奔驰m274发动机燃油蒸汽控制策略分析

doi:10.168/j.cnki.1005-2917.2020.01.060

奔驰M274发动机燃油蒸汽控制策略分析

（陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安　710300）

权春锋[1]

摘

关键词： 燃油系统；发动机喘动；控制策略

要： 由北京奔驰生产的2016款C级轿车，在加油站加完油之后，出现发动机转速喘动现象。本文将通过真实故障案例，查找奔驰售后维修

系统，分析发动机燃油蒸汽处理系统结控制策略。

前言

随着国家对排放要求越来越严苛，2019.7部分一线城市已经开始执行国六排放标准，国五的汽车已经不能在车管所上户，汽车尾气排放和燃油加注时污染都受到了前所未有的关注。本文通过奔驰汽车加注燃油后，发动机转速出现喘动来分析发动机M274燃油蒸汽处理策略，以便汽车售后进行维修和培训学习。

2018年7月，一辆由北京奔驰生产的2016款C级奔驰轿车，底盘代号为205，发动机装配的是奔驰四缸发动机M274，变速器装配722.6的七速自动变速器。在加油站加完油之后，出现发动机转速喘动现象。在正常驾驶过程中，发动机有时会突然升高，比如正常发动机运行时，发动机转速保持在800r/min，在形式过程中，发动机突然转速达到1300r/min–1800r/min，过一会又回到800r/min，故障现象如图1所示：

1. 故障现象

图2　燃油蒸发系统组成

图1　发动机转速喘动

2.3 功能顺序

燃油箱的通风通过排气/通风阀，排气/通风管以及活性碳罐进行，燃油蒸气喷至活性碳罐并存储，启用净化时，则被吸入增压空气分配器中。发动机运转时，储存在活性碳罐中的燃油蒸气通过净化转换阀被吸出，然后在发动机中燃烧。

为控制净化量，电控多端顺序燃料喷注/点火系统控制单元利用脉冲宽度控制信号，促动接地端的净化转换阀。净化量可以不同的时间间隔不断打开和关闭净化转化阀来确定，怠速自动调节可防止净化在发动机怠速时导致转速改变，根据活性碳罐中燃油蒸气的负荷，空燃混合气被稀释。

2. 功能原理

2.1 净化功能要求

（1）发动机控制电路87m接通；

（2）发动机启动提前至少120秒，冷却液温度＞70℃；（3）发动机未处于减速模式；

（4）发动机未处于空燃比自适应阶段。2.2 净化功能组成

燃油箱被通风时，不应有燃油蒸气漏到外部空气中，燃油蒸气存储在活性碳罐中，随后在发动机中燃烧，为启用净化，电控多端顺序燃料喷注\\点火系统控制单元读取以下信号：①净化压力传感器；②冷却液温度传感器；③节气门上游的增压温度传感器；④节气门下游的增压温度传感器；⑤节气门下游的压力传感器，发动机负荷；⑥曲轴霍尔传感器，发动机转速；⑦催化转换器下游的氧传感器元件；⑧催化转换器上游的氧传感器元件。

图中45加注口；55供油模块；55/2a燃油滤清器；55/2b限压阀；75燃油箱；75/1加油，压力和排气阀；75/2通气和通风阀；77活性炭罐；B4/1左侧燃油箱燃油液位指示器液位传感器；B4/2右侧燃油箱燃油液位指示器液位传感器；B4/3燃油箱压力传感器；B4/7燃油压力传感器；M3燃油泵 （FP）；Y58/4活性炭罐切断阀；A燃油供给管；B净化管。

图3　燃油蒸发系统控制图

图中45加注口；77活性炭罐；Y58/1活性炭罐电磁阀；75/1加

油，压力和排气阀；75/2通气和通风阀；

3. 控制策略分析

首先，燃油蒸汽被吸附在活性炭罐中，在发动机运行需要时，将其通过电磁阀释放出来，混合到空气进气总管，压入到发动机气缸里面，进行燃烧。发动机根据收集各种传感器的信息，如水温、

