2024年6月14日发(作者：完慧晨)
新车新技术
New Car Tech
栏目编辑：刘玺 *****************
奔驰最新8缸发动机M176简介(中)
◆文/福建 林宇清
(接2018年第7期)
点火模式使用多火花点火，与传统的单火花工作模式相比，
多火花点火使用了更多的火花。这并不是一系列的数个单火花一
个接一个地点火，而是点火线圈在期间反复充电以便为火花重复
提供充足的能量。多火花点火的开始阶段和单火花点火一样，点
火线圈从一开始就充电，直至达到所需的初级线圈电流，该电流
在点火时刻中断，由此产生火花，点火系统曲线如图17所示。但
是，点火线圈未完全放电，次级线圈电流的大小取决于点火线圈
充电量，并在点火线圈中进行测量。如果次级线圈电流降至阈值
以下，那么线圈电子装置会再次提供充电电流，流过的初级电流
大小也会受到监测，当达到电流阈值时，则初级电路断开， 并再
次切换至高电压生成模式，产生另一次火花。之后的火花产生原
理相同，发动机点火顺序如图18所示。
五、燃油供应系统
M176的燃油供给系统与M278相同，由低压回路和高压回路
组成，在所有工况下，从燃油箱中将已过滤的低压燃油供至高压
泵，然后通过油轨进行无回流式高压喷入缸内燃烧。
1.低压回路
低压回路如图19所示，燃油泵由燃油系统控制单元(N118)促
动，然后从油箱中抽取燃油，产生大约4.5~6.7bar(1bar=10
5
Pa)
的燃油低压，并通过燃油滤清器输送至高压泵。燃油滤清器上集成
了溢流阀、止回阀和虹吸泵。溢流阀在约为7~9bar的油压范围内
打开，卸载的压力用于驱动虹吸泵，以便将左半油箱中的燃油抽吸
到右半油箱，确保油箱左右两侧的油量平衡；止回阀在燃油泵关闭
时，防止燃油压力下降至约4.5bar以下。
N118不断读取燃油压力传感器(B4/7)的电压信号，用于评估
当前的燃油压力，并将其与标准的燃油压力进行比较，据此促动燃
油泵，从而使实际压力接近于标准压力。为确定燃油需求，ME对
燃油压力和负荷要求进行评估，然后将信息通过CAN总线反馈给
N118处理，从而将供油量调节在0~130L/h的范围内。
A.延迟时间；B.火花持续时间；C.充电阈值；D.放电阈值；E.点火
正时；V.电压；i1.初级电流；i2.次级电流。
图17 点火系统曲线
图19 低压回路
2.高压回路
高压回路如图20所示，M176具有两个高压泵，位于汽缸盖
的上方，由排气凸轮轴驱动，将燃油压缩至直接喷射所需的最大
为200bar的高压，然后通过8个喷油器精细雾化后喷入缸内燃
烧。高压泵上集成了一个油量控制阀(Y94/1和Y94/2)，由ME的
图18 发动机点火顺序
脉冲宽度调制 (PWM) 信号促动，可根据需求调节进入高压泵的
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66
-
CHINA
·
September
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燃油流量。燃油压力和温度传感器集成在油轨上，检测当前的燃
油高压以及燃油温度，相应的信号传送给ME分析，然后由ME通
过CAN网络传送至N118分析，用于调节油压。高压泵的最高压
力为200bar，只有当车辆静止且挡位在“N” 或“P”时， 压
力才会降至130bar，以减少高压泵的噪音。如果发动机在较热时
关闭，高压回路中的油压可能会升高至250bar，一旦达到该阈
值，高压泵内的限压阀会立即打开，随后压力降低，再次启动发
动机时，压力迅速降至200bar的标准工作压力。
110/1.左侧涡轮增压器；110/2.右侧涡轮增压器；120/1.左侧增压空气冷
却器；120/2.右侧增压空气冷却器；121/1.左侧空气滤清器；121/2.右侧
空气滤清器；B17/14.左侧增压空气温度传感器；B28/20.节气门上游的
