Motor

P01.10-A072-76

Giriş

Mercedes-AMG A 45 ve A 45 S modellerindeki yeni M139 motoru, kombine doğrudan püskürtmeye/emiş borusu püskürtmesine sahip enine monte edilmiş sıralı 4 silindirli benzinli motordur.

2,0 litrelik motor hacmiyle 285 kW'lık ve 310 kW'lık olmak üzere 2 güç kademesiyle sunulacaktır.

Enine montaj nedeniyle egzoz turboşarjı ve egzoz manifoldu, sürüş yönüne göre arkada, araç iç mekanına doğru bölme cidarının yanında bulunmaktadır. Emme tertibatı ön tarafa konumlandırılmıştır. Bu düzen sayesinde basık ve aerodinamik açıdan avantajlı ön tasarım elde edilmekte olup, gerek emme gerekse egzoz tarafındaki hava sevki iyileştirilmektedir.

Diğer yeniliklere genel bakış

 3 soğutma devridaim hattına sahip bölge soğutması (Section cooling)

 Motor kumandası

 CAMTRONIC, egzoz tarafında

 Arkada bulunan eksantrik mili ayarlayıcısı ile triger tahriki

 Makaralı tip külbütör kollu valf tahriki

 Kombine doğrudan püskürtme ve emiş borusu püskürtmesi

 Arkada bulunan Twin-Scroll egzoz turboşarjı ve turboşarj basıncı ayar klapesi kumanda elemanı ile turboşarj

 Turboşarj havası dağıtıcısına entegre silindir bloğu hava tahliyesi

 Yağ pompası işletimi için Belt in Oil

 Egzoz tertibatı

3 soğutma devridaim hattına sahip bölge soğutması (Section cooling)

Motor gücünün azami 310 kW'a kadar arttırılması nedeniyle motor soğutma sisteminde ilave tedbir gereksinimleri ortaya çıkmıştır. Hedef, tüketim tasarrufu sağlayan tedbirlerle birlikte azami güç odaklı ideal soğutma elde etmektir.

M139 motorunda, üç adet birbirinden bağımsız çalışan devridaim hatlarından oluşan bir bölge soğutması kullanılmaktadır:

 Yüksek sıcaklık devridaim hattı

 Orta sıcaklık devridaim hattı

 Düşük sıcaklık devridaim hattı

Tahrik aksamı kumanda kutusu (N127) tüm soğutma devridaim hatlarını ayarlar. Bu, sıcaklık sensörlerinin verilerini değerlendirir ve gerektiğinde yüksek sıcaklık devridaim hattındaki elektrikli soğutma maddesi pompasını ve ayar valflerini kumanda eder. Yüksek ve orta sıcaklık devridaim hattına mekanik termostatlar monte edilmiştir.

Yüksek sıcaklık devridaim hattı, bölge soğutmasında silindir bloğunun soğutulmasını sağlar. Bu sırada yüksek sıcaklık devridaim hattındaki soğutma maddesi, bir elektrikli soğutma maddesi pompası tarafından sirküle edilir. Silindir bloğu yapı parçası emniyetinin sıcaklığı 125 °C'ye yükseldiğinde, yüksek sıcaklık devridaim hattındaki termostat ancak yaklaşık 115 °C itibarıyla açılır ve yaklaşık 120 °C itibarıyla tamamen açık kalır. Bu tedbir sayesinde tüm devridaim hatlarındaki artık ısı azaltılır ve aracın ısı tahliyesi optimize edilir.

Orta sıcaklık devridaim hattı silindir kapağını soğutur. Bu sırada soğutma maddesi, bir mekanik soğutma maddesi pompası tarafından sirküle edilir. Termostat yaklaşık 73 °C'lik soğutma maddesi sıcaklığına kadar kapalı ve yaklaşık 80 °C itibarıyla tamamen açık kalır. Ayrıca orta sıcaklık devridaim hattında, motor yağı-su ısı eşanjörü akışını kumanda eden bir ayar valfi monte edilmiştir. Bu, yağ sıcaklığını 110 °C'ye ayarlar. Orta sıcaklık devridaim hattındaki toplam soğutma maddesi hacimsel debisi, silindir kapağında 370 lt/dk. arttırılarak ısı tahliyesi optimize edilmiştir.

Düşük sıcaklık devridaim hattı, işletme sıcaklığı 50-70 °C arasında bulunan ayarlanmayan bir devridaim hattıdır. Soğutma maddesi, bir elektrikli soğutma maddesi pompası tarafından sirküle edilir. Turboşarj havasının soğutulması düşük sıcaklık devridaim hattındaki soğutma maddesi üzerinden dolaylı olarak gerçekleşir.

