Motor

P01.10-A072-76

Bevezetés

A Mercedes-AMG A 45 és A 45 S modellbe beszerelt, új M139 motor egy kombinált közvetlenbefecskendezéses - szívócső-befecskendezéses, keresztirányba beszerelt soros-4 hengeres benzinmotor.

2,0 literes lökettérfogattal 2 teljesítményfokozatban, 285 kW és 310 kW, áll rendelkezésre.

A keresztirányú beépítés miatt a kipufogógáz-turbófeltöltő és a kipufogócsonk a menetirány szerint hátul a gépkocsi-belsőtér felől a tűzfal oldalán található. A szívóberendezés elöl van elhelyezve. Ez az elrendezés lapos és aerodinamikailag előnyös orrkiképzést tesz lehetővé, és mind a szívó-, mind a kipufogóoldalon javítja a levegővezetést.

A további újdonságok áttekintése

 Zónás hűtés (Section cooling) 3 hűtőkörfolyammal

 Motorvezérlés

 Kipufogóoldali CAMTRONIC

 Hátul elhelyezett vezérmű vezérműtengely-állítóval

 Szelepműködtetés görgős szelepemelő himbával

 Kombinált közvetlen- és szívócső-befecskendezés

 Feltöltés hátul elhelyezett Twin-Scroll kipufogógáz-turbófeltöltővel és töltőnyomás-szabályozó csappantyú állítóelemmel

 Töltőlevegő-elosztóba integrált forgattyúsház-szellőztetés

 Olajban futó szíjhajtás az olajszivattyú-hajtásnál

 Kipufogó-berendezés

Zónás hűtés (Section cooling) 3 hűtőkörfolyammal

A motor max. 310 kW-ra történő teljesítménynövelése miatt kibővített intézkedések váltak szükségessé a motorhűtőrendszeren. A cél a maximális teljesítmény és a fogyasztást csökkentő intézkedésekhez szükséges optimális hűtés volt.

Az M139 motorban zónás hűtést alkalmazzuk, amely három egymástól függetlenül működő körfolyamból áll:

 Nagyhőmérsékletű körfolyam

 Közepes hőmérsékletű körfolyam

 Alacsony-hőmérsékletű körfolyam

Az összes hűtőkörfolyamot a hajtáslánc vezérlőegység (N127) szabályozza, amely kiértékeli a hőmérsékletszenzorok adatait és szükség esetén megvezérli az nagyhőmérsékletű körfolyamban lévő elektromos hűtőfolyadék-szivattyút és a szabályozószelepeket. A nagy- és közepes hőmérsékletű körfolyamban mechanikus termosztátok vannak beépítve.

A nagyhőmérsékletű körfolyam a zónás hűtésnél a forgattyúsház hűtéséről gondoskodik. Ennek során a nagyhőmérsékletű körfolyamban lévő hűtőfolyadékot egy elektromos hűtőfolyadék-szivattyú keringeti. A forgattyúsház alkatrészvédelem-hőmérsékletének 125 °C-ra növelésével a nagyhőmérsékletű körfolyamban lévő termosztát csak kb. 115 °C hőmérséklettől nyit és kb. 120 °C hőmérséklettől van teljesen nyitva. Ezekkel az intézkedésekkel az összes körfolyamban csökkentésre kerül a hulladékhő és a gépkocsi oldalán megtörténik a hőelvezetés optimalizálása.

A közepes hőmérsékletű körfolyam a hengerfejet hűti. Ekkor a hűtőfolyadékot egy mechanikus hűtőfolyadék-szivattyú keringeti. A termosztát kb. 73 °C-os hűtőfolyadék-hőmérsékletig zárva marad, és kb. 80 °C-tól teljesen nyitva van. Kiegészítőleg a közepes hőmérsékletű körfolyamba a motorolaj-hűtőfolyadék hőcserélő átáramló mennyiségét vezérlő szabályozószelep van beépítve. Ez 110 °C-ra szabályozza az olajhőmérsékletet. A közepes hőmérsékletű körfolyamban a hengerfejnél 370 l/min-re került növelésre a teljes hűtőfolyadék-térfogatáram, ami optimalizálja a hőelvezetést.

Az alacsony hőmérsékletű körfolyam olyan nem szabályozott körfolyam, amelynek üzemi hőmérséklete 50-70 °C között van. A hűtőfolyadékot egy elektromos hűtőfolyadék-szivattyú keringeti. A töltőlevegő hűtése indirekt módon az alacsony hőmérsékletű körfolyamban lévő hűtőfolyadékon keresztül történik.

