七、排气系统
作为新发动机系列的成员,除了安装在发动机旁边的催化转换器,M256还装配了最先进的汽油微粒滤清器(OPF),如图18所示为各部件位置。催化转换器完全绝缘并具有模块设计,为的是符合更严格的全球排放标准。使用的催化涂层是新开发的且已对背压进行了优化,空燃比由ME通过评估催化转换器上游和下游的氧传感器信号进行控制。汽油微粒滤清器(OPF)位于车辆底部中第一膨胀阶段,其工作原理基于柴油微粒滤清器概念,提供显著减少废气中微粒数量的有效方法。
排气系统被动参与增压变化(图19),系统的形状会影响废气的振动,这些振动在排气门打开时支持燃烧室中废气的释放,并增加排气噪音。为此,借助于可变正时和风门来抑制该现象,排气风门促动马达由传动系统控制单元(N127)控制,在各排气尾管中操作排气风门,以将排气系统中的噪音水平最小化。
八、冷却系统
M256发动机的冷却液温度由ME内部的热量管理系统进行调节和控制,具有快速达到最佳工作温度、减少废气排放、节约燃油和快速加热车厢内部的优点,图20所示为发动机冷却回路。
1.电动冷却液泵
电动冷却液泵(图21)位于发动机右前部,排气系统下方,由ME通过LIN线信号促动。电动冷却液泵可确保冷却液在发动机的高温回路中按需求循环。传统机械驱动冷却液泵集成在皮带驱动装置中,由于曲轴驱动齿轮和冷却液泵叶轮之间的传动比,导致存在一个关键的不利条件,其转速与发动机转速密切相关。这相当于高冷却液流率,例如,在要求高转速的城市高速公路上行驶或时走时停的交通状况下,但冷却液流率低。相反,电动冷却液泵独立于发动机转速进行操作。冷却输出与冷却要求匹配。因此,可更快达到工作温度并保持恒定。
2.冷却液节温器
节温器的弹性蜡元件受温度影响会出现拉伸和收缩,以机械方式打开和关闭球形转盘阀,在温度约105~118℃时,球形转盘阀会完全打开。另外,还可通过促动加热元件以电子方式打开和关闭节温器。球形转盘阀具有以下3种状态。
(1)关闭
如果满足冷却液温度约低于102℃、节温器加热元件断电的条件,节温器的球形阀会关闭(图22),冷却液流过发动机回路、加热器热交换器以及涡轮增压器,根据空调系统的需要,还会流过乘客舱的加热器热交换器。此时,发动机散热器未集成在冷却液回路中。以此方式可更快地加热冷却液,使发动机更快地达到工作温度,从而减少燃油消耗。
(2)混合模式
当冷却液温度达到约102℃、节温器加热元件通电时,弹性蜡元件开始膨胀并促动球形转盘阀开启(图23),这会断开到发动机散热器的连接。球形回转阀的开口横截面与弹性蜡元件的温度或冷却液温度成正比,以此方式可以根据需要调节到发动机散热器的冷却液流量。
(3)冷却器模式
如果冷却液温度超过约118℃,那么球形阀完全打开,冷却液毫无限制地流过发动机散热器。