Bölge soğutmasının diğer avantajları:

 Etkili silindir kapağı soğutması

 Aşağıda belirtilenler sayesinde tüketim optimizasyonu:

 Akışkanlığı yüksek yağ kullanımı

 Yüksek silindir cidarı sıcaklığı

 Isınma evresinde krank mili gövdesindeki durağan soğutma maddesi

 Krank mili gövdesindeki soğutma maddesi hacimsel debisinin azaltılması

 Orta sıcaklık devridaim hattı ve yüksek sıcaklık devridaim hattındaki durağan soğutma maddesi üzerinden motor yağı ısıtması

 Gereksinime uygun yağ soğutması

 Isınma evresinde şanzıman yağı ısıtması

 A 45 S modelinin düşük sıcaklık devridaim hattına, özellikle yarış pisti kullanımındaki yüksek dış hava sıcaklıklarında ilave turboşarj havasını soğutma performansı sağlayabilen bir soğutma maddesi-su ısı eşanjörü monte edilmiştir.

 Ayrıntılı bilgileri "Isı yönetimi temel fonksiyonu" GF07.10-P-9900A fonksiyon açıklamasında bulabilirsiniz.

 Yüksek sıcaklık ve/veya orta sıcaklık devridaim hattında bir bakım veya onarım işlemi gerçekleştirildiğinde, her iki devridaim hattı boşaltılmalı ve vakumla yeniden doldurulmalıdır. Lütfen "Soğutma maddesinin doldurulması ve soğutma sistemi havasının tahliye edilmesi" AR20.00-P-1142-04A kontrol ve onarım bölümünü dikkate alın.

P20.00-A021-76

P20.00-A040-79

Motor kumandası

CAMTRONIC, egzoz tarafında

M139 motoru, tüm güç seçeneklerinde egzoz tarafında bulunan CAMTRONIC'e sahiptir.

Bu sayede motor tahrikine ve sürücü isteğine bağlı olarak en uygun eksantrik konturuna geçiş yapılabilir. İki farklı kademe seçime sunulmakta olup tüm egzoz valfleri eşit bir şekilde ilgili kademeye kumanda edilir. Geçiş işlemi eksenel kaydırılabilen eksantrik birimleri vasıtasıyla enerji tasarruflu olarak elektrikli aktüatörler üzerinden gerçekleşir. Aktüatörler sadece geçiş işlemi sırasında enerjiye ihtiyaç duymakta olup, işlem sonrasında elektrikten kesilmektedir.

Bu sayede aşağıda belirtilen avantajlar elde edilir:

 Dinamik alt kısmi performanslı kullanımda daha hızlı turboşarj basıncı oluşumu

 Dinamik sürüşte daha yüksek egzoz dinamiği (alt kısmi yüklenme)

 Egzoz turboşarjının iyileştirilmiş tepki tutumu

 Yük değişimi kayıplarının azaltılması

 Sabit alt kısmi performanslı kullanımda konfor ve tüketim optimizasyonu

Emme ve egzoz kademe değiştiricisi

Ayrıca emme ve egzoz eksantrik milinin kumanda süreleri, birer ayarlayıcı üzerinden birbirinden bağımsız olarak kademeye göre ayarlanabilir. Burada eksantrik milleri, krank miline karşı çevrilir ve egzoz kapanma ve ayrıca emme açılma zamanı değiştirilir. Valf kesişmesi değiştirilebilir. Büyük bir valf kesişmesinde egzoz geç kapanır, emme erken açılır.

Büyük valf kesişmeleri, kısmi yükte yanma sıcaklığının düşmesini ve azot oksit (NOx) oluşumunun azalmasını sağlar. Egzoz tarafında, yenilenen bir egzoz gazı emişi iç egzoz gazı geri dönüş etkisi sağlar.

Küçük bir valf kesişmesinde egzoz erken kapanır, emme geç açılır. Küçük valf kesişmeleri, rölantide havanın egzoz kanalına ve egzoz gazlarının emme kanalına aşırı akmasını engeller. Tam performanslı kullanımda müteakip bir hava akışı, artan tork ile müteakip bir turboşarj etkisine neden olur.

 Motor kumandasına ilişkin ayrıntılı bilgileri "Valf kumandası temel fonksiyonu" GF05.00-P-1001A fonksiyon açıklamasında bulabilirsiniz.

