奔驰发动机要怎么排空看这里!奔驰四缸汽油发动机M271-EVO技术

今天介绍了奔驰M271 EVO发动机机械结构、燃油喷射系统，重点介绍了燃油喷射系统的工作特点。

M271系列汽油发动机时至今日，已经陆续进入维修高峰期，熟悉这款发动机，对维修保养会有很大的帮助。

M271 EVO技术概要

M271EVO

自2009年9月起，C级和E级BlueEFFICIENCY车型将采用M271EVO。提供有三种功率型号：

115、135和150千瓦。

M271EVO的研发目标如下：

通过功率和扭矩的增加提高响应性；

通过更平稳的运转提高舒适型；

显著降低燃油消耗量并减少二氧化碳排放；

符合欧5排放标准；

因此，M271EVO将BlueEFFICIENCY对经济性和环保性的要求与舒适性和驾驶乐趣结合在一起。

以上目标通过一系列的技术新特性和改进实现：

低噪音、低维护的链条传动；

凸轮轴调节；

扭转摩擦平衡器；

喷油压力为140巴的均质直接喷射。

喷油器

油量控制式燃油泵

涡轮增压器

空燃比控制

可迅速加热催化转换器的二次空气喷射

具有三盘式功能性的双盘式节温器

散热器百叶窗

高效的调节式机油泵

点火系统

ECO起动/停止系统

新特性及改进概述（上图说明）

1 带涡轮增压器、优化空燃比控制和二次空气喷射的排气系统

2 点火系统

3 带油量控制式燃油泵的均质直接喷射

4 喷油器

5 ECO 起动 / 停止系统

6 调节式机油泵

7 扭转摩擦平衡器

8 散热器百叶窗

9 具有三盘式功能性的双盘式节温器

10 带优化凸轮轴调节的低噪音、低维护链条传动

M271EVO发动机视图

发动机数据

M271 EVO机械部件

气缸盖

为满足均质直接喷射的要求，改进了气缸盖和进气门。

M 271 EVO 根据四气门设计概念，通过两个凸轮轴、两个凸轮轴调节器和中央火花塞进行工作。

气缸盖图示说明（上图）

1 排气凸轮轴

2 进气凸轮轴

3 进气门

4 喷油器

5 排气门

6 火花塞

凸轮轴调节器

锻造进气和排气凸轮轴的凸轮轴调节器是叶片式调节器，并进一步进行了改进。与之前相比，实现了对正时更加迅速的无级调节。

凸轮轴调节器采用液压旋转驱动方式。调节角度为40°（曲轴转角），相当于调节器（排气）处的20°角度。凸轮轴的调节优化了发动机扭矩曲线，改善了排气特性。

发动机关闭时，弹簧加载销将凸轮轴调节器锁止在其基本位置，以防止调节器在起动过程中出现不受控制的运动。

新型凸轮轴调节器的重量减轻了34%，但调节速率却是之前的两倍。

凸轮轴调节器图示说明（上图）

1 排气凸轮轴调节器

2 进气凸轮轴调节器

曲轴箱

1、曲轴箱通风系统

M 271 EVO 装配有两个曲轴箱通风系统：

带单旋流式机油分离器的部分负荷通风系统；

带双旋流式机油分离器的全负荷通风系统。

1.1、部分负荷通风系统

单旋流式机油分离器用于分离部分负荷通风管中的机油。部分负荷通风管从发动机左支撑座的凸缘连接到节气门促动器下游的增压空气分配管。

漏出气体（漏出量）通过曲轴箱上的开口流入位于发动机左支撑座后方的单旋流分离器。机油分离器采用旋流器的形式：使进入的空气产生旋流，由此产生的离心力将机油分离，并流回到箱体中。

