Двигатель Mercedes-Benz M275
Серия двигателей M275 пришла на смену конструктивно устаревшему M137. В отличие от предшественника, на новом моторе были использованы цилиндры с меньшим диаметром, два канала для циркуляции хладагента, усовершенствованная система подачи топлива и управления ME 2.7.1.
Описание двигателей M275
Двигатель M275
Таким образом, отличия нового ДВС в следующем:
- размеры цилиндров в окружности уменьшены до 82 мм (на M137 было 84 мм), что дало возможность уменьшить рабочий объём до 5,5 л и утолщить свободное пространство между элементами ЦПГ;
- увеличение перегородки, в свою очередь, позволило сделать два канала для циркуляции антифриза;
- неудачная система ZAS, отключающая несколько цилиндров при малой загруженности двигателя и регулирующая экспозицию распределительных валов, была полностью устранена;
- электронная система управления двигателем заменена на более модернизированный вариант;
- упразднён ДМРВ — вместо него использованы два регулятора;
- убраны 4 лямбда-зонда, что дало больший КПД двигателю;
- для лучшей регулировки давления горючего бензонасос совместили с БУ и простеньким фильтром — на M137 был установлен неуправляемый топливный насос, включающий совмещённый датчик;
- убран теплообменник внутри блока цилиндров, а вместо него установлен обычный радиатор спереди;
- в систему вентиляции выхлопа добавлена центрифуга;
- компрессия снижена до 9.0;
- использована схема с двумя турбинами, внедрёнными в коллекторы выпуска — наддув охлаждается двумя каналами, размещёнными поверх ГБЦ.
Однако на M275 используется та же 3-клапанная схема, хорошо зарекомендовавшая себя и на M137.
Подробнее о разнице между двигателями M275 и M137.
| M275 с МЕ2.7.1 | M137 с МЕ2.7 |
| Распознавание давления наддувочного воздуха посредством сигнала от датчика давления перед исполнительным механизмом дроссельной заслонки. | нет |
| Распознавание нагрузки посредством сигнала от датчика давления после исполнительного механизма дроссельной заслонки. | нет |
| нет | Термоанемометрический расходомер воздуха с интегрированным датчиком температуры всасываемого воздуха. |
| На каждый ряд цилиндров турбокомпрессор (Biturbo) – стальное литье. | нет |
| Корпус турбины интегрирован в выпускной коллектор, корпус оси охлаждается охлаждающей жидкостью. | нет |
| Регулирование давления наддува посредством преобразователя давления, регулирования давления наддува и посредством управляемых мембранных клапанов-регуляторов давления (Wastgate-Ventile) в корпусах турбин. | нет |
| Управление посредством переключающего клапана. Посредством быстрого снижения давления наддува при переходе из режима полной нагрузки в режим ПХХ предотвращаются шумы турбокомпрессора. | нет |
| На каждый турбокомпрессор по жидкостному охладителю наддувочного воздуха. Для обоих жидкостных охладителей наддувочного воздуха собственный низкотемпературный охлаждающий контур с низкотемпературным радиатором и электрическим циркуляционным насосом. | нет |
| Для каждого ряда цилиндров свой воздушный фильтр. После каждого воздушного фильтра в корпусе воздушного фильтра расположен датчик давления, для распознавания падения давления через воздушный фильтр. Для ограничения максимальной частоты вращения турбокомпрессора степень сжатия после/до турбокомпрессора рассчитывается и регулируется в соответствии с характеристиками посредством регулирования давления надува. | Один воздушный фильтр. |
| На каждый ряд цилиндров – один катализатор. В общей сложности 4 кислородных датчика, соответственно до и после каждого катализатора. | На каждые три цилиндра по одному переднему катализатору. В общей сложности 8 кислородных датчиков, соответственно до и после каждого переднего катализатора |
| нет | Регулировка положения распределительного вала посредством моторного масла, 2 клапана регулировки положения распределительного вала. |
| нет | Отключение цилиндров левого ряда цилиндров. |
| нет | Датчик давления масла после дополнительного масляного насоса для системы отключения цилиндров. |
| нет | Заслонка ОГ в выпускном коллекторе для системы отключения цилиндров. |
| Система зажигания ECI (система зажигания с переменным напряжением и интегрированным измерением ионного тока), напряжение в системе зажигания 32 кВ, две свечи зажигания на цилиндр (двойное зажигание). | Система зажигания ECI (система зажигания с переменным напряжени- ем и интегрированным измерением ионного тока), напряжение в систе- ме зажигания 30 кВ, две свечи зажигания на цилиндр (двойное зажигание). |
| Распознавание пропусков зажигания посредством измерения сигнала ионного тока и посредством оценки равномерности работы двигателя с помощью датчика положения коленчатого вала. | Распознавание пропусков зажигания посредством измерения сигнала ионного тока. |
| Распознавание детонации посредством 4-х датчиков детонации. | Распознавание детонации посредством измерения сигнала ионного тока. |
| Датчик давления атмосферного воздуха в блоке управления МЕ. | нет |
| Трубопровод регенерации с обратным клапаном, для исключения попадания давления наддува в резервуар с активированным углем. | Трубопровод регенерации для атмосферного двигателя без обратного клапана. |
| Топливная система выполнена по однопроводной схеме, топливный фильтр с интегрированным мембранным регулятором давления, подача топлива регулируется в зависимости от потребности. Топливный насос (максимальная производительность прим. 245 л/ч) управляется сигналом ШИМ от блока управления топливного насоса (N118), соответственно сигналам от датчика давления топлива. | Топливная система выполнена по однопроводной схеме с интегрированным мембранным регулятором давления, топливный насос не управляется. |
| Выпускной коллектор из 3-х частей с интегрированным корпусом турбины. | Выпускной коллектор заключен в герметичный тепло- шумоизоляционный кожух с воздушной прослойкой. |
| Вентиляция картера двигателя с маслоотделителем центробежного типа и клапаном регулировки давления. Обратный клапан в трубопроводах вентиляции картера двигателя для частичной и полной нагрузки. | Простая вентиляция картера. |
Системы M275
Системы двигателя M275
Теперь про системы нового двигателя.