A zónás hűtés további előnyei:

 Hatékony hengerfejhűtés

 Fogyasztásoptimalizálás a következőknek köszönhetően:

 Nagyobb viszkozitású olaj alkalmazása

 Megnövelt hengerfal-hőmérséklet

 Nincs hűtőfolyadék-áramlás a forgattyústengely-házban a felmelegedési szakaszban

 A hűtőfolyadék-térfogatáram csökkentése a forgattyústengely-házban

 Motorolaj-felmelegítés a közepes hőmérsékletű körfolyamon keresztül és azáltal, hogy nincs hűtőfolyadék-áramlás a nagyhőmérsékletű körfolyamban

 Szükséglettől függő olajhűtés

 Sebességváltóolaj-felmelegítés a felmelegedési szakaszban

 Az A 45 S modellben az alacsony hőmérsékletű körfolyamban egy hűtőközeg-hűtőfolyadék hőcserélő van beépítve, amely speciálisan a versenypályán történő használat és magas külső hőmérséklet esetén kiegészítő töltőlevegő-hűtési teljesítményt tud rendelkezésre bocsátani.

 A további információk a "Hőmenedzsment alapfunkció" GF07.10-P-9900A működésleírásban találhatók.

 A nagyhőmérsékletű és/vagy a közepes hőmérsékletű körfolyamon történő szerviz vagy javítás végrehajtása esetén mindkét körfolyamot ki kell üríteni és vákuumos eljárással újra fel kell tölteni. Kérjük, vegye figyelembe a "Hűtőfolyadék-betöltés és hűtőrendszer-légtelenítés" AR20.00-P-1142-04A ellenőrzési és a javítási műveleti lépést.

P20.00-A021-76

P20.00-A040-79

Motorvezérlés

Kipufogóoldali CAMTRONIC

Az M139 az összes teljesítményváltozatban kipufogóoldali CAMTRONIC-kal rendelkezik.

Ennek köszönhetően a motor működésétől és a vezető kívánságától függően rendre az optimális bütyökkörvonalra lehet kapcsolni. Két különböző magasságú bütyökprofil választható ki, az összes kipufogószelep rendre azonos magasságú bütyökprofillal kerül működtetésre. Az átkapcsolás a tengelyirányba eltolható bütyökszegmenseken keresztül valósul meg, a kapcsolás energiahatékonyan, elektromos beavatkozóelemeken keresztül történik. A beavatkozóelemeknek csak a fokozatváltási folyamat alatt van szükségük energiára, azután árammentes állapotban vannak.

Ebből a következő előnyök adódnak:

 A töltőnyomás gyorsabb létrehozása a dinamikus alsó részterhelésű üzemmódban

 Nagyobb kipufogógáz-dinamika a dinamikus menet közbeni üzemmódban (alsó részterhelési tartomány)

 A kipufogógáz-turbófeltöltő jobb reagálóképessége

 A töltéscsere-veszteségek csökkentése

 Komfort- és fogyasztásoptimalizálás a stacionárius alsó részterhelésű üzemmódban

Szakaszos vezérlést biztosító állítóelem a szívó és a kipufogóoldalon

Ezen kívül a szívó- és kipufogó-vezérműtengely vezérlési idői egy-egy állítóelemen keresztül egymástól függetlenül szakaszosan vezérelhetők. Ekkor a vezérműtengelyek a forgattyús tengely forgási irányával ellentétes irányba fordulnak el és ez megváltoztatja a kipufogószelep zárási, valamint a szívószelep nyitási időpontját. A szelepegybenyitás megváltoztatható. Nagy szelepegybenyitás esetén a kipufogószelep későn zár, a szívószelep korán nyit.

A nagy szelepegybenyitások részterhelésnél az égési hőmérséklet csökkenését és a nitrogén-oxidok (NOx) létrejöttének csökkenését eredményezik. A kipufogóoldalon a kipufogógázok újbóli beszívása lehetővé teszi a belső kipufogógáz-visszavezetést.

Kicsi szelepegybenyitás esetén a kipufogószelep korán zár és a szívószelep későn nyit. A kis szelepegybenyitások alapjáraton megakadályozzák a levegőnek a kipufogócsatornába és a kipufogógázoknak a szívócsatornába történő átáramlását. A teljes terhelésű üzemmód a levegő utánáramlása utántöltési hatást eredményez megnövekedett forgatónyomatékkal.

 A motorvezérlésre vonatkozó további információk a "Szelepvezérlés alapfunkció" GF05.00-P-1001A működésleírásban találhatók.