左侧压力传感器；B28/21.节气门上游的右侧压力传感器；B28/22.节气
门下游的左侧压力传感器；M16/60.左侧节气门；M16/61.右侧节气门；
Y101/1.左侧旁通空气转换阀；Y101/2.右侧旁通空气转换阀；A.排气；
B.进气；C.未冷却的增压空气；D.已冷却的增压空气。
图21 增压空气路径
19a.左侧燃油高压泵；19b.右侧燃油高压泵；B42/1.右侧燃油压力和
温度传感器；B42/2.左侧燃油压力和温度传感器；Y76/1.1缸的喷
油器；Y76/2.2缸的喷油器；Y76/3.3缸的喷油器；Y76/4.4缸的喷油
器；Y76/5.5缸的喷油器；Y76/6.6缸的喷油器；Y76/7.7缸的喷油器；
Y76/8.8缸的喷油器；Y94/1.左侧油量控制阀；Y94/2.右侧油量控制阀。
图20 高压回路
3.低压紧急运行
当高压泵有故障而无法建立高压时，燃油系统低压紧急运行
模式启用，油压维持在4.5~6.7bar之间，油量控制阀打开，燃油
通过控制阀进入油轨，喷油嘴促动时间延长，发动机功率降低，
限定车速最高为70km/h。
图22 增压模拟图
A.进气口 (增压空气)；B.排气管和歧管 (排气)。
1.增压压力控制
排气的流动能量用于驱动涡轮旋转，压缩机叶轮由于刚性连
接到涡轮上而以相同的速度被带动，从而压缩干净的空气，然后
压缩的增压空气通过增压空气冷却器和分配器流至汽缸。
增压压力通过压力转换器(Y77/1)以电子气动方式进行控制
(图23)，真空由发动机上的机械真空泵产生。ME根据控制单元
内部的特性图和负荷来促动压力转换器，以控制增压压力，在全
负荷操作时，产生最大增压压力。为降低增压压力，ME促动压
力转换器，然后转换器利用真空组件和连杆打开增压压力控制风
门，即打开旁通回路，使部分废气流通过旁路绕过涡轮进入排气
管，整个控制原理与M278相同。通过这种方式，可根据发动机
的当前负荷需求调节增压压力。
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六、涡轮增压系统
在M176上，空气通过滤清器净化和涡轮增压器压缩后输送
至增压空气冷却器，为获得尽可能短的增压空气路径(图21)，两
个节气门构成了增压空气冷却器和增压空气分配器之间的连
接.增压空气分配器通过螺栓直接固定在每个汽缸盖的进气
口上。
为获得更佳的响应性，V8双涡轮发动机的汽缸盖已进行重
新设计，进气侧在外侧，排气侧在内侧(图22)。其“Hot inside
V”(内置涡轮增压器)使V8双涡轮增压器更紧凑。为保护发动机
部件，歧管和排气涡轮增压器已单独隔离。
2018/09·
汽车维修与保养
67
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3.增压空气冷却
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两个汽缸列各有一个增压空气冷却器，并与带低温冷却器和
循环泵(M43/6)的低温冷却回路相连。空气因压缩而受热，通过
增压空气管流至增压空气冷却器降温。增压空气冷却系统使增压
空气温度保持60℃，冷却后的气流具有较高密度，会增大汽缸容
积效率， 从而改善发动机性能。排气温度的降低减少了爆震的可
能性，也使氮氧化物(NOx)的排量减少。
增压空气温度由左侧和右侧增压空气温度传感器检测，然后
以电压信号的形式传送至ME分析和评估。如果增压空气温度高
于35℃，ME将信号通过传动系统CAN总线传递给传动系统控制
单元(N127)，由N127通过LIN线促动循环泵，直至增压空气温度
降至25℃以下，循环泵才会关闭，低温回路如图25所示。
A.进气；B.增压空气；C.汽缸5和8的废气流；D.汽缸6和7的废气流。
图23 增压压力控制
如果真空泵和真空室之间的管路出现泄漏，则增压压力无法
升高。为监测当前增压压力， ME需要综合评估节气门上游左侧和
