奔驰最新8缸发动机M176简介(上)
作者：林宇清
来源：《汽车维修与保养》 2018年第7期
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)；铝制粘滞减
振器在可用的非常有限的安装空间内可以实现必要的减震效果；轴承盖由球墨铸铁制成。

活塞
由铸铁制成，铸铁活塞的凹槽已根据燃烧系统和喷油器排列进行了调整，该设计使点火压力负
荷可以达到最高120bar。

油底壳(图14)由压铸铝制成，采用加筋设计，降低了辐射噪声，同时主总成上的螺纹连接
获得了必要的强度。

机油过滤器滤芯在此处通过滤清器壳盖用螺栓固定到油底壳上。

二、启动系
当驾驶员操作启动/停止按钮(S2/3)时， ME通过CAN网络接收来自点火开关的启动信号，
即回路50信号，然后通过回路50继电器促动启动机，在发动机转速达到400~700 r/min或经
过5~40s的启动时间(取决于冷却液温度) 后，ME中断对继电器的激活，从而结束启动. 在启
动过程中， ME根据来自曲轴霍尔传感器和凸轮轴霍尔传感器的信号调节喷射和点火顺序，控
制对启动机进行促动和切断。

三、润滑系
机油泵由曲轴通过套筒链驱动，为各润滑点提供机油。

机油泵带有一个由ME控制的调节阀，能够根据需要在2~4bar之间调节机油压力，这确保机油供给与需求完美匹配；同时还可以降低
机油泵中的驱动力，以及降低发动机功率损失。

机油液位由油底壳中的机油传感器监测，相应的信号传送至ME评估，然后通过CAN网络显示在仪表盘上，机油回路如图15所示。

四、点火系统
M176每个汽缸装配一个点火线圈，但每2个相互独立的带内置点火输出级的点火线圈(图16)组合在一个线圈壳体中，在所有条件下，点火线圈始终提供足够的引爆能量。

(未完待续)。