- Привод ГРМ цепной, двухрядный. В целях снижения шумности, применена резина. Ею покрывают паразитную и коленвальную звёздочки. Натяжитель гидравлического типа.
- Маслонасос двухступенчатый. Он приводится в работу отдельной цепью, оснащённой пружиной.
- Электронная система управления мотором мало чем отличается от версии ME7., используемой на предшественнике. Основными деталями остаются по-прежнему центральный модуль и катушки. Новая система ME 2.7.1 скачивает информацию с четырёх датчиков детонации — это является сигналом для смещения УОЗ в сторону позднего зажигания.
- Система наддува соединена с выпуском. Регулировка компрессорами проводится с помощью безвоздушных компонентов.
Двигатель M275 построен по V-образной схеме. Он является одним из удачных двенадцати цилиндровых агрегатов, уютно размещаемых под капотом машины. Моторный блок отлит из лёгкого огнеупорного материала. При непосредственном рассмотрении выясняется, что конструкция ДВС имеет крайнюю сложность изготовления большинства каналов и подводящих трубок. ГБЦ у M275 две. Они тоже изготовлены из крылатого материала, имеют по два распредвала в каждой.
В целом, двигатель M275 имеет следующие преимущества по сравнению с предшественником и другими моторами аналогичного класса:
- хорошей устойчивостью к перегреву;
- меньшей шумностью;
- отличными показателями выбросов СО2;
- малым весом при высокой устойчивости.
Турбокомпрессор
Почему на M275 стали устанавливать турбокомпрессор вместо механического? Во-первых, это вынудили сделать современные тенденции. Если раньше на механический нагнетатель был спрос из-за хорошего имиджа, то сегодня ситуация коренным образом изменилась. Во-вторых, конструкторам удалось решить задачу компактного размещения двигателя под капотом — а раньше думали так — турбокомпрессор требует много места, поэтому установка на базовый мотор невозможна из-за особенностей компоновки.
Преимущества турбокомпрессора заметны сразу:
- быстрое создание давления и реакции двигателя;
- исключение необходимости подключения к системе смазки;
- простая и гибкая компоновка выпуска;
- отсутствие тепловых потерь.
С другой стороны, такая система не лишена недостатков:
- дорогостоящая технология;
- обязательность отдельного охлаждения;
- увеличение веса мотора.
Турбоустановка на M275
Модификации
У двигателя M275 всего две рабочие версии: 5,5 литра и 6 литров. Первая версия называется M275E55AL. Она выдаёт около 517 л. с. Второй вариант с увеличенным объёмом — M275E60AL. Устанавливался M275 на премиальные модели Mercedes-Benz, впрочем, как и предшественник. Это автомобили класса S, G и F. В конструкции двигателей серии успешно применены доработанные инженерно-технические решения прошлого.
