Mercedes-Benz CDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

   Mercedes-Benz CDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用第二代共軌噴油技術(shù)，除了加強(qiáng)在馬力和扭力輸出、油耗上的表現(xiàn)外，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)常受批評(píng)的噪音抑制方面更有長(zhǎng)足的進(jìn)步。新一代 CDI發(fā)動(dòng)機(jī)，有著汽油發(fā)動(dòng)機(jī)望之披靡的優(yōu)點(diǎn)，它們分別是：

·不但具有燃油成本優(yōu)勢(shì)，Mercedes-Benz新一代CDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗量表現(xiàn)更佳。
·發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件穩(wěn)定耐用，維護(hù)費(fèi)更低。
·CDI發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓噴射系統(tǒng)使霧化效果更佳，燃燒更完全，廢氣中的有害物質(zhì)排放量降低，可減少環(huán)境的污染。
·精密的防噪音與震動(dòng)系統(tǒng)提升了駕馭的舒適度
·在西歐，2003年柴油車款已占所有新車銷售的43%。

一、CDI發(fā)動(dòng)機(jī)：第二代同軌技術(shù)
   Mercedes-Benz CDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采第二代共軌式噴射尖端科技。CDI發(fā)動(dòng)機(jī)首見(jiàn)于1997年，Mercedes-Benz于斯圖加特(Stuttgart)所制造的小客車產(chǎn)品中；至今，在其四缸及五缸發(fā)動(dòng)機(jī)中多項(xiàng)設(shè)計(jì)中，約有80項(xiàng)組件為新技術(shù)，以求在扭力、動(dòng)力輸出、油耗、廢氣排放、舒適度及耐用度上能有更佳表現(xiàn)。

二、提高燃油壓力及新款渦輪增壓器加強(qiáng)扭力表現(xiàn)
    藉由燃油最高壓力自145 bar加壓至155 bar，并最佳化汽缸內(nèi)氣體循環(huán)，大大地提升CDI發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部動(dòng)力及彈性。Mercedes發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工程師透過(guò)一連串精密測(cè)量，證實(shí)能提高10 bar的燃油壓力，并且不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命產(chǎn)生負(fù)面影響；這些測(cè)量包括連動(dòng)桿、鋁制活塞、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸及鑄鐵曲軸箱對(duì)高壓燃油的耐受度。

   目前四缸及五缸動(dòng)力系統(tǒng)均搭載配備電子調(diào)整導(dǎo)流片的VNT渦輪推進(jìn)器，這項(xiàng)技術(shù)可提供較傳統(tǒng)真空控制系統(tǒng)更為有力且精準(zhǔn)的推進(jìn)動(dòng)力。導(dǎo)流片是由電子定位發(fā)動(dòng)機(jī)管理組件所校準(zhǔn)，可確保無(wú)論在何種路況下，VNT渦輪推進(jìn)器均可完全發(fā)揮最理想的性能。這樣的組合在低轉(zhuǎn)速時(shí)亦可快速提供推進(jìn)壓力，充分提升馬力輸出。搭載五速自排系統(tǒng)的E 270 CDI 的扭力表現(xiàn)充分證明工程師的研發(fā)結(jié)果：在1000 rpm即有205牛頓米扭力。而五缸發(fā)動(dòng)機(jī)更可在1400 rpm下輸出350牛頓米的強(qiáng)大扭力，相當(dāng)于最高扭力425牛頓米的82%以上。

三、計(jì)量高壓泵減少油耗(每百公里減少0.4公升燃油)

   同軌系統(tǒng)的高壓泵可確保更為精準(zhǔn)且有效率的燃油計(jì)量輸出，如此將更進(jìn)一步減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗量。以NEDC循環(huán)為基準(zhǔn)，新款發(fā)動(dòng)機(jī)每百公里油耗量較前一代設(shè)計(jì)最多可減少0.4公升。第一代CDI動(dòng)力系統(tǒng)配備的高壓泵在最高速仍能恒定地輸出燃油，此機(jī)制是由壓力控制閥依發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)載調(diào)整控制，其結(jié)果為泵持續(xù)需要較高的作業(yè)動(dòng)力，以至于造成較高油耗及油溫。新發(fā)展的高壓泵克服了上述的缺點(diǎn)：燃油輸入測(cè)量系統(tǒng)可依需求調(diào)整噴射流量，依發(fā)動(dòng)機(jī)控制組件所計(jì)算出所需燃油壓力，泵活塞及喞筒在適量運(yùn)作。Mercedes工程師將此設(shè)計(jì)稱作「需求輸出控制」(requirement-driven delivery control)；這個(gè)系統(tǒng)大幅降低了一般發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的能量損耗，意即降低了油耗量。

   為確保燃油供應(yīng)的穩(wěn)定性，Mercedes-Benz車款在油箱中加裝燃油泵，這個(gè)泵在激活機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)前采用電力驅(qū)動(dòng)，此裝置可確保將燃油壓力控制在高壓燃油泵所需標(biāo)準(zhǔn)壓力的3 bar以內(nèi)。

