梅塞德斯一奔驰汽车公司正在用新式V6装置替换现有直列五缸和六缸柴油发动机。CDI发动机是世界**部铝制V6柴油机。从各种方面来看,梅塞德斯汽车公司设计人员实现了他们的主要目标——更高的输出功率、更大的转矩以及更低的废气排放。使用轻型的构造是其中之一:明智的选择材料和改革生产方式有助于将发动机的重量减低到208千克左右,由此产生了。0.79kw/kg可观的功率重量比。
该发动机是世界**台配有铝制曲柄轴箱和灰口铁汽缸套铸件的柴油机。重量仅有41千克,它是轻型结构的一个具体实例。铝还被用于气缸盖、汽缸前盖、活塞、水泵、油箱和控制空气分配器。在*新的各种部件以及控制通风管系统、消声器、过滤器以及发动机罩中,也使用塑胶以减轻重量。
一个*新开发的汽门机构减少了摩擦力和运动量:每个汽缸组都有由两个顶置式凸轮轴控制的24个进气和排气阀,装备的辊式凸轮由调整缝隙的液压阀带动;凸轮轴通过一个经过反复考验的双衬套正时链条系统驱动,在双衬套正时链条系统中综合了燃料喷射系统的平衡轴和高压泵。
由于*新开发的“一体化观念” , V6柴油机是在当今世界同类型的柴油发动机中*简洁的。“一体化观念”意味着发动机以及它所有的部件和辅助设备形成一个单独、简洁的个体。整套的空气过滤系统直接地附在发动机上,因此也没有占据额外的空间:所有的这些使得新型V6比以前的五缸直列发动机更加简洁。
除了结构轻便、型号简洁和低摩擦的气门机件,这个新型的CDI六缸发动机也要达到硬度、振动特性和使用寿命等一系列的严格标准。计算分析和计算机模拟提供的信息帮助斯图加特的工程师在这个地区达到大范围的雄心勃勃的目标。
在内部,v6发动机在旋转的四轴承使用了一个铸造机轴。为了抵消振动,这里比直列六缸发动机大了5毫米。曲柄销的半径是卷起的,以达到高强度。机轴的挠曲刚度和扭转刚度已经显著的提高,远远超过了以前的发动机。
连接杆也是锻钢的。工程师通过使用一种新合金进一步确定他们的*佳重量以及改进他们的外观尺寸,仔细地设计燃烧室的形状包括精密的计算汽缸内流场,燃烧过程*佳化。
自由振荡就是V6发动机所固有的与汽缸组之间的平衡轴相互抵消。平衡轴以与机轴相同的速度、相反的方向旋转。
为了驱动油泵,发动机使用了一个分离辊链。一个安静高效的外齿轮泵经过一个大型的满流滤油器,把油传送到在汽缸组之间的油水换热器。热交换器高达15kw的输出功率确保即使在发动机*大负载的情况下,油温也不会超过130摄氏度。平衡轴的轴管道也可以用作主要的输油管道,油从它流到主轴承,然后进入气缸盖和活塞冷却喷射装置,它可以在一定的油压力下自动打开冷却活塞。
水冷系统的支柱是一个在曲柄轴箱上的皮带传动泵。这是一个双螺旋泵,可以把冷却液从前面输送到曲柄轴箱内的汽缸组;在气缸组,汽缸盖垫片上面的专用孔引导它主要流向排气装置。冷却是通过交叉流动原理控制温度调节装置。
油水换热器的冷却剂供应来自右侧的曲柄轴箱,当排出气体再次通过循环冷却器的时候,加热系统的热交换器由左侧的气缸盖提供。冷却剂循环的目的是确保有效地将热量消散到低于任何负荷和发动机转速的情况。特别是高速度流动达到阀面,在喷射器管道周围、在气缸盖、油水换热器和废气循环冷却器内部,有效地热传递提供基础。