以此方法清洁的空气通过安装在旋流器上方的组合阀离开机油分离器，该组合阀在增压空气分配管中压力过高时充当止回阀，同时也是保护催化转换器的空气切断阀。

带旋流式机油分离器的部分负荷通风系统（上图）

1.2、全负荷通风系统

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。机油分离器集成在气缸盖罩中。

全负荷通风气体从排气侧排出。

平行的双旋流式机油分离器可高效且精确地分离机油。

气缸盖罩中的漏出气体图示说明（上图）

1 漏出气体入口

2 容积分离器

3 缓坡

4 双旋流式机油分离器

5 漏出气体出口

链条传动

低噪音链条传动

凸轮轴由最新研发的带齿套筒链驱动。

引导滑轨和张紧轨的布置排列使其不与正时箱盖罩接触，因此显著降低了噪音。

此外，链条张紧器更低的安装位置以及由此导致的链条传动作用力的减小也是噪音降低的原因。

两个扭转摩擦器平衡轴由同样位于发动机前部的第二条链条驱动。机油泵通过左侧扭转摩擦器平衡轴驱动。

为此，采用了新型单套筒链。

注意：

除了质量减轻之外，由于链节撞击链轮各侧的齿肩并吸收部分撞击脉动，也减小了齿根中衬套的撞击力。

链条传动图示说明（上图）

1 带齿套筒链：驱动凸轮轴

2 滑轨

3 曲轴

4 机油泵

5 平衡轴

6 单套筒链：驱动扭转摩擦器平衡轴

7 链轮

8 带张紧轨的链条张紧器

曲轴总成

扭转摩擦平衡器

通过采用新型扭转摩擦平衡器，显著降低了活塞运动所导致的干扰振动，从而实现了舒适的平稳运转。

扭转摩擦平衡器通过两个逆时针转动的平衡轴工作，每个平衡轴分别固定在一个整体式压铸铝制外壳中的三个轴承上。

这些管状的钢制轴插在外壳的轴承槽中，并通过螺栓固定在质量不均衡的配重块上。质量不均衡配重块的表面还用作壳体中轴的定位器和轴向轴承。

注意：

用于固定平衡轴的壳体位于油底壳内，并且通过螺栓从下面固定在曲轴箱上。该壳体还充当梯式框架，用作轴承座的加强桥，因此加强了对曲轴箱的横向支撑。

扭转摩擦平衡器图示说明（上图）

1 曲轴驱动装置

2 平衡轴

3 链轮

皮带驱动

M271 EVO中的主总成改变了安装位置，其部分原因是省略了机械增压器。

曲轴皮带轮驱动以下主总成：

动力转向泵

制冷压缩机

发电机

冷却液泵

这些主总成由低维护的一体式多楔V型皮带驱动。

V型皮带由带张紧轮的自动皮带张紧器张紧。

皮带驱动示意图（上图）

1 导轮

2 导轮

3 动力转向泵

4 带张紧轮的皮带张紧器

5 制冷剂压缩机

6 皮带轮

7 发电机

8 冷却液泵

小编的题外话：

奔驰的驱动皮带从早期的W140底盘“虎头奔”开始到今天，这条看似不起眼的驱动皮带，一直都是一个技术活，如果你不是擅长奔驰，熟悉这条皮带的走向，那么小编给你的建议就是看资料，手机拍照，盲目的自信结果就是这条皮带拆了装回去时候不是长度短了就是皮带长了，总之不是少绕了轮子，就是皮带打架。

拆卸前拍照，你会省心省事，也不会怀疑自己的智商。

M271 EVO燃油喷射

均质直接喷射

喷射技术

M 271 EVO 采用了带火花点火和涡轮增压的均质直接喷射，因此提高了燃油经济性，并显著降低了污染物排放。

燃油喷射控制的工作原理

油轨中的当前燃油压力由油轨压力传感器记录，并传送至油量控制阀。该阀使燃油高压泵在油轨中产生高达 140 巴的压力。

准确的喷射时间由电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（ME-SFI）控制单元计算。

ME-SFI 控制单元评估来自以下部件的信号：

节气门促动器

凸轮轴传感器

曲轴霍尔传感器

转速传感器

压力传感器

温度传感器

进气门和排气门的正时可变。

这就意味着可根据当前工况对燃烧室中的混合物构成进行调节。

进气门和排气门由可调节式凸轮轴控制。凸轮轴的准确位置由凸轮轴传感器检测，并传送至 MESFI控制单元。

油轨

在装配燃油轨的存储式燃油喷射系统中，压力产生和喷射功能是相互独立的。喷油压力由燃油高压泵产生并进行调节。喷射过程中，油轨中的压力可以保持。ME-SFI 控制单元促动油量控制阀，喷油器以非常高的精确度将燃油喷入燃烧室中。

