271EVO发动机文档格式.docx
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4.2实践-测试W204中的低压燃油系统28
4.3实践-测试M271EVO高压燃油系统31
4.4实践相关的结论介绍-W204低压燃油系统和M271EVO高压系统32
5理论-M271EVO增压空气系统和二次空气喷射系统33
5.1增压空气系统和二次空气喷射系统33
5.2M271EVO增压空气系统33
5.3M271EVO增压压力控制35
5.4理论-M271EVO增压空气系统37
5.5M271EVO二次空气喷射系统39
5.6理论-M271EVO二次空气喷射系统40
5.7理论相关的结论介绍-M271EVO增压空气系统和二次空气喷射系统41
6实践-M271EVO增压空气系统和二次空气喷射系统42
6.1实践-测试M271EVO增压空气系统和二次空气喷射系统42
6.2实践-测试M271EVO增压空气系统42
6.3实践-测试M271EVO二次空气系统44
6.4理论相关的结论介绍-M271EVO增压空气系统和二次空气喷射系统45
7实践-M271EVO旋转风门调节46
7.1旋转风门调节46
7.2M271EVO中的旋转风门调节46
7.3实践-测试M271EVO中的旋转风门调节47
7.4实践相关的结论介绍-M271EVO旋转风门调节48
8实践-M271EVO散热器百页窗49
8.1实践-M271EVO散热器百页窗49
8.2M271EVO散热器百页窗49
8.3实践-测试M271EVO散热器百页窗50
8.4实践相关的结论介绍-M271EVO散热器百页窗51
9最终测试52
9.1最终测试展示53
9.2最终测试53
10结论54
10.1结论54
1情况介绍
1.1欢迎
逐一介绍的关键问题
•我是谁？
•我的工作单位？
•我的职务？
•我对这次培训有什么期望？
•我对培训师有什么期望？
•我对M271发动机有哪些经验？
1.2时间安排
白天
主题
第1天
•M271EVO的新特性
•关于低压燃油系统的理论练习
•关于低压燃油系统诊断的实践练习
•关于高压燃油系统的理论练习
•关于高压燃油系统诊断的实践练习
•第一天的反馈
第2天
•关于增压空气和二次空气系统的理论练习
•关于增压空气和进气系统诊断的实践练习
•关于旋转风门调节系统诊断的实践练习
•关于散热器百页窗系统诊断的实践练习
•培训课程结束
1.3培训课学习目标
•能够描述全新4缸汽油发动机M271EVO的新特性和变化
•能够描述M271EVO中燃油系统和进气系统的设计及其特殊考虑
•能够描述和解释M271EVO中燃油系统和进气系统的系统功能
•能够对各个子系统进行测试和诊断操作，如M271EVO的燃油系统和进气系统
1.4培训课共识
•遵守商定的时间
•让别人把话讲完
•就有关话题介绍自己的经验
•大家帮助保洁
•爱护车辆
•关闭手机或静音
1.5电子培训的问题
•是否还有任何有关电子培训的未答复问题？
•如果“有”，请写下来，我们将在培训期间试着回答这些问题
•如果“没有”，让我们开始培训
希望大家培训愉快。
祝好运。
2M271EVO的新特性
2.1全新271EVO发动机
271EVO发动机
TT_00_00_000546_FA
在本培训单元中，您将获得有关271EVO发动机的新特性和更改信息。
最近几年中，梅赛德斯-奔驰内部名称为M271的4缸火花点燃式发动机在C级、E级、CLK和SLK敞篷跑车等车辆中都有卓越的表现。
M271EVO这款四缸发动机充分体现了梅赛德斯-奔驰近年来所倡导的量产车小型化理念。
虽然以采取措施减少油耗为重点，但同时也提高了动力性能和扭矩值。
发动机271剖面图
TT_01_10_000537_FA
2.1.1M271EVO发动机的新特性
M271EVO的特性包括：