右侧压力传感器信号以及空气滤清器下游的压力传感器器信号。
2.旁通减压功能
在车辆启动减速模式之后，由于惯性的影响，涡轮增压器会
继续转动一段时间。这样，在快速关闭节气门的情况下，涡轮增
压器下游的气流会产生背压和不良振动，即压力波，导致增压器
振动(短促的嚎叫声和机械应力)。
如果ME通过左侧和右侧实际数值电位计1(M16/60r1
和M16/61r1)和左侧和右侧实际数值电位计2(M16/60r2和
M16/61r2)识别到节气门关闭而进入减速模式，就会促动左侧和
右侧旁通空气转换阀(图24)。转换阀位于增压空气冷却器上，会
打开自涡轮增压器下游增压空气侧至空气滤清器下游吸入侧的旁
通通路，使多余的增压压力和相应的空气量快速降低和减少， 从
而防止涡轮增压器上的压缩机叶轮制动。
110/1.左侧增压空气冷却器；110/2.右侧增压空气冷却器；14.低压冷却
器；15.膨胀容器；B10/13.低温回路温度传感器；M43/6.低温回路循环
泵；1.Y73/1.低温回路转换阀；A.冷却液回流装置；B.冷却液供应管；
C.冷却液回路通风。
图25 低温回路图
七、排气系统
排气系统由催化转换器、催化转换器上游和下游的氧传感器
以及消音器组成。废气处理系统的任务是减少废气中CO、HC、
NOx的排放，同时，将混合物的空燃比严格控制在λ=1的限制范
围内，实现催化转换器中更高的废气转换率。
八、冷却系统
发动机的冷却液温度由ME内部的热量管理系统控制，具有
快速达到工作温度、减少废气排放、节约燃油(最高约4%)和提高
加热舒适性的优点。发动机冷却回路如图26所示。
1.冷却液节温器调节
Y101/1.左侧旁通空气转换阀；Y101/2.右侧旁通空气转换阀。
冷却液温度可通过可加热的双滑阀式节温器进行控制，节温
器中带有一个加热元件， 在必要时会由ME通过接地信号促动。
双滑阀式节温器可调节为以下五个位置。
图24 旁通空气转换阀
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(1)关闭(图27)
在冷却液温度<80℃且发动机转速<3 000r/min的情况下，
节温器上的两个阀门完全关闭，这样，通过静止的冷却液缩短发
动机暖机阶段，从而可节省燃油，减少CO
2
排放.
1.自发动机的冷却液；2.至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的冷却
液；A.冷却液。
图28 旁通模式
1.发动机油冷却器；2.发动机散热器；3.车轮拱罩冷却器；4.膨胀容
器；5.发动机；M4/7 风扇马达；R48.冷却液节温器加热元件；A.冷
却液供给；B.至发动机的冷却液回流；C.发动机油供给；D.发动机油
回流管；E.冷却液回路通风。
图26 发动机冷却回路
1.自发动机的冷却液；2.至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的
冷却液；A.冷却液。
图29 混合模式
(4)散热器工作
在全负荷情况下， 双滑阀式节温器可以非常迅速地打开，确
保冷却液大量的散热，实现最佳的发动机冷却效果和无爆震燃烧
(图30)。
1.自发动机的冷却液；2.至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的冷却
液；A.冷却液。
图27 关闭位置
(2)旁通模式（图28）
在部分负荷时，冷却液温度可升高至约105℃，此时加热元
件断电，随着发动机油温度的升高，摩擦力得到改善。
(3)混合模式（图29）
当冷却系统在混合状态下工作时，如果冷却液温度在
105~120℃区间内，加热元件断电；如果在65~90℃区间内，加
热元件通电。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。
1.自发动机的冷却液；2 至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的冷