P05.00-A000-76

Kombinált közvetlen- és szívócső-befecskendezés

Az M139 motorban a befecskendezés első alkalommal egy kétfokozatú, kombinált közvetlen- és szívócső-befecskendezésen keresztül történik. A tüzelőanyag-befecskendezési nyomás értéke maximálisan 200 bar lehet. Nagynyomású szivattyúként a szivattyúmodulba beépített mennyiségszabályozó szeleppel rendelkező egydugattyús szivattyú kerül alkalmazásra. A tüzelőanyag egyfelől a nagynyomású Rail-en keresztül az injektorokhoz kerül, amelyek a tüzelőanyagot az égésterek középpontjába vezetik. Injektorokként piezovezérlésű kúpos szelepek kerülnek alkalmazásra.

Az M139 motor teljes terhelésű üzemmódban történő igényléseinek teljesítése érdekében mágnesszelepekkel rendelkező szívócső-csatorna befecskendezés kerül alkalmazásra. Az elektronikus vezérlésű tüzelőanyag-ellátás 6,7 bar nyomással működik.

A teljes terhelésű üzemmódban következő feltételek esetén történik meg a kiegészítő befecskendezőfúvókák bekapcsolása:

 Motorfordulatszám > 3500 U/min

 Motorterhelés  60 %

Az M139 motor kizárólag a homogén égési eljáráshoz van kialakítva. A befecskendezési folyamat minimális nyitási időtartamokkal együtt járó nagy dinamikája miatt magas szintű impulzusállandóság jön létre, aminek visszahatása van az "NVH"-feltételekre.

A következő paraméterekkel jobb zajviszony került elérésre a befecskendezésnél:

 Befecskendezési impulzusok száma

 Injektorlöket

 Nyitási gradiens

 Befecskendezési nyomás

A nagynyomású tüzelőanyag-szivattyú mennyiségszabályozó szelepében, amely a nagynyomású szivattyúba hozzávezetett tüzelőanyag mennyiségét szabályozza, a mozgó alkatrészek tömege célirányosan csökkentésre került.

Az injektorok hengerfejen lévő felfekvőfelületüktől történő jobb elválasztásának teljes csomagját az úgynevezett lágyabb furatos tárcsák teszik teljessé. Ezek nagyobb csillapítása lecsökkenti a testhangot okozó impulzusok továbbadását.

Ennek az az alapfeltétele, hogy a piezoinjektorok pontos helyzete az égéstérben a motor teljes élettartama alatt megmaradjon. Összességében azonban a furattal rendelkező tárcsa keménységét az előző generációs motorhoz képest kb. a felével csökkenteni lehetett.

 A motorvezérlésre vonatkozó további információk a "Keverékképzés alapfunkció" GF07.00-P-1000A működésleírásban találhatók.

P07.03-A005-79

Feltöltés hátul elhelyezett Twin-Scroll kipufogógáz-turbófeltöltővel és töltőnyomás-szabályozó csappantyú állítóelemmel

Az M 133 előző generációs motorhoz képest történt jelentős mértékű teljesítménynövelés lényeges feltétele volt az égéstér előtt lévő levegővezető részegységek komplett átdolgozása.

A levegőszűrő és a levegő belépőrács újonnan került kialakításra és megtörtént az illesztése a motorházban rendelkezésre álló helyhez. Ekkor a gyalogosvédelem követelményeit is figyelembe kellett venni.

A levegővezetés úgy van kialakítva, hogy az áramlási utak a lehető legkisebb ellenállásúak legyenek, hogy a fennálló feltételek között kedvező áramlási feltételek legyenek elérhetők.

A töltéscsere kialakítása mellett a töltet mozgása is jelentős mértékben befolyásolja a fordulatszám-tartomány nagy részén rendelkezésre álló nagy forgatónyomatékot, az alacsony tüzelőanyag-fogyasztást és a kis károsanyag-kibocsátást. Ehhez a hengerfej megfelelő kialakítása járul hozzá, ami nagy turbulenciát hoz létre, ez pedig tovább javítja az égésfolyamatot.

P09.00-A000-76

P09.40-A009-76

Feltöltés

A feltöltés központi részegysége egy kétágú, kipufogócső-csatlakozással rendelkező, 980 °C-ig terhelhető kipufogógáz-turbófeltöltő. A turbinakerékház integrált szigeteléssel rendelkezik, így a környező részegységek védve vannak. A kipufogócsonk ugyancsak ágakra van osztva, ekkor az 1. és 4. henger és a 2. és 3. henger a gyújtási sorrendjének megfelelően van egyesítve.