喷油器

喷油器的安装可确保以特定的角度喷射燃油。所选角度可防止燃油沉积在燃烧室壁上或覆盖进气门。

根据充气运动和气缸内部压力，喷油器的多孔阀可以实现精确调节的独立喷射。

从而确保了稳定燃烧、低排放和低燃油消耗量。

喷油器的横截面图示说明（上图）

1 螺旋弹簧

2 气门座

3 多孔盘

4 喷油嘴针阀

5 电磁阀电枢

6 磁铁线圈

均质直接喷射

燃油高压泵

燃油高压泵位于气缸盖的后部，并由进气凸轮轴驱动。燃油高压泵是单柱塞泵。四个凸轮实现了凸轮轴每转一转即输送四次燃油。

油量控制阀

油量控制阀与燃油高压泵构成一个整体。其功能相当于进油节流阀（比例阀），用于调节燃油量（最大燃油压力=140巴）。为进行调节，油轨压力传感器记录油轨中的当前燃油压力。

油轨压力传感器

油轨压力传感器测量油轨中的当前燃油压力，并将相应的电压信号传送至电控多端顺序燃料喷注/点火系统（ME-SFI）控制单元。发动机关闭时，油量控制阀中断燃油供给，从而撤销高压。

高压系统图示说明（上图）

18 油轨

20 燃油高压泵

20/1 驱动器（驱动系统）

20/2 燃油压力阻尼器

B4/6 油轨压力传感器

Y76/1 气缸 1 的喷油器

Y76/2 气缸 2 的喷油器

Y76/3 气缸 3 的喷油器

Y76/4 气缸 4 的喷油器

Y94 油量控制阀

A 来自燃油箱的供油（低压燃油）

B 供至油轨的供油（高压燃油）

低压系统

低压系统通过一个燃油泵控制单元和燃油供油管中的一个燃油压力传感器工作。

控制单元集成在发动机的 CAN 网络（CAN = 控制器区域网络）中，并根据发动机的要求调节燃油泵。燃油压力恒定保持为参考值。

低压系统图示说明（上图）

1 燃油供油管

2 滤清器凸缘

3 燃油压力传感器

4 吸油喷射泵 1

5 减压阀

6 泵凸缘

7 非控制式燃油泵

8 吸油喷射泵 2

N10/2 带保险丝和继电器模块的后侧 SAM 控制单元

N118 燃油箱控制单元

M271 EVO增压进气系统

一、系统概要

M271EVO采用了带增压空气冷却的涡轮增压器，因此，其输出功率和扭矩都得到了提高。不再通过压缩机进行增压。

二、增压工作原理

增压过程中，排气的流动能量用于驱动涡轮增压器。

新鲜的清洁空气经空气滤清器流向压缩机入口，并通过压缩机出口被引导至增压空气冷却器上游的增压空气管。

压缩机涡轮的转速较高，会产生较大容积的流量，增压空气管中的空气因此被压缩。最大增压压力为1.2巴。

压缩机出口处的消音器会抑制增压压力的变化，并减少转速迅速变化过程中产生的相关流动噪音。

压缩空气通过增压空气管流入增压空气冷却器。这可冷却由于压缩而变热的增压空气，并将其通过增压空气管导向增压空气分配管。

系统概述图示说明（上图）

1 涡轮增压器

2 增压空气分配管

3 排气歧管

4 消音器

增压的功能原理图（上图）