却液；A.冷却液。
图30 散热模式
(未完待续)
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◆文/福建 林宇清
(接2018年第7期)
点火模式使用多火花点火，与传统的单火花工作模式相比，
多火花点火使用了更多的火花。这并不是一系列的数个单火花一
个接一个地点火，而是点火线圈在期间反复充电以便为火花重复
提供充足的能量。多火花点火的开始阶段和单火花点火一样，点
火线圈从一开始就充电，直至达到所需的初级线圈电流，该电流
在点火时刻中断，由此产生火花，点火系统曲线如图17所示。但
是，点火线圈未完全放电，次级线圈电流的大小取决于点火线圈
充电量，并在点火线圈中进行测量。如果次级线圈电流降至阈值
以下，那么线圈电子装置会再次提供充电电流，流过的初级电流
大小也会受到监测，当达到电流阈值时，则初级电路断开， 并再
次切换至高电压生成模式，产生另一次火花。之后的火花产生原
理相同，发动机点火顺序如图18所示。
五、燃油供应系统
M176的燃油供给系统与M278相同，由低压回路和高压回路
组成，在所有工况下，从燃油箱中将已过滤的低压燃油供至高压
泵，然后通过油轨进行无回流式高压喷入缸内燃烧。
1.低压回路
低压回路如图19所示，燃油泵由燃油系统控制单元(N118)促
动，然后从油箱中抽取燃油，产生大约4.5~6.7bar(1bar=10
5
Pa)
的燃油低压，并通过燃油滤清器输送至高压泵。燃油滤清器上集成
了溢流阀、止回阀和虹吸泵。溢流阀在约为7~9bar的油压范围内
打开，卸载的压力用于驱动虹吸泵，以便将左半油箱中的燃油抽吸
到右半油箱，确保油箱左右两侧的油量平衡；止回阀在燃油泵关闭
时，防止燃油压力下降至约4.5bar以下。
N118不断读取燃油压力传感器(B4/7)的电压信号，用于评估
当前的燃油压力，并将其与标准的燃油压力进行比较，据此促动燃
油泵，从而使实际压力接近于标准压力。为确定燃油需求，ME对
燃油压力和负荷要求进行评估，然后将信息通过CAN总线反馈给
N118处理，从而将供油量调节在0~130L/h的范围内。
A.延迟时间；B.火花持续时间；C.充电阈值；D.放电阈值；E.点火
正时；V.电压；i1.初级电流；i2.次级电流。
图17 点火系统曲线
图19 低压回路
2.高压回路
高压回路如图20所示，M176具有两个高压泵，位于汽缸盖
的上方，由排气凸轮轴驱动，将燃油压缩至直接喷射所需的最大
为200bar的高压，然后通过8个喷油器精细雾化后喷入缸内燃
烧。高压泵上集成了一个油量控制阀(Y94/1和Y94/2)，由ME的
图18 发动机点火顺序
脉冲宽度调制 (PWM) 信号促动，可根据需求调节进入高压泵的
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燃油流量。燃油压力和温度传感器集成在油轨上，检测当前的燃
油高压以及燃油温度，相应的信号传送给ME分析，然后由ME通
过CAN网络传送至N118分析，用于调节油压。高压泵的最高压
力为200bar，只有当车辆静止且挡位在“N” 或“P”时， 压
力才会降至130bar，以减少高压泵的噪音。如果发动机在较热时
关闭，高压回路中的油压可能会升高至250bar，一旦达到该阈
值，高压泵内的限压阀会立即打开，随后压力降低，再次启动发
动机时，压力迅速降至200bar的标准工作压力。
110/1.左侧涡轮增压器；110/2.右侧涡轮增压器；120/1.左侧增压空气冷
却器；120/2.右侧增压空气冷却器；121/1.左侧空气滤清器；121/2.右侧
空气滤清器；B17/14.左侧增压空气温度传感器；B28/20.节气门上游的
左侧压力传感器；B28/21.节气门上游的右侧压力传感器；B28/22.节气
门下游的左侧压力传感器；M16/60.左侧节气门；M16/61.右侧节气门；