•改进的凸轮轴调节器
•低噪音链条传动
•可调机油泵
•直接喷射
•热量管理
•废气涡输增压
2.1.2开发目标
保持1.8升排量不变的情况下重新设计发动机的焦点目标在于：
•减少油耗
•在保持使用95RON燃油不变的情况下，提升发动机性能，将最高功率从135千瓦提高到150千瓦（提高了11%）
•将最大扭矩从250牛顿米提高到310牛顿米（提高了24%），从而也让客户体验到更多的驾驶乐趣
•满足EU5法规
•优化/标准化部件和装配工作流程
•调整发动机机械部件以适应提升的机械负荷和热负荷，并且改善摩擦特性
•改进前代装备出色的NVH特性
2.1.3NVH最优化（噪音和振动最优化）
通过众多开发步骤改进了M271EVO发动机的噪音特性。
根据前代发动机的经验以及发动机早期开发阶段中的计算机模拟，对与声学有关的部件做了进一步改进。
燃油喷射系统从进气口喷射改为直接喷射要求喷油器和高压部件的连接极度精密。
另一项减少“喷油器发出滴答声”和改善发动机噪音的措施是一个外形经过重新设计的护盖，它安装了具有声学效果的隔音材料。
M271EVO的充气概念已从机械增压器变为废气涡输增压。
因此，进气道进行了彻底改装，噪音排放得到进一步改善。
涡轮增压器特有的噪音，如“脉动啸声”和“充气啸声”，都可利用专门改进的增压器减音器解决。
改为齿形滚子链后，发动机的正时传动在噪音特性方面得到了明显改进。
通过采用前代装备中的滚子链，尤其通过使用最新开发的链条，显著降低了兰彻斯特链条传动的噪音等级。
链条的公差和链节轮廓经过改进后适应了兰彻斯特传动高减噪要求。
通过优化链条传动布置，获得了更多的改进。
通过对机油盘和手动变速箱进行结构改进，进一步改善了噪音排放。
因此，与前代装备相比，M271EVO显著降低了全负荷极限范围内的噪音等级。
作为典型的涡输增压发动机，它只在转速超过2000转每分后扭矩激增时工作声才会提高。
与前代装备相比，在减速模式下，总噪音等级则进一步降低。
这将使M271EVO能够满足未来车辆对舒适性增加的要求。
2.2M271EVO改进的凸轮轴调节器
2.2.1作用
运行更快的凸轮轴调节器可以连续可变地调节正时。
2.2.2设计
用于调节进排气锻造凸轮轴的调节器经过优化，设计为滑片型调节器。
该调节器的重量更轻，调节速度比以前快了两倍。
凸轮轴调节器为液压摆动传动装置。
40°
的曲轴转角调节角度–相当于调节器（排气）处20°
的实际角度–是由四个工作腔来完成的。
凸轮轴扭矩通过这四个腔支持。
M271EVO凸轮轴调节器
TT_05_20_000618_FA
2.2.3功能
当发动机关闭时，弹簧储能销将凸轮轴调节器锁止在其基本位置。
这样可防止发动机启动时调节器的非受控运动。
中央阀被设计成一个比例阀，并且分别与调节器两个工作腔中的每一个相连。
一个工作腔连至机油泵，一个连至回流管路。
通过对前代凸轮轴调节器的进一步开发，重量降低了34%，调节速度增加了。
此项改进可通过引入一个中央单向阀实现，从而降低了液压比扭矩。
凸轮轴调节策略
最大调节范围达到了70°
曲轴转角（进气30°
曲轴转角/排气40°
曲轴转角）。
在部分负荷范围内，内部废气循环率可达约20%，使得最大耗油量减少8-10%。
精确的设定点调节及最窄的凸轮轴峰谷值是遵从发动机点火不良限制所需间隔的先决条件。
对此特别关注的是调节液压促动的凸轮轴定位器及其位置控制。
其结果是曲轴转角范围控制稳定性小于±
1.5°
。
在大部分节气门开启范围内，调节选项–包括所述的扫气模式（反转模式）-有效减少耗油量和排放。
M271EVO进气和排气凸轮轴调节器
TT_05_20_000619_FA
2.3
M271EVO低噪音链条传动
众多改变使得链条传动产生的噪音显著降低。
2.3.1设计
新型齿形链节发动机正时链的滑轨较长，具备更好的导向作用。
这种改进的导向作用可防止发动机正时链振动。