12 增压空气分配管

50 涡轮增压器

50/1 增压压力控制风门（增压限制阀）

50/3 消音器

110/1 空气滤清器壳

110/2 增压空气管

110/3 通向增压空气冷却器的增压空气管

110/4 增压空气冷却器

110/5 通向节气门促动器的增压空气管

B17/8 增压空气温度传感器

B28/6 节气门上游的压力传感器

B28/7 节气门下游的压力传感器

B28/15 压缩机叶轮上游的压力传感器

M16/6 节气门促动器

Y31/5 增压压力控制压力转换器

Y101 排空阀

A 排气

B 进气（未过滤）

C 进气（已过滤）

D 增压空气（未冷却）

E 增压空气（已冷却）

增压压力控制风门的工作原理

增压压力通过安装在涡轮入口处的增压压力控制风门（增压限制阀）进行调节。

增压压力控制压力转换器通过增压压力促动增压压力控制风门的真空室。

如果增压压力过高，则排气会被导向涡轮周围，因此降低了涡轮增压器转速，进而降低了增压压力。

部件概述（上图）

50/1 增压压力控制风门

50/2 增压压力控制风门真空组件

50/3 消音器

Y101 排空转换阀

A 冷却液供给管

B 冷却液回流管

C 发动机油供油管

D 发动机油回油管

增压压力控制

增压压力控制压力转换器

压力转换器由电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（ME-SFI）控制单元根据特性图和负荷促动。

为此， ME-SFI 控制单元对以下传感器和功能进行评估：

· 增压空气温度传感器

· 节气门上游的压力传感器

· 压缩机叶轮上游的压力传感器

· 油门踏板传感器：驾驶员发出的负荷请求

· 曲轴霍尔传感器：发动机转速

· 爆震控制

· 变速箱过载保护

· 过热保护

压力转换器利用来自增压空气管的增压压力促动增压限制阀的真空室。然后，真空室打开增压限制阀，因此打开旁通回路。废气流通过旁通管绕过涡轮，从而调节增压压力并限制涡轮转速。

增压压力控制压力转换器（上图）

A 旁通回路关闭

B 旁通回路打开

节气门上游的压力传感器

节气门上游的压力传感器测量增压空气管中的增压空气压力。

工作原理

增压空气压力使膜片变形，并作用于电位计上。这会改变电位计的电阻，从而影响压力传感器传送至电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（MESFI）控制单元的电压信号。

节气门下游的压力传感器

节气门下游的压力传感器测量增压空气分配管中的增压空气压力，并将该数值传送至 ME-SFI 控制单元。

压缩机叶轮上游的压力传感器

压缩机叶轮上游的压力传感器记录清洁空气侧的压力值并传给电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（ME-SFI）控制单元。