Y101/1.左侧旁通空气转换阀；Y101/2.右侧旁通空气转换阀；A.排气；
B.进气；C.未冷却的增压空气；D.已冷却的增压空气。
图21 增压空气路径
19a.左侧燃油高压泵；19b.右侧燃油高压泵；B42/1.右侧燃油压力和
温度传感器；B42/2.左侧燃油压力和温度传感器；Y76/1.1缸的喷
油器；Y76/2.2缸的喷油器；Y76/3.3缸的喷油器；Y76/4.4缸的喷油
器；Y76/5.5缸的喷油器；Y76/6.6缸的喷油器；Y76/7.7缸的喷油器；
Y76/8.8缸的喷油器；Y94/1.左侧油量控制阀；Y94/2.右侧油量控制阀。
图20 高压回路
3.低压紧急运行
当高压泵有故障而无法建立高压时，燃油系统低压紧急运行
模式启用，油压维持在4.5~6.7bar之间，油量控制阀打开，燃油
通过控制阀进入油轨，喷油嘴促动时间延长，发动机功率降低，
限定车速最高为70km/h。
图22 增压模拟图
A.进气口 (增压空气)；B.排气管和歧管 (排气)。
1.增压压力控制
排气的流动能量用于驱动涡轮旋转，压缩机叶轮由于刚性连
接到涡轮上而以相同的速度被带动，从而压缩干净的空气，然后
压缩的增压空气通过增压空气冷却器和分配器流至汽缸。
增压压力通过压力转换器(Y77/1)以电子气动方式进行控制
(图23)，真空由发动机上的机械真空泵产生。ME根据控制单元
内部的特性图和负荷来促动压力转换器，以控制增压压力，在全
负荷操作时，产生最大增压压力。为降低增压压力，ME促动压
力转换器，然后转换器利用真空组件和连杆打开增压压力控制风
门，即打开旁通回路，使部分废气流通过旁路绕过涡轮进入排气
管，整个控制原理与M278相同。通过这种方式，可根据发动机
的当前负荷需求调节增压压力。
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六、涡轮增压系统
在M176上，空气通过滤清器净化和涡轮增压器压缩后输送
至增压空气冷却器，为获得尽可能短的增压空气路径(图21)，两
个节气门构成了增压空气冷却器和增压空气分配器之间的连
接.增压空气分配器通过螺栓直接固定在每个汽缸盖的进气
口上。
为获得更佳的响应性，V8双涡轮发动机的汽缸盖已进行重
新设计，进气侧在外侧，排气侧在内侧(图22)。其“Hot inside
V”(内置涡轮增压器)使V8双涡轮增压器更紧凑。为保护发动机
部件，歧管和排气涡轮增压器已单独隔离。
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3.增压空气冷却
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两个汽缸列各有一个增压空气冷却器，并与带低温冷却器和
循环泵(M43/6)的低温冷却回路相连。空气因压缩而受热，通过
增压空气管流至增压空气冷却器降温。增压空气冷却系统使增压
空气温度保持60℃，冷却后的气流具有较高密度，会增大汽缸容
积效率， 从而改善发动机性能。排气温度的降低减少了爆震的可
能性，也使氮氧化物(NOx)的排量减少。
增压空气温度由左侧和右侧增压空气温度传感器检测，然后
以电压信号的形式传送至ME分析和评估。如果增压空气温度高
于35℃，ME将信号通过传动系统CAN总线传递给传动系统控制
单元(N127)，由N127通过LIN线促动循环泵，直至增压空气温度
降至25℃以下，循环泵才会关闭，低温回路如图25所示。
A.进气；B.增压空气；C.汽缸5和8的废气流；D.汽缸6和7的废气流。
图23 增压压力控制
如果真空泵和真空室之间的管路出现泄漏，则增压压力无法
升高。为监测当前增压压力， ME需要综合评估节气门上游左侧和
右侧压力传感器信号以及空气滤清器下游的压力传感器器信号。
2.旁通减压功能
在车辆启动减速模式之后，由于惯性的影响，涡轮增压器会
继续转动一段时间。这样，在快速关闭节气门的情况下，涡轮增