M271EVO链条传动
TT_05_10_000539_FA
2.3.2功能
由曲轴驱动的新型主正时链驱动两根凸轮轴。
M271EVO链条张紧器
使用新型棘爪式链条张紧器张紧M271EVO的主正时链。
此类链条张紧器一旦已取下，不得重复使用。
重新安装使用曾完全松开的链条张紧器，可能会导致发动机损坏。
在安装新的链条张紧器之前，必须先阅读维修间资料系统中的维修说明。
M271EVO棘爪式链条张紧器
TT_05_10_000640_FA
2.3.3M271EVO兰彻斯特平衡器
作用
兰彻斯特平衡器安装在曲轴箱下方；
它可对4缸发动机因设计原因而出现的二阶自由惯性力进行补偿。
设计
如其前代装备一样，气缸曲轴箱也由压铸铝制成。
采用铸铁衬套的缸套经过精密珩磨进一步降低了摩擦。
与前代发动机一样，仍然使用卧式单件式压铸铝兰彻斯特壳体，以及单个无衬套的滑动轴承。
“组合式”兰彻斯特轴的使用提高了成本效益。
因此，将两根碳钢管轴（代替之前使用的锻造轴）插入兰彻斯特壳体的曲轴通道，不平衡质量部分则被固定到轴上。
不平衡质量部分的前端同时可用于在铝制壳体内进行定位和提供轴向支撑。
平衡轴用三个巴氏合金轴承支撑。
与前代装备相比，不平衡质量区域内较小的轴承直径能够显著减少摩擦。
曲轴与前代发动机一样，采用铸造曲轴，有八个平衡重。
M271EVO兰彻斯特平衡器
TT_03_30_000540_FA
M271EVO兰彻斯特轴
TT_03_30_000541_FA
功能
具有以下优点：
•通过将不平衡轴颈直径减半，节约燃油消耗量：
高动态剪切力令摩擦减少，特别是兰彻斯特转动速度非常快（高达13,000转每分），因此使摩擦显著下降
•简化的系统和部件减少了成本费用：
更小且统一的轴承直径（“刚性轴”）降低了制造和组装成本。
可以省略组装整体锻造轴所需的驱动端保护罩（不平衡质量的直径），包括装配工作和螺纹连接
•采用工艺精细的轴承座和空心轴（代替锻造轴）而减轻了重量
•兰彻斯特壳体内直接驱动和部分整合的可调叶片式机油泵
•与M271量产装备兼容
2.4
M271EVO可调机油泵
2.4.1作用
可调叶片式机油泵根据所需的机油压力提供必要的机油量。
2.4.2设计
可调叶片式机油泵通过凸缘安装在兰彻斯特壳体的后轴承座前端。
进气侧平衡轴通过一对齿轮驱动机油泵。
此时的机油泵驱动为下传动。
TT_18_10_000622_FA
1
至曲轴箱的加压出油口
6
机油泵壳体
2
输入轴
7
进气道
3
定位环
8
滑片
4
安装套筒
9
调速油道
5
定位环弹簧
2.4.3功能
调节通过机油泵的新油侧进行。
从主油道流出的调速机油进入调速油腔。
此时的机油将压向叶轮泵的弹簧储能定位环。
如果主油道内的机油压力到达规定的压力，定位环将克服弹簧力移动。
这样减少了滑片的偏心距。
因而减少了机油泵的有效尺寸，进而减小了泵容积。
因此，机油压力不会进一步增加。
2.5
M271EVO直接喷射
2.5.1作用
与前代发动机相比，直接喷射可提高压缩比，因此效率更高。
燃料分配均匀且成分配比理想；
燃油喷射压力最高可达140巴。
TT_07_70_000548_FA
18
油轨
Y76/3
3缸喷油器
20
高压燃油泵
Y76/4
4缸喷油器
20/1
驱动器（驱动装置）
Y94
油量控制阀
B4/6
油轨压力传感器
A
来自油箱的燃油供给（燃油低压）
Y76/1
1缸喷油器
B
至油轨的燃油供给（燃油高压）
Y76/2
2缸喷油器
2.5.2设计
单级柱塞泵作为高压泵使用。
燃油经由高压油轨注入各喷油器，成30度角喷入燃烧室。
M271EVO高压泵
TT_07_70_000544_FA
2.5.3
为这类直接喷射设计的燃烧系统根据燃烧稳定性（稳固性）和高比输出功率（83千瓦/升）进行开发。
电磁阀喷油器的构造角位置要求有额外的喷射倾角，以防缸壁（包括进气门涂层）上出现沉积物。