因此，该传感器能够检测到空气滤清器滤芯堵塞等原因所导致的突然性压降。压缩机叶轮上游的压力传感器位于涡轮增压器上游的增压空气管

提示：

所有压力传感器的工作原理相同 – 均由正压力进行控制。中。

电动排空阀

由于轴、压缩机叶轮和涡轮的惯性，车辆开始减速之后，涡轮增压器总是会稍稍空转。因此，当快速关闭节气门促动器时，增压压力波反作用于

压缩机。

该增压压力波在压缩机叶轮处实现了低输送量和高压，从而出现了所谓“涡轮增压器发出啸叫声”（短时间的嚎叫声和机械应力）的现象。

为防止出现该增压压力波，排空阀打开，并迅速释放进气管中的压力。

检测到由负载模式变为减速模式时，电控多端顺序燃料喷注/点火系统（ME-SFI）控制单元会促动排空阀。排空阀打开压缩机叶轮处的旁通回

路，增压压力降低。在负载模式下，排空阀被集成式弹簧关闭。

排空阀的工作原理（上图）

Y101 排空阀

A 排空阀打开

B 排空阀关闭

三、涡流风门控制

概述

涡流风门控制改变进气口中的空气导管。每个气缸有两个进气口。其中一个可由涡流风门关闭。

涡流风门促动马达通过一个连杆调节涡流风门。八个进气口中的四个进气口被连续关闭，以实现“产生涡流”之目的。

为进行涡流风门控制，电控多端顺序燃料喷注/点火系统（ME-SFI）控制单元对以下传感器进行扫描：

节气门下游的压力传感器；

曲轴霍尔传感器；

涡流风门霍尔传感器。

ME-SFI 控制单元根据特性图，利用脉冲宽度调制信号促动涡流风门促动马达。

在暖机阶段会特别对涡流风门进行调节，以实现更为理想的混合物成分。怠速和发动机转速较低时，涡流风门关闭。这会产生较强的涡流效果，从而促进混合物的形成。

涡流风门根据负荷和发动机转速进行调节，以实现所有情况下空气的最佳运动。发动机负荷较高时，涡流风门完全打开。

断电时，涡流风门打开。该情况由集成在促动马达中的回缩弹簧加以保证。

增压空气歧管的剖面图（上图）

1 促动马达的调节杆

2 促动马达的连杆

3 调节轴

4 涡流风门的调节杆

5 涡流风门的上部导向件

6 涡流风门

M59 涡流风门促动马达

A 涡流风门关闭

B 涡流风门打开

M271 废气再处理

一、空燃比控制

空燃比控制的工作原理

M271EVO装配有两个氧传感器。催化转换器上游的氧传感器测量废气流中氧含量的变化。催化转换器下游的氧传感器测量在催化转换器中进行处理之后的废气中的剩余氧含量。

为实现催化转换器中更高的废气转换率，混合物成分被严格控制在λ=1的限制范围内。

剩余氧含量是混合物成分的一项重要指标。剩余氧含量较低意味着空气不足；换言之，就是混合物“较浓”。剩余氧含量较高则意味着空气过剩

或混合物“较稀”。如果氧传感器检测到混合物过浓，则电控多端顺序燃料喷注/点火系统（ME-SFI）控制单元会缩短喷油时间，直至混合

物浓度降低。如果混合物过稀，则该过程会反向进行。

空燃比控制（上图）

G3 / 1 催化转换器下游的氧传感器

G3 / 2 催化转换器上游的氧传感器

催化转换器上游的氧传感器

催化转换器上游的氧传感器是带两个电压跳变传感器的宽频带氧传感器。

催化转换器下游的氧传感器

氧传感器测量废气中的剩余氧含量，以实现以下目的：

双传感器控制；

监测催化转换器的效率。

排气系统

排气系统由靠近发动机安装的催化转换器的单管路系统、底部催化转换器和前后消音器组成。

排气系统（上图）

1 排气歧管

2 涡轮增压器

3 催化转换器

4 底板催化转换器

5 前消音器

6 后消音器

G3/1 催化转换器下游的氧传感器

G3/2 催化转换器上游的氧传感器

二、二次空气喷射

电动二次空气喷射泵

电动二次空气喷射泵向排气中添加新鲜空气，以便更加迅速地将催化转换器加热至其工作温度。

由于空气喷射，温度较高的排气借助于排气口中的新鲜空气燃烧。排气中的碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）与新鲜空气中的氧气（O2）发

生化学反应，生成水（H2O）和二氧化碳（CO2）。

此二次燃烧过程提高了排气温度，而使催化转换器能够更快地加热，从而降低了发动机暖机阶段的废气排放值。

促动后，空气喷射系统保持停用状态，直至冷却液温度达到 60 摄氏度以上，然后降回至 40 摄氏度以下。因此，电动二次空气喷射泵得以冷却。

二次空气系统图示说明（上图）

1 二次空气喷射泵的空气关闭阀

2 二次空气喷射泵

3 通向排气门的空气导管

4 排气门

空气泵转换阀

转换阀利用来自真空泵的真空促动空气关闭阀，以开始空气喷射。真空泵的空气管路装配有一个止回阀，从而确保了转换阀中产生的真空不断增大并保持住。

转换阀由来自电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（ME-SFI）控制单元的接地信号直接促动。

