奔驰为什么独特【奔驰M275发动机独特而有效的热量管理】

　　一、传统汽车的冷却系统原理 　　 　　发动机在工作过程中，燃烧室燃烧的温度可高达1700～2500℃，如不采取适当的冷却措施，则过高的温度将使金属材料的强度显著下降，运动件将可能困热膨胀而破坏正常的配合间隙，润滑油也将因高温烧损变质或黏度下降，使发动机零件之间不能保持正常的油膜而导致零件卡死或加剧磨损。因此，对发动机必须加以适度冷却。但冷却过度会引起一些不良后果：由于缸壁温度过低会使可燃混合汽不能很好地形成和燃烧，燃油消耗量增加；润滑油在低温时黏度增高。零件运动的阻力增加，输出功率下降；同时润滑油在低温时不能形成良好的润滑油膜，使摩擦损失加大；由于温度低而增加了汽缸的腐蚀磨损。
　　目前在汽车发动机上应用最普遍的强制循环式水冷却系统是利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在冷却系统中循环流动。为了保证发动机在不同的负荷和转速条件下，经常在最适宜的温度范围内工作，冷却系统中还设有调节温度的装置，如百叶窗和节温器等。为使驾驶员能经常掌握冷却系统工作情况，设有水温表等指示装置。通常。冷却液在冷却系内的循环流动路线有两条，一条为小循环，另一条为大循环，所谓大循环是水温高时，冷却液全部经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，冷却液不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温很快升高。冷却液是进行大循环还是小循环，由节温器来控制。
　　现代轿车的水冷系统大多采用电动风扇。电动风扇是由发动机电源系统供电并由风扇电机驱动，而不是由曲轴通过皮带驱动，风扇转速与发动机转速无关。这种风扇只有在冷却液温度达到一定值时才会转动，其组成主要包括风扇电机、风扇继电器和冷却液温度开关等。低温时，继电器触点断开，风扇电机不转；高温时，继电器触点闭合，电机带动风扇转动。
　　
　　二、M272发动机的热量管理
　　
　　观察图2，我们就可以看到，和传统冷却系统最大的区别便是冷却液回路经过了重大改进。在梅赛德斯奔驰上首次采用了电控热循环控制技术。该技术的焦点是采用了一个电控节温器。以获得更低的燃油消耗，更低的排放性能以及改善加热舒适性。
　　发动机的冷却液温度由ME-SFI控制单元控制的热量管理进行调节，优点有：快速达到工作温度；减少废气排放；节约燃油；提高温度舒适性。
　　
　　根据以下传感器的信号进行热量管理：热膜式空气质量流量传感器(MAF)(B2／5)，发动机负荷；进气温度传感器(B2／5b1)；冷却液温度传感器(B11／4)；加速踏板传感器(B37)，负荷变化率；曲轴霍尔传感器(B70)，发动机转速；自动空调(AAC)控制单元(N22／1)，通过车内控制器区域网络(CAN)[控制器区域网络总线B级(CAN B)]和底盘控制器区域网络(CAN)[控制器区域网络总线E级(CANE)]传送的车外空气温度和空调状态；电控车辆稳定行驶系统(ESP)控制单元(N47-5)或再生制动系统控制单元(N30／6)适用于混合动力，通过底盘控制器区域网络(CAN)传送车速信号。
　　热量管理包括以下子功能：加热系统关闭加热三盘式节温器；风扇控制。
　　(1)加热系统关闭
　　为更迅速地加热发动机ME控制单元通过触动加热系统切断阀(Y16／2)关闭加热系统冷却液回路。如有必要，ME控制单元通过接地信号触动切断阀。断电时，切断阀由集成式弹簧打开。
　　(2)加热三盘式节温器
　　新的电控三盘式节温器(3TT)控制所有工况下的冷却液循环回路。三盘式节温器的开启周期可以由一个加热元件控制。电控三盘式节温器位于发动机前部。控制冷却液循环，用以快速暖机。冷却液温度被控制在85～105℃之间。从105℃开始，节温器不再受控制，将保持打开。TI 87供电，发动机电脑供给接地脚，控制加热元件。节温器横截面的开启由控制时间设定。
　　A　全节流位置
　　冷启动时(冷却水温度最高不超过约70℃或45℃，但外界温度不低于12℃)，三盘式节温器内没有被触发，并且此时冷却液回路是被关闭的。静止的冷却液很快被加热，热量通过发动机前方的机油热交换器传给机油。从冷却液温度为大约70℃或者大约45℃起(启动了温度控制)，节温器将从全节流状态转换为短回路工作状态。此外，3500r／min起关闭的阀盘被水泵压力打开。
　　
　　B　短网路循环位置
　　当冷却水温度超过约70℃(或45℃，但外界温度不低于12℃)，控制模式从不循环切换至短回路循环。在发动机升温阶段。连接水泵的管路逐渐打开，直到完全开启。短回路循环时，发动机和热交换器可以被调节。具备加速器响应快，加热迅速的优点。
　　C　综合循环位置
　　一旦发动机完成预热后(发动机启动后冷却水温度达到约98℃)，有两种循环方式：在部分负荷的情况下，三盘式节温器调节冷却水温度至约100℃；另外一种可防止达到临界温度水平。在下列情况下，升温后的冷却水温度范围降至90℃左右，(外界温度低于12℃)或至80℃左右(外界温度超过12℃)。包括发动机转速超过3000r／min；发动机负荷大于30％；进气温度超过38℃；驾驶员采用的是运动型驾驶风格。无论负荷高低，发动机都会在最佳的工作温度范围内工作。
　　D　大循环(散热器工作)
　　散热器工作状态下，三盘式节温器被持续触发。温度高于105℃，三盘式节温器始终处于全打开的位置，不再受触发控制(紧急功能／跛行回家)。
　　(3)电子扇控制
　　发动机电脑(N3／10)间接无级触发电子扇。电子扇转速由发动机电脑发出的PWM信号控制。占空比10％～90％。10％时电子扇停止；20％时电子扇运转，最低速；90％时电子扇运转，最高速。空调系统的状态值从仪表板(A1)通过CAN线传送给发动机电脑。指定的电子扇转速依赖于此以及冷却液的温度。如果驱动发生故障，则风扇电机会以最高转速转动。风扇关闭延迟“点火关闭”时，如果冷却液温度或发动机油温度(根据温度模型计算)超过规定的最大值，则风扇电机会继续运转最多5min。风扇关闭延迟启用时，脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比最高为40％。如果电池电压下降过多，则会停用风扇关闭延迟。如果冷却液温度过高，则仪表盘(A1)上的多功能显示器(A1p13)会显示警告信息。为此，电控多端顺序燃料喷注／点火系统(ME-SFI)控制单元通过底盘控制器区域网络(CAN)和中央控制器区域网络(CAN)[控制器区域网络总线F级(CAN F)]向仪表盘发送相应信号。
　　一个小小的节温器，一点小小的改变，在一个完全成熟系统上些许变化，让我们对于发动机的温度控制更主动，更精确。一百年来。正是由于这一点一点的变化，奔驰才得以一直处于世界汽车之颠。