压器下游的气流会产生背压和不良振动，即压力波，导致增压器
振动(短促的嚎叫声和机械应力)。
如果ME通过左侧和右侧实际数值电位计1(M16/60r1
和M16/61r1)和左侧和右侧实际数值电位计2(M16/60r2和
M16/61r2)识别到节气门关闭而进入减速模式，就会促动左侧和
右侧旁通空气转换阀(图24)。转换阀位于增压空气冷却器上，会
打开自涡轮增压器下游增压空气侧至空气滤清器下游吸入侧的旁
通通路，使多余的增压压力和相应的空气量快速降低和减少， 从
而防止涡轮增压器上的压缩机叶轮制动。
110/1.左侧增压空气冷却器；110/2.右侧增压空气冷却器；14.低压冷却
器；15.膨胀容器；B10/13.低温回路温度传感器；M43/6.低温回路循环
泵；1.Y73/1.低温回路转换阀；A.冷却液回流装置；B.冷却液供应管；
C.冷却液回路通风。
图25 低温回路图
七、排气系统
排气系统由催化转换器、催化转换器上游和下游的氧传感器
以及消音器组成。废气处理系统的任务是减少废气中CO、HC、
NOx的排放，同时，将混合物的空燃比严格控制在λ=1的限制范
围内，实现催化转换器中更高的废气转换率。
八、冷却系统
发动机的冷却液温度由ME内部的热量管理系统控制，具有
快速达到工作温度、减少废气排放、节约燃油(最高约4%)和提高
加热舒适性的优点。发动机冷却回路如图26所示。
1.冷却液节温器调节
Y101/1.左侧旁通空气转换阀；Y101/2.右侧旁通空气转换阀。
冷却液温度可通过可加热的双滑阀式节温器进行控制，节温
器中带有一个加热元件， 在必要时会由ME通过接地信号促动。
双滑阀式节温器可调节为以下五个位置。
图24 旁通空气转换阀
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(1)关闭(图27)
在冷却液温度<80℃且发动机转速<3 000r/min的情况下，
节温器上的两个阀门完全关闭，这样，通过静止的冷却液缩短发
动机暖机阶段，从而可节省燃油，减少CO
2
排放.
1.自发动机的冷却液；2.至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的冷却
液；A.冷却液。
图28 旁通模式
1.发动机油冷却器；2.发动机散热器；3.车轮拱罩冷却器；4.膨胀容
器；5.发动机；M4/7 风扇马达；R48.冷却液节温器加热元件；A.冷
却液供给；B.至发动机的冷却液回流；C.发动机油供给；D.发动机油
回流管；E.冷却液回路通风。
图26 发动机冷却回路
1.自发动机的冷却液；2.至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的
冷却液；A.冷却液。
图29 混合模式
(4)散热器工作
在全负荷情况下， 双滑阀式节温器可以非常迅速地打开，确
保冷却液大量的散热，实现最佳的发动机冷却效果和无爆震燃烧
(图30)。
1.自发动机的冷却液；2.至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的冷却
液；A.冷却液。
图27 关闭位置
(2)旁通模式（图28）
在部分负荷时，冷却液温度可升高至约105℃，此时加热元
件断电，随着发动机油温度的升高，摩擦力得到改善。
(3)混合模式（图29）
当冷却系统在混合状态下工作时，如果冷却液温度在
105~120℃区间内，加热元件断电；如果在65~90℃区间内，加
热元件通电。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。
1.自发动机的冷却液；2 至发动机的冷却液；3.至发动机散热器的冷
却液；A.冷却液。
图30 散热模式
(未完待续)
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