P05.00-A000-76

Kombine doğrudan püskürtme ve emiş borusu püskürtmesi

M139 motorundaki püskürtme, ilk defa çift kademeli bir kombine doğrudan püskürtme ve emiş borusu püskürtmesi üzerinden gerçekleşmektedir. Yakıt püskürtme basıncı 200 bar'a kadar ulaşır. Yüksek basınç pompası olarak, pompa modülüne entegre bir miktar ayar valfine sahip tek pistonlu bir pompa kullanılır. Yakıt, bir yüksek basınçlı Rail üzerinden enjektörlere iletilir, bu enjektörler yanma odasına merkezi olarak yönelmiş şekilde yerleştirilmiştir. Enjektörler olarak Piezo kumandalı konik valfler kullanılmaktadır.

M139 motorunun tam performanslı kullanımında gereksinimlerinin karşılanması için manyetik valflere sahip bir emiş borusu püskürtmesi dahil edilmiştir. Elektronik kumandalı yakıt beslemesi 6,7 bar'lık bir basınçla çalışır.

İlave püskürtme çıkışları tam performanslı kullanımda, aşağıda belirtilen koşullar söz konusu olduğunda devreye alınır:

 Motor devir sayısı > 3500 d/dk.

 Motor yükü  % 60

M139 motoru sadece homojen bir yanma işlemi için tasarlanmıştır. En düşük açılış süreli püskürtme işleminin yüksek dinamiğinden dolayı "NVH" tutumunda geriye dönük etki eden yüksek bir impuls tutumu ortaya çıkar.

Aşağıda belirtilen parametreler ile birlikte püskürtme işlemi sırasında oluşan ses iyileştirilmiştir:

 Püskürtme impulslarının sayısı

 Enjektör gücü

 Açılış gradyanı

 Püskürtme basıncı

Yüksek basınç pompasına yakıt girişini ayarlayan yakıt yüksek basınç pompasının miktar ayar valfinde, hareketli yapı parçalarının ağırlığı amaca uygun olarak azaltılmıştır.

Enjektörlerin delikli yumuşak disk aracılığıyla silindir kapağındaki temas yüzeyinden daha iyi ayrılması sayesinde tüm paket tamamlanmaktadır. Bunların artan sönümleme özellikleri sayesinde impulsların iletiminde gövde sesi azaltılır.

Buradaki temel ön koşul, Piezo enjektörlerinin motorun toplam ömrü boyunca yanma odasındaki tam pozisyonunu korumasıdır. Ancak delikli diskin mukavemeti, bir önceki motora karşın toplamda yaklaşık yarı oranda düşürülebilmiştir.

 Motor kumandasına ilişkin ayrıntılı bilgileri "Karışım hazırlığı temel fonksiyonu" GF07.00-P-1000A fonksiyon açıklamasında bulabilirsiniz.

P07.03-A005-79

Arkada bulunan Twin-Scroll egzoz turboşarjı ve turboşarj basıncı ayar klapesi kumanda elemanı ile turboşarj

Bir önceki M 133 motoruna karşın belirgin güç artışı, yanma odasının önündeki hava ileten bileşenlerin komple revizyondan geçirilmesi sonucu elde edilmiştir.

Hava filtresi ve hava giriş ızgarası yeniden tasarlandı ve motor odasındaki mevcut konuma uyarlandı. Aynı zamanda yaya korumasının gereksinimleri de dikkate alınmıştır.

Hava sevki, mevcut koşullar altında elverişli akış koşullarına ulaşmak için akış yollarının mümkün olduğunca düşük dirençli olmasını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

Yük değişikliği tutumunun yanı sıra yük hareketi de, devri sayısı aralığının çeşitli kademelerinde yüksek bir tork, düşük yakıt tüketimi ve düşük egzoz emisyonu üzerinde önemli ölçüde etkisi bulunmaktadır. Bu amaçla, silindir kapağının ilgili tasarımıyla yüksek bir türbülans üretilir ve bu da yanma sürecini daha da iyileştirir.

P09.00-A000-76

P09.40-A009-76

Turboşarj

Çift akışlı turboşarjın temelini, 980 °C'ye kadar yük bindirilebilir bir egzoz turboşarjı oluşturmaktadır. Türbin çarkı gövdesi, çevredeki bileşenlerin korunacağı şekilde entegral izolasyonludur. Egzoz manifoldu da akış ayırımına sahip olup, silindir 1 ve 4 ile silindir 2 ve 3 ateşleme sırasına göre birleştirilmektedir.