新型v6柴油机通过一个可变截面喷嘴涡轮(VNT)增压器吸气,可变截面喷嘴涡轮增压器在提供大功率低档的转矩和输出中起重要作用。因此,*大转矩的80%——400Nm已经是在1200到 1400的转矩中随时可以达到。可变截面喷嘴涡轮增压器采用精确快速的改变发动机转速,通过电子按照发动机转速调节他们的导流叶片的斜度。通过这种方法,他们能够利用尽可能多的废气去压缩吸入的空气和进一步增压。
电气启动也意味着可变截面喷嘴涡轮增压器的操作能够精确到与其他决定减少发动机向外排放和控制处理后的废气的发动机部件相协调。涡轮增压器与后部的冷热气自动调节机组合,减少压缩的温度、加热空气到95摄氏度,从而容许更多的空气到达燃烧炉。冷热气自动调节机的下侧是一个能够在排出的气体正常循环的时候精确控制吸入空气规定范围的电子控制阀。
这个电子控制阀允许非常精确排出气体和吸入空气的比例。为了增加排出循环气体的数量,排出的气体要在一个高性能的热交换器内明显的冷却下来。和热膜传感器的大量气流一起进入净气进口系统,为发动机操纵提供关于当前吸入的空气质量的精确数据,这样就大量的减少了氮氧化合物的排放。
随后,吸入的空气流入充电空气分配器模块,确保气流均匀地分摊到各个汽缸。销售者的模块展示了一个完整的、电子控制进气口关闭系统。这允许逐步的减少每个汽缸的进气口横截面。改进涡漩传达到吸入的空气,导致了一个*佳的汽缸内的气体穿流通过全部的发动机转速和负荷,这样可以更完全的燃烧和确定*佳的废气排放。
利用新型V6柴油机,经过检验的第三代共轨喷射系统开始在奔驰汽车公司大批量的生产。新系统的特点是更加有效的操纵喷射器、高压泵和电动机管理系统,进一步减少燃料消耗、废气排放和燃烧噪声。
取代了以前的电磁阀,喷射器具备晶体结构随着响应电压以微秒精确变化的压电陶瓷。发动机的##已经使用这个效果来精确到千分之一毫米的提高喷射器的顶端的喷嘴针,从而达到一个非常好的燃料喷射。
压电喷射器相当的轻便以及它的操作速度是普通电磁阀的两倍。
仅有的0.1毫秒的反应时间,燃料喷射过程可以与电流负荷和发动机转速更加精确的匹配,有利于排放、燃料消耗和燃烧噪声。压电技术允许在每个动力冲程中把燃料喷射的次数从三次增加到五次。
梅塞德斯公司工程师也在其他的共轨技术和喷射系统方面进行改进。用现在优选的水压式八孔喷射嘴代替以前的七孔喷射嘴,更好的均匀分散燃烧室内的燃料以及更有效的形成混合物。入口测量高压泵操作的注射压力的*大极限为1600巴。
在梅塞德斯汽车公司开发的引燃喷射过程中,确保了稳定燃烧以及明显的减少了发动机噪声,现在运用了两次引燃喷射。这两个连续的小型引燃充电要在少于一毫秒的时间内引进汽缸,从而确保更好的预热。在需要的时候,两次后喷射可以一起触发烧掉微粒过滤器的微粒。由两种氧化催化剂提供的后处理排气装置。其中的一个就是“light—off”催化剂,由于它非常接近发动机,所以它在冷启动之后很快达到它的作业温度。这个的下侧是一个大型的主催化剂。氧化催化剂的功能是减少在有氧化学反应中产生的一氧化碳和没有完全燃烧的碳氢化合物。
这个有效的后处理排气装置,与精心制作设计测量的内置发动机相结合,使得所有的v6柴油机都符合严格的欧4排放标准。在德国、奥地利、瑞士和荷兰等国家的市场,配置了新型六缸发动机的梅塞德斯汽车具有一个标准的排气过滤系统,由此进一步地明显减少了微粒排放。过滤器的再生不需要使用添加剂,而它本身具有很长的使用寿命。
(源自:奥杰汽车网)