喷油器的每个喷嘴均针对穿透深度、均质化能力和油滴大小等进行了开发，并且经过改进以适应气缸的内部压力状态和充气运动。
这也影响汽油的稀释以及炭黑生成。
在此方面，进行了关于喷射形状和喷射方案的采用多孔喷油器的深入研究。
最成功之处在于采用了高燃烧稳定性和最低排气及微粒排放的类型。
通过使用加大了扰流的进气口，能够提高燃烧速率，避免在冷启动后壁上出现任何沉积物。
为了防止喷射的油流直接被燃烧室壁弹回，对不同的活塞燃烧腔形式进行了深入研究；
这样可在排放、机油稀释和耗油量之间提供最佳折中方案。
因此，黑烟值在宽泛的特性图谱范围内均低于0.1的烟尘指数。
安装了具有致偏谐振腔边缘和高容纳油流能力的活塞结构，改善了火花塞区域内混合气的气流导向（如冷启动）。
2.6
M271EVO涡轮增压器
2.6.1作用
涡轮增压器产生要求的增压压力0.7-1.2巴。
2.6.2设计
涡轮增压器的设计可承受1050°
C的高温，被焊接到带双管LSI排气歧管的发动机排气侧。
轴承壳体用水冷却，涡轮轴与发动机油回路相连。
TT_14_10_000547_FA
50/1
增压压力控制阀门
冷却液供液管路
50/2
增压压力控制阀门真空组件
冷却液回流管路
50/3
消音器
C
发动机供油管路
Y101
分流空气转换阀
发动机回油管路
2.6.3功能
所选择的过压控制系统可以产生一个基础的增压压力。
这相当于一个储压器，并且改善了动态特性。
涡轮增压器控制
根据图谱和负荷调节的增压压力通过促动增压真空室实现。
此增压真空室靠弹簧力固定在其基本位置。
废气旁通阀关闭。
弹簧可承受约300毫巴的增压压力。
真空室通过增压压力传感器Y31/5进行调节。
它由发动机控制单元促动。
为此，发动机控制单元分析以下发动机管理的传感器和功能：
•增压空气温度
•增压压力
•进气压力
•来自驾驶员的加载要求
•发动机转速
•防爆震控制系统
•过热保护
•增压空气温度传感器（B17/8）
•节气门的压力传感器上游（B28/6）
•压缩机轮的压力传感器上游（B28/15）
•油门踏板传感器（B37）
•曲轴霍尔传感器（B70）
•变速箱过载保护
减速空气
在开始减速后，由于轴、压缩机轮和涡轮叶轮的质量惯性，涡轮增压器需继续旋转一会儿。
当节气门执行元件（M16/6）迅速关闭时，会导致增压压力冲击波流回到涡轮增压器。
该增压压力冲击波可能会对压缩机泵轮产生低的卸载率和高的增压比，这将导致增压器泵送（短啸声和机械应力）。
开启排气阀可防止此冲击波因快速卸压进入进气道。
如果ME-SFI[ME]控制单元检测到由负荷向减速模式过渡，将促动旁通空气转换阀。
旁通空气转换阀随即开启旁通管。
增压压力则经由旁通管供给压缩机泵轮的进气侧，使增压压力降低。
在增压模式下，整合弹簧关闭旁通空气转换阀。
另外，由于阀活塞处的压力状况相同，增压压力也会经由小孔传给阀膜片的后侧。
因此，阀门保持关闭。
与压缩机增压相比的优点
与机械增压器相比，废气涡轮增压具有运行能耗降低、重量轻、噪音低等优点。
遵守涡轮增压器的密封说明
固定歧管的螺母必须由内向外拧紧至最大扭矩15牛顿米。
此后必须再次拧紧，最大扭矩仍为15牛顿米。
这可确保排气歧管在气缸盖的密封表面处展开。
2.7
M271EVO热量管理和冷却回路
2.7.1作用
热量管理的作用在于根据需要利用图谱控制的双盘节温器来调节冷却液回路。
2.7.2设计
M271EVO冷却回路
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散热器
节流阀
膨胀水箱
切断阀
变速箱油冷却器
10
曲轴箱
硅酸盐凝胶罐
11
风挡玻璃清洗液加热器
具备三盘功能的双盘节温器
12
发动机油冷却器
冷却液泵
13
双阀
涡轮增压器
14
加热器热交换器