Turboşarj basınç ayarı fonksiyon seyri

Egzoz turboşarjının tüm potansiyelini geliştirebilmek için turbo basınç ayarı da komple düzenlenmiştir. Şimdiye kadarki alçak basınçla kumanda edilen kumanda elemanı, konum geri bildirimi ve daha yüksek ayar hızı sayesinde turboşarj basıncı ayarını ve arıza teşhisini önemli ölçüde iyileştiren Wastegate turboşarj basıncı ayar klapesine yönelik elektrikli bir kumanda elemanı ile değiştirilmektedir.

Turboşarj basınç ayarı, turboşarj basıncı ayar klapesi kumanda elemanı üzerinden gerçekleşir. Bu, karakteristik eğriye ve yüke bağlı olarak ME kumanda kutusu tarafından turboşarj basınç ayarına yönelik kumanda edilir. Bunun için ME kumanda kutusu motor yönetiminin aşağıdaki sensörlerini ve fonksiyonlarını değerlendirir:

 Gaz kelebeği öncesi basınç ve sıcaklık sensörü, turboşarj basıncı ve turboşarj havası sıcaklığı

 Gaz kelebeği sonrası basınç ve sıcaklık sensörü, emiş borusu basıncı ve emiş borusu sıcaklığı

 Hava filtresi sonrası basınç sensörü, emme basıncı

 Gaz pedalı sensörü, sürücünün güç talebi

 Krank mili Hall sensörü, motor devir sayısı

 Vuruntu ayarı, şanzıman aşırı yük koruması, aşırı ısınma koruması

Turboşarj basıncının azaltılması için türbin çarkının tahrikine yönelik egzoz gazı debisi, turboşarj basıncı ayar klapesinin açılmasıyla bir Bypass üzerinden yönlendirilir.

Turboşarj basıncı ayar klapesi kumanda elemanı, Bypass sağlayan turboşarj basıncı ayar klapesini bir kol üzerinden kumanda etmektedir. Bypass vasıtasıyla turboşarj basıncının ayarlandığı ve türbin devir sayısının sınırlandırıldığı egzoz gazı debisinin bir kısmı türbin çarkından geçirilmez. Bu şekilde turboşarj basıncı motorun anlık yük talebine uyarlanabilir.

ME kumanda kutusu, egzoz turboşarjından turboşarj havası dağıtıcısına giden turboşarj havası yolundaki güncel basınç ve sıcaklık koşullarını denetlemek için basınç ve sıcaklık sensörlerinin sinyallerini değerlendirir ve turboşarj basıncını motorik taleplere uyarlar.

 Motor kumandasına ilişkin ayrıntılı bilgileri "Turboşarj temel fonksiyonu" GF09.00-P-9900A fonksiyon açıklamasında bulabilirsiniz.

Turboşarj havası dağıtıcısına entegre silindir bloğu hava tahliyesi

M139 motorundaki silindir bloğunun havalandırılması ve hava tahliyesi turboşarj havası dağıtıcısı üzerinden gerçekleşir.

P01.40-A000-76

Yağ pompası işletimi için Belt in Oil

M139 motorunun yağ beslemesi, mekanik tahrikli basınç ayarlamalı yağ pompası üzerinden gerçekleşir. Tahrik işlemi, krank milinden bir zincir vasıtasıyla su pompasına ve buradan bir Belt in Oil üzerinden yağ pompasına gerçekleşir. Silindir bloğuna entegre bir elektrikli valf sayesinde, özellikle kısmı yük aralığındaki tahrik gücünün azaltılması için motor yükü, motor devir sayısı ve yağ sıcaklığı karakteristik eğriye bağlı olarak değişken yağ basınçları ayarlanabilir. Değiştirilebilir yağ filtresi, yağ karterine çevrilerek takılan bir yağ filtresi/yağ soğutucusu modülüne yerleştirilir. Yağ soğutması, modülün sıkıca vidalanmış bir parçası olan yağ-soğutma suyu ısı eşanjörü vasıtasıyla gerçekleşir.

P18.10-A002-76

Egzoz tertibatı

Mercedes-AMG A 45 ve A 45 S modellerindeki yeni M139 motoru, klape kumandasına sahip ayarlı AMG performans egzoz tertibatına sahiptir. Kumanda işlemi bir karakteristik eğri vasıtasıyla aşağıda belirtilene bağlı olarak gerçekleşir:

 AMG DYNAMIC SELECT sürüş programı

 Gaz pedalının konumu

 Motor devir sayısı

P49.10-A035-76

P01.00-A038-76