四、新型噴射器提升噴射壓力以降低排放污染
   第二代同軌式噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)重要特性是使用新的七孔噴油嘴，以取代舊有的六孔設(shè)計(jì)，新的噴射器設(shè)計(jì)將噴油嘴直徑縮小20%，將燃油流量降低14%為每30秒380立方公分；如此一來(lái)，燃油可更均勻地分布在燃燒室內(nèi)，并提升汽化程度，尤其在測(cè)量粒子排放量時(shí)更能彰顯此項(xiàng)技術(shù)的功效：CDI發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣中的微粒子含量百分比大量降低。

   然而，由于噴油嘴孔徑縮小，燃油流量受到限制，這將延長(zhǎng)噴射時(shí)程，在高動(dòng)力輸出時(shí)反而是負(fù)面影響。因此，Mercedes工程師將燃油壓力標(biāo)準(zhǔn)自1350 bar調(diào)升至1600 bar，用以縮短噴射時(shí)程。這正是所有的同軌式發(fā)動(dòng)機(jī)得以在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)也能同時(shí)提供發(fā)動(dòng)機(jī)高壓的原因。

五、雙導(dǎo)向噴射減低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音
   尖端的同軌式噴射科技同時(shí)也提供Mercedes工程師們機(jī)會(huì)，進(jìn)一步深究低運(yùn)轉(zhuǎn)噪音的改善，其關(guān)鍵為噴射導(dǎo)向技術(shù)：與其它間接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)相反，Mercedes-Benz 所獨(dú)創(chuàng)的CDI 發(fā)動(dòng)機(jī)兩階段燃油噴射系統(tǒng)，能讓工程師設(shè)計(jì)降低直噴發(fā)動(dòng)機(jī)所引起的噪音。在燃油噴射進(jìn)入汽缸前僅幾百萬(wàn)分之1秒，系統(tǒng)會(huì)先將少量的燃油送入汽缸并燃燒，將燃燒室提前升溫，已預(yù)熱好的汽缸能提供燃油在其后主要的噴射階段更好的激活基礎(chǔ)。因此，汽缸中溫度及壓力不再如從前未配備噴射導(dǎo)向裝置時(shí)般暴起暴落，進(jìn)而降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪音。

   雙段噴射技術(shù)使 Mercedes 工程師讓第二代 CDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)更甄完美。新一代1600 bar高壓噴射器的強(qiáng)力電磁線圈作用大幅減短前導(dǎo)噴射及主要噴射間隔，這代表著少量的流量能在僅僅百萬(wàn)分之1秒中兩次導(dǎo)入燃燒室，確保更好的預(yù)熱。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音量的差異非常明顯，燃燒引起的噪音又再次大幅降低。CDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣濾凈器也是經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的，進(jìn)氣量約達(dá)35%的幅度并減少壓力損耗，空氣濾凈器進(jìn)氣管中特殊設(shè)計(jì)的寬帶式消音器及 Helmholtz 共鳴器也證實(shí)可降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。

六、反向平衡軸抵消四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)
   220 CDI 的四缸動(dòng)力系統(tǒng)中，Mercedes 工程師首次將反向平衡軸應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)，反向平衡軸包含兩組與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸反向倍速運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡桿，此裝置可以抵消因活塞運(yùn)轉(zhuǎn)而造成震動(dòng)的慣性力。反向平衡軸平衡桿的尺寸、重量及安排均經(jīng)精密計(jì)算以和諧抵消四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)力，這項(xiàng)技術(shù)大幅降低了運(yùn)轉(zhuǎn)噪音及震動(dòng)，同時(shí)提升乘坐的舒適性。

   配有反向平衡桿件的外罩位于油箱中，并從下方焊接于曲軸箱上，由連接于曲軸桿上的齒輪驅(qū)動(dòng)反向平衡桿件，經(jīng)由連結(jié)的兩個(gè)螺旋狀齒輪機(jī)制同步運(yùn)轉(zhuǎn)確保反向平衡桿件隨時(shí)保持反向修正旋轉(zhuǎn)速度，另由一孔通向四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱提供反向平衡器穩(wěn)定的潤(rùn)滑油供給。

七、新科技依發(fā)動(dòng)機(jī)承載控制廢氣循環(huán)

   新發(fā)展的空氣濾凈器含有一個(gè)可精確測(cè)量進(jìn)氣的熱膠膜流量感知器，此感知器可提供有關(guān)依發(fā)動(dòng)機(jī)承載及轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確控制廢氣循環(huán)(exhaust gas recirculation, EGR)所需的信息，因此，這些信息亦能幫助減低排放量，循環(huán)廢氣與渦輪推進(jìn)器所輸入的新進(jìn)空氣依所需比例在混合室中混合，具有能準(zhǔn)確測(cè)量氣流的電子控制式廢氣循環(huán)閥，將可依需求調(diào)整最適合的“進(jìn)氣/廢氣”比例。

八、兩組觸媒轉(zhuǎn)化器凈化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣

   四缸及五缸發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放系統(tǒng)包含兩組氧化觸媒轉(zhuǎn)化器：1組2.1或2.5公升容量的下套式轉(zhuǎn)化器及另一組1.8或2.1公升容量的下層式轉(zhuǎn)化器。在六缸小轎車中，4.1公升的下套式觸媒轉(zhuǎn)化器即可將廢氣排放量降低至符合EU-3排放標(biāo)準(zhǔn)；五缸及六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的后置排放系統(tǒng)為雙管設(shè)計(jì)，每1排氣管消音器排氣量皆達(dá)14.7公升，且所有管路均以不銹鋼制成。