-2-1布局的排氣岐管設計。
最終由奔馳提出了將第二和第三個氣缸內排出的廢氣在缸蓋內部就進行融合,集成一個排氣口排出的方案。

 

智能閉缸功能(氣缸停用CSO)

 

進氣凸輪軸和排氣凸輪軸,通過可以軸向移動的凸輪襯套,將2個氣缸的不同凸輪行程進行切換,氣缸停用CSO工作時,切換至“零升程”凸輪,滾子搖臂在此位置通過360°基圓運行且氣門保持關閉。第2個升程位置是常規的“全升程”凸輪。

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停用和啟用CSO時,各促動器銷移至凸輪襯套的換擋槽中。凸輪軸旋轉期間,在各氣門凸輪的基圓區域中逐漸進行換擋。換擋槽位于可移動的凸輪襯套之間的中央位置。這使得每個凸輪軸上僅有一個促動器可以促動CSO。

 

奔馳CAMTRONIC技術(氣門升程調節技術)

 

奔馳將他們的可變氣門升程技術稱為Camtronic,這個技術的優點并不是為了提高馬力的輸出,而是為了減少排放。在小負荷或者部分負荷的工況下,Camtronic系統開關會命令低揚程的凸輪組工作,控制氣門的開啟度從而限制空氣的攝入量,節流閥門同時保持打開,降低泵氣損失。這原理上跟寶馬的電子系統類似,但Camtronic系統是分兩個2階控制而不是連續可變的。梅賽德斯表示,這個使用了較少的零件的系統成本遠比連續可變系統少,卻可以達到其80%效用。

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Camtronic的原理十分簡單,它的進氣凸輪軸由傳統的可變進氣相位執行器和Camtronic可變氣門升程部件組成。凸輪軸本身由一種內在的載體軸和空心凸輪件組成,每個凸輪件由2個相鄰的液壓缸驅動。凸輪件有兩種形狀(低揚程,高揚程),他們是否參與工作取決于凸輪件的縱向位置。當發動機需要變換凸輪件,執行器通過液壓銷推動凸輪套件向兩端延伸,因此,當凸輪軸旋轉,可動凸輪件在縱向方向滑動并與正在工作的凸輪進行替換。
 
Camtronic的原理與奧迪AVS比較類似,但它使用較少的凸輪件和執行機構,從而保證成本更低。而相比于BMW的可以對氣門的升程進行無級調節的Valvetronic系統(連續可變),Camtronic系統是分兩個2階控制而不是連續可變的。Camtronic系統在工作原理方面與眾多其他車廠的可變氣門升程技術類似,但奔馳這套系統結構上更緊湊,而且系統操作上相對更簡單。

 

NANOSLIDE缸壁鍍膜技術和Eco-Tough活塞環涂層技術

 

采用了NANOSLIDE氣缸涂層技術,這一技術通過高壓電弧將鐵或者碳這類的涂層材質瞬間融化,然后在高壓氣流的推動下,均勻噴向輕量化的鋁合金氣缸內壁。這樣一來就在氣缸內壁表面形成了一層鏡面般平整光亮的納米晶體涂層,涂層表面光滑且密布細微的小孔,這樣的結構對于活塞與缸壁之間的摩擦的減小再完美不過。同樣的,超薄的涂層代替了厚重的鋼制缸套,大幅度降低了發動機的整體質量,減小摩擦更是意味著更低的燃油消耗以及更低的尾氣排放。

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相對于目前廣為使用的5mm灰口鐵缸套來講,NANOSLIDE技術的現實意義在于將發動機氣缸襯套的生產標準提升到了藝術境界般的新標準。被融化噴涂到缸壁表面的鐵或碳涂層,以超細納米晶涂層沉積,這就是所謂的NANOSLIDE涂層,然后再經過一個特殊的珩磨工藝,涂層最終的厚度只有0.1毫米至0.15毫米,并具備鏡面般光潔平整的表面完成度。珩磨過程中產生的細碎毛孔能有效留住潤滑油,從而確保活塞得到最佳潤滑。這樣的結果不僅是NANOSLIDE涂層的氣缸機械摩擦損失比使用傳統灰鑄鐵缸套降低50%,同時也具備非常高的耐磨性。

 

“單渦管”渦輪增壓器和電動控制增壓限制閥

M282發動機具有“單渦管”渦輪增壓器和電動控制增壓限制閥。在速度和閉環控制的精度方面,電動促動器與氣動閉環控制相比,具有很大的優勢。為減小增壓壓力,通過打開增壓壓力控制閥,使得用于驅動渦輪的廢氣流,通過旁路被轉移,渦輪增壓器的廢氣溫度設計為950℃,電氣旁通閥被集成在壓縮機葉輪的外殼中。

 

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可變流量機油泵

 可變排量機油泵能夠根據發動機潤滑和冷卻需求調整泵油量,主動控制使機油流和壓力滿足發動機需求,從而消除過量機油流并降低發動機曲軸上的負載,以便節省燃油。與傳統的定量機油泵相比,可變排量機油泵能夠在NEDC循環下實現1-2%的節油效果。

來源: 汽車動力總成

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