奔驰最新8缸发动机M176简介(上)
◆文/福建 林宇清
【期刊名称】汽车维修与保养 【年(卷),期】2018(000)007 【总页数】4
2016年底梅赛德斯-奔驰发布了四款全新的汽柴油发动机，其中最强劲的是代号M176(图1)的V8双涡轮增压引擎，用来取代目前非常成功的且依然是主流的M278发动机。该发动机配备直接喷射系统，采用双涡轮摆放在V型夹角内的设计，在省油(约10%)和降低排气量的同时，增加了输出功率，可提供345kW的最大功率和700Nm的峰值扭矩(图2)。全新M176已搭载于S级车型上。
本文讲解M176款发动机的技术亮点，即各系统及其功能。为便于了解，按发动机的组成和工作原理，将其分为以下若干系统逐一介绍。
一、两大机构系统
该系统主要包括了发动机的两大机构(曲轴连杆机构和配气机构)和其他机械部件，如汽缸盖、曲轴箱等。 1.汽缸盖
汽缸盖(图3)由锆合金制成，采用气流和喷油量优化式设计，获得了最高的温度和热传导性。即使处于临界范围时，也能确保发动机获得最高的性能。该汽缸盖在进气和排气侧装配了经过优化调节的凸轮轴，可使换气过程快速响应并得到优化，以达到低燃油消耗和废气排放的目的。 2.凸轮轴机构
每缸采用四气门，两个双顶置凸轮轴(DOHC)设计，进气侧和排气侧各安装了一个凸轮轴调节器(图4)，允许凸轮轴持续调节最多40°曲轴转角，进气门在上止点(TDC)前5°至TDC后35°曲轴转角的范围内打开；排气门在TDC前32°至TDC后8°曲轴转角的范围内关闭。这样，气门重叠角可在较宽的限制范围内变化，可以获得极快的响应性，继而获得更经济的点火正时，优化发动机扭矩和改善排气特性。
凸轮轴调节功能(图5)由发动机控制单元(ME)根据转速和机油温度启用，机油温度对凸轮轴调节所需的油压(大于1.5bar，1bar=105Pa)有重要影响。ME通过PWM信号促动凸轮轴电磁阀，然后推动控制柱塞，这样，来自凸轮轴油道内的油压就会进入与凸轮轴相连的叶片型调节器，推动调节器旋转，实现凸轮轴调节(图6)。凸轮轴位置由霍尔传感器通过检测凸轮轴前部脉冲轮的位置来识别， 并将信号传送至ME分析。 3.汽缸切断
汽缸切断(CSO)的任务是通过凸轮随动件和凸轮轴中断2、3、5和8缸的进气门和排气门促动，以此降低部分负荷时的燃油消耗(图7)。当汽缸切断启用时，喷油器和点火线圈也会关闭，它由ME根据特性图进行切断。减少燃油消耗具体表现为：在较高载荷时， 通过操作其他从动缸的换档点提高效率；通过关闭已切断汽缸的气门来降低汽油循环损失 4.可变气门升程系统 (CAMTRONIC)
M176装配有可变气门升程系统(CAMTRONIC，图8)，即可变发动机正时，CAMTRONIC促动器(图9)由ME利用脉冲宽度调制(PWM)信号促动。在此过程中，促动器中的线圈通电，气门挺杆沿凸轮套筒上相应的曲线轨道移动。由
于凸轮轴的转动及其曲线轨道的设计特点，凸轮套筒轴向移动到凸轮轴上，凸轮随动件从凸轮轴上退耦，且气门弹簧的作用力使气门保持关闭。曲线轨道的凸起可以使气门挺杆返回至默认位置。为复位凸轮套筒，将第二个气门挺杆移入相应的曲线轨道，随后就会相应地复位。气门挺杆的位置由促动器中集成式霍尔传感器监测。 5.链条传动机构
新款M176发动机配备全新开发的带3根无声传动链的两级链条传动机构(图10)，采用此传动机构的目的在于在总成要求、摩擦力、链条力最小化以及噪音振动等要求之间获得最佳的折中，这能够明显降低运转噪音。除此之外，出色的使用寿命属性和链条摩擦性得到了进一步优化。
链条传动机构采用双级设计：初级链条传动和次级链条传动。三根无声传动链都通过液压链条张紧器张紧。较低的张紧力和链条动态性可提供稳定的正时和卓越的声学特性，与前款发动机相比，具有减小摩擦力的优点。 6.皮带传动
皮带驱动如图11所示，曲轴的扭转减振器使用带四个槽的低维护V型皮带驱动发电机，并且使用另一根V型皮带单独驱动空调压缩机。皮带的张紧力由两个单独的张紧器通过张紧轮自动传递。 7.曲轴箱和曲轴总成
曲轴箱(图12)由冷铸铝制成，采用封闭式平台设计，与传统铸铁汽缸衬套相比，由于优化了NANOSLIDE?双丝电弧喷涂(动W底级)却涂层，因此提高了汽缸套的硬度。此外，若干条横向和纵向支柱使其获得了极高的刚性。
出于强度原因，曲轴采用锻造方式制成，并且配备8个以上的平衡块(图13)；
奔驰最新8缸发动机M176简介(上)