与量产发动机所用的冷却液回路及其单盘节温器相比，电子控制的具备三盘功能的双盘节温器可确保M271EVO中图谱控制的预热控制。
2.7.3功能
M271EVO双盘节温器
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规定的冷却液温度根据需要经由双盘节温器进行调节。
同时提高部分负荷下的机油和发动机温度会减少摩擦力。
通过显著降低高负荷范围内的发动机温度可获得最佳的发动机效率。
在冷启动过程中关闭特性图谱节温器和加热器切断阀，可使冷却液回路停止工作。
冷却液停止流过气缸盖。
这样在预热阶段系统使燃烧室能够快速升温。
双盘节温器控制策略
如果冷却液达到80°
C，节温器将开启旁通回路。
在温度为105°
C的部分负荷范围内，节温器也会开启和打开冷却液沿车辆散热器方向的通路。
在全负荷或高负荷期间，冷却液温度分阶段降至90°
C或80°
C。
在冷启动和驾驶员请求加热时，通过开启加热切断阀来取消“不循环回路”。
切断阀开启时，可提供80°
C的全流量进行加热。
这可确保为客户提供最适宜的加热舒适性。
当负荷要求增加和/或转速提高时，“不循环回路”状态可通过短暂电加热腊筒结束。
基于安全理由，节温器和加热切断阀在转速超过4000转每分时（如节温器中的电加热器筒失效时）中止工作。
加热切断阀在未通电时开启。
3理论–M271EVO低压和高压燃油系统
3.1W204低压和高压燃油系统
在本培训单元中，您将进一步了解M271EVO中低压和高压燃油系统的知识。
分组：
•培训师将大家分成两组
•您将在小组中完成该主题
•做完练习之后，小组中的一名学员将介绍你们得到的结论
我们希望您喜欢这些练习。
3.2W204中的燃油系统
3.2.1作用
燃油系统为发动机提供必要的清洁燃油。
3.2.2设计
M271EVO燃油系统
TT_47_00_000575_FA
3.2.3功能
燃油输送
燃油泵从油箱右半部分的燃油输送单元抽出周围的燃油，并将燃油输送至燃油过滤器的进油口。
燃油过滤器单元清洁燃油。
燃油经由两个出油口离开过滤器。
溢流阀与一个出油口相连。
另一个出油口与发动机供油管路相连。
两个出油口的压力同时增加。
溢流阀在压力大于等于约3.5巴时开启一个分流口。
分流的燃油流到油箱左侧的抽吸喷射泵。
燃油从那里流到右侧的燃油输送单元。
发动机的分配油轨经由第二个出油口供油。
电子燃油压力控制
燃油压力传感器记录燃油压力，并将电信号传输至燃油系统控制单元。
燃油系统控制单元将与记录的压力有关的CAN信号传输至发动机控制单元。
发动机控制单元检查压力的可靠性，并将当前燃油压力请求传输至燃油系统控制单元。
燃油系统控制单元通过改变启动信号（脉冲宽度调制）校正燃油泵的启动。
这样可改变燃油泵的转速以及燃油压力和输送率。
3.3
理论-W204低压燃油系统
练习1W204低压燃油系统
本练习的目的在于让你了解低压燃油系统部件的知识，并且能够解释系统关系。
准备
找出低压燃油系统及其部件。
为此，使用培训文件、维修间资料系统和车辆。
在元规划板上利用全部电气和液压部件创建低压系统燃油回路。
设想一下您是燃油，必须从油箱流向发动机。
描述路线。
完成练习，同时回答以下问题：
a）哪个部件调节燃油压力？
b）哪个保险丝用作燃油泵电源？
c）产生的低压燃油数值是多少？
d）
发动机控制单元通过哪个数据总线与燃油系统控制单元交换数据？
e）油箱内的两个抽吸喷射泵有何用途？
3.4
M271EVO高压燃油系统
3.4.1作用
高压燃油系统向发动机提供足够高的燃油压力和足量的燃油。
3.4.2设计
高压系统包括三个主要部件-带油量控制阀的高压泵、带油轨压力传感器的高压油轨和喷油器。
M271EVO燃油喷射系统
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油轨
20/2
燃油压力缓
升级会员 