A töltőnyomás-szabályozás működési folyamata

Annak érdekében, hogy a kipufogógáz-turbófeltöltő a teljes potenciálját ki tudja fejteni, a töltőnyomás-szabályozás is kompletten átdolgozásra került. A Wastegate töltőnyomás-szabályozó csappantyú eddigi vákuumműködtetésű állítóelemét mostantól elektromos állítóelem váltja fel, amelynek helyzetvisszajelzése és nagy állítási sebessége által jelentős mértékben javul a töltőnyomás-szabályozás, valamint a diagnosztika.

A töltőnyomás-szabályozás a töltőnyomás-szabályozó csappantyú állítóelemen keresztül történik, amelyet az ME vezérlőegység jellegmező- és terhelésfüggő módon vezérel meg a töltőnyomás-szabályozáshoz. Ehhez az ME vezérlőegység a motormenedzsment következő szenzorainak és funkcióinak jeleit értékeli ki:

 Fojtószelep előtti nyomás- és hőmérsékletszenzor, töltőnyomás és töltőlevegő-hőmérséklet

 Fojtószelep utáni nyomás- és hőmérsékletszenzor, szívócsőnyomás és szívócső-hőmérséklet

 Levegőszűrő utáni nyomásszenzor, szívónyomás

 Gázpedálszenzor, vezető terhelésigénylése

 Forgattyús tengely Hall-szenzor, motorfordulatszám

 Kopogásszabályozás, sebességváltó túlterhelés elleni védelem, túlmelegedés elleni védelem

A töltőnyomás értékének csökkentése érdekében a turbinakerék meghajtásához szükséges kipufogógáz-áram a töltőnyomás-szabályozó csappantyú nyitásával egy megkerülőágon keresztül megkerüli a turbófeltöltőt.

A töltőnyomás-szabályozó csappantyú állítóelem egy rudazaton keresztül működteti a megkerülőág állítását végző töltőnyomás-szabályozó csappantyút. A kipufogógáz-áram egy része a megkerülőágon keresztül elvezetésre kerül a turbinakerék mellett, a rendszer ezáltal szabályozza a töltőnyomást és korlátozza a turbina-fordulatszámot. Ezzel a motor pillanatnyi terhelésigényének megfelelően illeszthető a töltőnyomás.

Az ME vezérlőegység a töltőlevegő-rendszer kipufogógáz-turbófeltöltő és töltőlevegő-elosztó közötti részében fennálló aktuális nyomás- és hőmérséklet-viszonyok ellenőrzéséhez kiértékeli a nyomás- és hőmérsékletszenzorok jeleit és a töltőnyomást a motor igényeihez illeszti.

 A motorvezérlésre vonatkozó további információk a "Feltöltés alapfunkció" GF09.00-P-9900A működésleírásban találhatók.

Töltőlevegő-elosztóba integrált forgattyúsház-szellőztetés

Az M139 motorban a forgattyúsháznál a levegő be- és elvezetése a töltőlevegő-elosztón keresztül történik.

P01.40-A000-76

Olajban futó szíjhajtás az olajszivattyú-hajtásnál

Az M139 olajellátása egy mechanikusan meghajtott, nyomásszabályozású olajszivattyún keresztül történik. A meghajtás a forgattyús tengelyről egy lánccal a hűtőfolyadék-szivattyúra és onnan az olajban futó szíjhajtáson keresztül az olajszivattyúra történik. A forgattyúsházba beépített elektromos szelep segítségével jelleggörbe alapján a motorterheléstől, a motorfordulatszámtól és az olajhőmérséklettől függően változó olajnyomások állíthatók be annak érdekében, hogy különösen a részterhelési tartományban csökkenthető legyen a meghajtóteljesítmény. A cserélhető olajszűrőt az olajteknőn menettel rögzített olajszűrő-/olajhűtőmodul foglalja magába. Az olajhűtés az olaj-hűtőfolyadék hőcserélővel történik, amely a modulhoz csavarokkal van rögzítve.

P18.10-A002-76

Kipufogó-berendezés

A Mercedes-AMG A 45 és A 45 S modellben az új M139 motor a már ismert, csappantyúvezérléssel rendelkező, kapcsolható AMG Performance kipufogórendszerrel van felszerelve. A vezérlés jellegmezőn keresztül a következőktől függően történik:

 AMG DYNAMIC SELECT menetprogram

 Gázpedálhelyzet

 Motorfordulatszám

P49.10-A035-76

P01.00-A038-76