2011年底,型号为M270的4缸1.6L涡轮增压直喷式汽油发动机批量搭载奔驰公司新型B级轿车面世。M270将压电喷油器直接喷射与最佳的涡轮增压设计与降低摩擦的基础发动机组合起来,以满足对机动性、燃油耗和舒适性等方面更高的要求。该机型的排量为1.6L,功率为90 kW或115kW,采用了小型化和模块化新技术。具有2010年在新的V6和V8增压直喷式汽油发动机上就已采用的第3代缸内直接喷射油束引导燃烧过程、多火花点火和直接启动一停车功能等技术(图1),其中包括新开发的废气涡轮增压器用的双通道分流式排气管及其废气温度可高达1 050℃的废气涡轮增压器、结构空间优化的冷却液泵、压力损失优化的球形节温器、可两级调节的叶片式机油泵、整体式辅助设备与冷却液热管路系统及降低摩擦功率的曲柄连杆机构和链传动机构。同时,在该发动机系列内首次实现了用于发动机横向安装的前排气设计方案,纵置和横置发动机分别都采用了各自最合适的冷却方案。
一、汽缸体曲轴箱
压铸铝汽缸体曲轴箱的主要开发目标是显著减轻重量、进一步降低曲柄连杆机构的摩擦和采用新的横流式冷却。汽缸体曲轴箱设计方案要兼顾到横置式和纵置式发动机生产设备的通用性。作为减轻重量的主要措施是与老机型一样,将汽缸体曲轴箱设计成缸心距为90mm的深裙型顶部开放式结构型式,并采用AISi9CU3铝合金压铸而成。汽缸体曲轴箱结构空间的缩小使得发动机在未来的汽车结构系列中通常能够适用于全轮驱动。在随后加大排量的变型机上添加了平衡轴装置。由于对结构进行了广泛的优化,与老机型相比汽缸体曲轴箱重量足足减轻了3.5kg。
汽缸孔镶有十分可靠的灰铸铁耐磨衬套,并通过鼻梁钻孔冷却。汽缸工作表面采用超精晰磨,其晰磨表面粗糙度微观高度要比迄今为止的汽缸工作表面减小约一半,同时机油回油量减少了三分之一。这种措施与活塞组摩擦副的精细调整相结合,使得发动机的机油油耗减少了约30%、功率损耗降低了16%。