二次空气喷射泵的空气关闭阀

空气关闭阀被促动时，会启用空气喷射。空气喷射切断时，该阀可防止空气随废气流被吸入排气口。

空气关闭阀由空气泵转换阀通过真空促动。膜片在真空的作用下打开，来自电动二次空气喷射泵的喷射空气通过空气关闭阀进入气缸盖的排气口。

膜片可防止空气在转换阀不受真空作用时进入。

空气关闭阀图示说明（上图）

A 膜片打开

B 膜片关闭

M271冷却和润滑

一、发动机冷却

工作原理

M271EVO中具有三盘式功能性的电子控制双盘式节温器确保了由特性图控制冷却液温度。

它可以根据要求调节各个工作位置的冷却液温度。

其优点如下：

部分负荷下，由于机油温度和发动机温度同时升高，发动机的摩擦力减小。

在高负荷范围内，发动机温度显著降低，从而实现了这些工况下更高的发动机效率。

冷起动时，冷却液回路中不存在冷却液流，也没有冷却液流经气缸盖，因此可以使燃烧室和气缸套在暖机阶段更迅速地加热。冷却液达到80摄氏

度时，节温器打开旁通回路。部分负荷下只能达到103摄氏度的目标冷却液温度，冷却回路开始打开时，冷却液被控制在该温度。

带三盘式功能性的双盘式节温器的设置图示说明（上图）

1 散热器

2 加热器

3 发动机

4 旁通回路

A 节流阀全开：发动机处于冷机状态时，两个盘片均关闭。

B 旁通模式：压差大于 0.7 巴时，旁通片打开。

C 混合模式：温度高于 103 摄氏度（断电）或 80 摄氏度（通电）时，主盘片打开。

D 冷却模式：主盘片完全打开；旁通片关闭。

冷却液回路概述图示说明（上图）

1 散热器

2 膨胀容器

3 变速箱冷却器

4 硅胶容器

5 具有三盘式功能性的双盘式节温器

6 冷却液泵

7 涡轮增压器

8 节气门

9 切断阀

10 曲轴箱

11 风挡玻璃清洗液加热器

12 发动机油冷却器

13 复合阀

14 加热器热交换器

散热器百叶窗

散热器百叶窗控制流经散热器和发动机舱的冷却空气流。随着输入冷却空气的减少，空气阻力降低且燃油经济性提高。电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（ME-SFI）控制单元控制散热器百叶窗的关闭，从而可降低发动机舱的冷却量。同时，关闭散热器百叶窗可以显著降低发动机的外部噪音。

工作原理

散热器外壳上的真空组件 / 调节元件对散热器百叶窗进行调节。发动机起动后，来自 ME-SFI 控制单元的接地信号促动由该单元控制的促动器。来自制动助力器的真空积聚在真空组件 / 调节元件中，散热器百叶窗通过连杆关闭。

提示：

冷却液温度达到 106 摄氏度时，散热器百叶窗通过回缩弹簧打开；并在冷却液温度为 98摄氏度时再次通过调节元件关闭。

散热器百叶窗图示说明（上图）

1 散热器

2 冷却风扇

3 散热器百叶窗

4 来自制动助力器的真空管路

5 来自 ME-SFI 控制单元的信号线

Y84 散热器百叶窗的真空组件 / 调节器元件（可诊断）

二、发动机润滑

调节式机油泵

机油回路由调节式机油泵供给机油。该机油泵排量高，安装空间小且效率高。

调节式机油泵设计为叶片泵，并可通过其无限可变的供油量实现对机油压力的调节。

工作原理

调节式机油泵通过凸缘安装在扭转摩擦平衡器外壳后部轴承座的端面上，并由进气侧平衡轴通过一对齿轮驱动。

机油泵在清洁机油侧进行调节。机油从主油槽被引导至调节室中。在该调节室中，机油推动叶片泵的弹簧加载式调节环。

达到主油槽中的目标压力时，调节环克服弹簧作用力被推动，从而降低了叶片的偏心率。这减小了机油泵的有效尺寸，供油量也随之降低，机油压力也因此无法继续升高。

调节式机油泵图示说明（上图）

1 曲轴箱压力侧的传输点

2 驱动器

3 调节环

4 装配套筒

5 调节环弹簧

6 外壳

7 进气管道

8 叶片

9 调节机油

机油液位检查开关

机油液位检查开关记录机油液位，并在达到最低机油液位时将信号传送至电控多端顺序燃料喷注/ 点火系统（ME-SFI）控制单元。该信息通过控制器区域网络（CAN）继续传送至仪表盘，从而建议客户在润滑不足之前适时地检查机油液位。

提示：

机油液位检查开关位于变速箱一端的发动机油底壳底部左侧。

机油液位检查开关图示说明（上图）

S43 机油液位检查开关