[1] 权春锋，男，汉族，陕西省西安市人，陕西国防工业职业技术学院，1986研究生，研究方向：汽车故障诊断与分析。

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工作研究·奔驰M274发动机燃油蒸汽控制策略分析空气压力、氧传感器信号等，运算是否发送信号到燃油系统控制单元N127。如果燃油系统接收到发动机控制单元N3/10信号，就开启Y58/1活性炭罐电磁阀，从而让蒸汽流入进气总管。当燃油蒸汽进入到空气总管后，混合气浓度将会增加，发动机转速将会升高，氧传感器信号就会发生变化，所以发动机要根据转速和氧传感器信号调整活性电磁阀的开度。

上游的氧传感器的传感器元件将信号“浓混合气”传送至电控多端顺序燃料喷注/点火系统 （ME-SFI）[ME]控制单元。随后可以通过调节1号气缸的喷油嘴至4号气缸的喷油嘴（ Y76/1至Y76/4） 并向“稀”改变混合气成分来降低喷油量，排气中氧含量增加，然后值朝着λ=1的方向改变。如果排气中的氧含量较高 （λ ＞ 1），则催化转换器 （CAT） 上游的氧传感器的传感器元件将信号“稀混合气”传送至电控多端顺序燃料喷注/点火系统 （ME-SFI）[ME]控制单元。该控制单元随后通过调节喷油器增加喷油量，并朝“浓”的方向改变混合气成分，排气中氧含量降低，然后值朝着λ=1的方向改变。该过程重复进行 （控制回路），为防止突然开动的风险，电控多端顺序燃料喷注/点火系统 （ME-SFI）[ME]控制单元在改变混合气成分时留有延迟。在Xentry诊断系统中，基于空燃比调节系数产生调节状态指示，对于稀混合气，朝正方向改变，对于浓混合气，朝负方向改变。如果混合气成分不断超出中间控制范围，则发动机控制单元在某些工况下会改变空燃比特性图，直至空燃比调节系数约为0%。例如，测量的空气质量：150.0千克/小时。Xentry诊断系统显示的系数：1.1。了确定喷油时间 （燃油喷射量），电控多端顺序燃料喷注/点火系统 （ME-SFI）[ME]控制单元利用计算值。165千克/小时（150千克/小时×1.1），最大修正值为–0.68 至 +1.32.

图4　燃油控制系统策略框架

3.1 空燃比控制的功能要求（1）发动机电路87M接通；

（2）达到催化转换器上氧传感器的工作温度；（3）减速燃油切断未促动。3.2 空燃比控制要点

为了能使催化转化器实现较高的废气转换率，将混合气成分严格调节在入=1的范围内。对于采用层状进气的汽油直接喷注系统/代码电控多端顺序燃料喷注/点火系统控制单元根据特性图将稀混合气调节到入＞1，以降低燃油消耗。为此，电控多端顺序燃料喷注/点火系统控制单元读取以下信号：①冷却液温度传感器；②节气门下游的压力传感器，发动机负荷；③催化转换器下游的氧传感器元件，氧传感器信号；④催化转换器上游的氧传感器元件，氧传感器信号。

3.3 催化转换器的排气转换如下图所示

图6　空燃比移动控制

图中a空燃比调节系数的受控范围；b空燃比特性图的移动；c自

调节之前空燃比特性图的位置

总结

图5　空燃比与三元催化关系

图中A废气排放；B约入＝1的CO、HC、NOx排放量；入　

空燃比

奔驰C级车，燃油蒸发系统主要由发动机控制单元、燃油系统控制单元、氧传感器、进气压力传感器、活性炭罐、电磁阀等零部件组成。当发动机空燃比控制不在自适应阶段，并且处于非减速断油工况，M274发动机将会发送信号打开活性炭罐电磁阀让燃油蒸汽进入到进气总管，从而通过节气门压入到气缸中，燃烧做功。本文通过解决奔驰车发动机喘动故障案例，分析奔驰C级轿车燃油蒸发系统控制策略。

参考文献

3.4 空燃比特性图的移动（如下图所示）如果排气中的氧含量较低 （λ ＜ 1），则催化转换器 （CAT） 上接第74页

将更好的材料、设计方案以及计算机技术应用等引入到智慧城市交通系统中，加入更多的远程系统和传感装置，推进城市的智能化和信息化发展。

[1] 北京奔驰E级车维修手册[E].2014.

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参考文献

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