Подробнее 5,5-литровый агрегат устанавливался на следующие модели Мерседес-Бенц:
- купе 3 поколения CL-Class 2010-2014 и 2006-2010 на платформе C216;
- рестайлинговый купе 2 поколения CL-Class 2002-2006 на платформе C215;
- седан 5 поколения S-Class 2009-2013 и 2005-2009 W221;
- рестайлинговый седан 4 поколения S-Class 2002-2005 W
А 6-литровый на:
- купе 3 поколения CL-Class 2010-2014 и 2006-2010 на платформе C216;
- рестайлинговый купе 2 поколения CL-Class 2002-2006 на платформе C215;
- рестайлинговые внедорожники 7 поколения G-Class 2015-2018 и 6 поколения 2012-2015 на платформе W463;
- седан 5 поколения S-Class 2009-2013 и 2005-2009 на платформе W221;
- рестайлинговый седан 4 поколения S-Class 2002-2005 W
| Объем двигателя, куб.см | 5980 и 5513 |
| Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. | 1,000 (102) / 4000; 1,000 (102) / 4300 и 800 (82) / 3500; 830 (85) / 3500 |
| Максимальная мощность, л.с. | 612 – 630 и 500 – 517 |
| Используемое топливо | Бензин АИ-92, АИ-95, АИ-98 |
| Расход топлива, л/100 км | 14,9-17 и 14.8 |
| Тип двигателя | V-образный, 12-цилиндровый |
| Доп. информация о двигателе | SOHC |
| Выброс CO2, г/км | 317 – 397 и 340 – 355 |
| Диаметр цилиндра, мм | 82.6 – 97 |
| Количество клапанов на цилиндр | 3 |
| Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. | 612 (450) / 5100; 612 (450) / 5600; 630 (463) / 5000; 630 (463) / 5300 и 500 (368) / 5000; 517 (380) / 5000 |
| Нагнетатель | Двойной турбонаддув |
| Степень сжатия | 9-10,5 |
| Длина хода поршня | 87 мм |
| Гильзы цилиндров | Легированы по технологии Silitec. Толщина легированного слоя стенки цилиндра равна 2,5 мм. |
| Блок цилиндров | Верхняя и нижняя части блока цилиндров (алюминиевое литье под давлением). Имеется резиновое уплотнение между нижней частью блока цилиндров и верхней частью масляного поддона. Блок цилиндров состоит из двух частей. Линия раздела проходит по осевой линии коленчатого вала. Благодаря массивным вставкам под коренные опоры коленчатого вала из серого чугуна в нижней части БЦ были улучшены шумовые характеристики. |
| Коленвал | Коленчатый вал оптимального веса, с уравновешивающими массами. |
| Масляный поддон | Верхняя и нижняя части масляного поддона изготовлены алюминиевым литьем под давлением. |
| Шатуны | Стальные, кованные. Для нормальной работы в условиях высоких нагрузок впервые используется высокопрочный ковочный материал. На двигателях М275 так же, как и на М137, нижняя головка шатуна выполнена с линией разлома по технологии “ломаного шатуна”, что позволяет улучшить точность подгонки крышек шатунов при их установке. |
| ГБЦ | Алюминиевые, в количестве 2 штук, выполнены по уже известной 3-х клапанной технологии. Каждый ряд цилиндров имеет один распредвал, который управляет работой как впускных, так и выпускных клапанов |
| Цепной привод | Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала посредством двухрядной роликовой цепи. В центре развала блока цилиндров для отклонения цепи установлена звездочка. Кроме того, цепь направляется слегка изогнутыми башмаками. Натяжение цепи осуществляется посредством гидравлического натяжителя цепи через башмак натяжителя. Звездочки коленчатого вала, распределительных валов, а также направляющая звездочка обрезинены для снижения шума цепного привода. Для оптимизации конструктивной длины привод масляного насоса расположен позади цепи ГРМ. Привод масляного насоса осуществляется посредством однорядной роликовой цепи. |
| Блок управления | ME 2.7.1 является электронной системой управления двигателем, модернизированной системой ME 2.7 двигателя M137, которую было необходимо адаптировать к новым условиям и функциям двигателей М275 и М285. В блоке управления МЕ содержатся все функции управления и диагностики двигателя. |
| Топливная система | Выполнена по однопроводной схеме во избежание повышения температуры в топливном баке. |
| Топливный насос | Винтового типа, с электронным регулированием. |
| Топливный фильтр | С интегрированным перепускным клапаном. |
| Турбокомпрессор | Со стальным литым корпусом, компактно интегрирован в выпускной коллектор. Каждый турбокомпрессор с управлением WGS (Waste Gate Steuerung) соответствующего ряда цилиндров поддерживает подачу свежего воздуха в двигатель. Турбинное колесо, находящееся в турбокомпрессоре, приводится в действие потоком отработавших газов. Свежий воздух поступает через впускной трубопровод. Нагнетающее колесо, жестко соединенное с турбинным колесом посредством вала, сжимает свежий воздух. Через трубопровод наддувочный воздух подводится к двигателю. |
| Датчики давления после воздушного фильтра | Их два. Они расположены на корпусе воздушного фильтра между воздушным фильтром и турбокомпрессором с левой/правой стороны двигателя. Назначение: определять актуальное давление во впускной трубе. |
| Датчик давления перед и после исполнительного механизма дроссельной заслонки | Расположены соответственно: на исполнительном механизме дроссельной заслонки или во впускной трубе перед сетевым блоком питания ECI. определяет актуальное давление наддува после исполнительного механизма дроссельной заслонки. |
| Преобразователь давления регулятора давления наддува | Находится после воздушного фильтра с левой стороны двигателя. Проводит в зависимости от управления модулированное давление наддува к мембранным регуляторам. |
