一、M276/M278 发动机的特性
新一代V 型6 缸和8 缸汽油发动机M276 和M278 取代了前款非常成功的发动机M272 和M273，将重点放在了减小尺寸、模块化和技术开发等方面，使其满足了不断变化的市场需求和法规要求。这两款发动机的特性分别如下：
1.M276特性
与M272 相比，M276( 图1) 最明显的变化是将V 型角从 90°减小至60°，这样减少了振动，不再需要平衡轴，从而降低了发动机内部摩擦、燃油消耗量以及二氧化碳排放量。M272 与M276 的扭矩和功率曲线对比如图2 所示。
图1 M276 发动机
图2 M272 和M276 扭矩和功率曲线
此外，全新的6 缸发动机提供有以下两种工作情况。
(1) 均匀燃烧(DEH)
进行均匀燃烧时，会在整个燃烧室内产生均匀的空气/ 燃油混合汽(λ=1)，且不需要任何附加的废气再处理措施，因为三元催化器可以对污染物进行充分转换。
(2) 层状燃烧(DES)
进行分层燃烧时，只有火花塞附近存在可燃混合汽(λ≈ 1)，燃烧室其余部分的λ值各不相同，其燃油消耗量低于均匀燃烧。由于存在过量空气( 氮气约占75%)，NOX 的生成量明显高于均匀燃烧，所以必须使用NOX 存储催化转换器。此外，DES 只能在提供无硫燃油的国家使用，因此不适用中国版，在此不作介绍。
2.M278特性
与M273 相比，M278( 图3) 的排量降低至4.6L，但由于每个汽缸列带有一个增压空气冷却的涡轮增压器( 即双涡轮增压)，因此显著提高了发动机的功率和扭矩。M273 与M278 的扭矩和功率曲线对比如图4 所示。
图3 M278 发动机
图4 M273 和M278 扭矩和功率曲线
本文讲解该款发动机的技术亮点，即各系统及其功能。为便于了解，按发动机的组成和工作原理，将其分为以下几个系统逐一介绍。
二、机械系统
1.曲轴箱
M276 曲轴箱( 图5) 由铝合金压铸而成，汽缸衬套则由铸铁制成。机油散热器位于发动机左支架的下方，节约了空间；机油滤清器的螺纹则集成在正时链罩中，滤清器壳体完全由塑料制成。
图5 M276 曲轴箱
为了对曲轴箱通风( 图6)，在空气滤清器与左侧汽缸盖之间集成了一个带限制器和止回阀的通风管。通风管中只有一个离心式机油分离器，位于右侧汽缸盖后部。在所有负荷状态下，发动机均通过调压阀从分离器处开始通风，为此，一条通风管从调压阀连接到节气门促动器下游的进气歧管。
图6 M276 曲轴箱通风示意图
M278 采用了压铸式全铝制曲轴箱( 图7)，基本构造及连杆曲轴销直径均与前款发动机M273 相同。虽然增加了增压部分，但仍保持了M273 自然吸气式的压缩比(ε=10.5)。
图7 M278 曲轴箱
曲轴箱的通风和排气系统配备了两个机油分离器，左侧汽缸盖罩前部和右侧汽缸盖后部分别装有冲击器和离心式分离器。冲击器是对M273 容积式分离器的改进，分离器则保持不变。在部分负荷时，排气路线从离心式分离器开始，经过调压阀和止回阀，通过进气歧管到增压空气分配器，曲轴箱通过左侧空气滤清器与冲击器之间的管路进行通风。在全负荷时，发动机采用从离心机开始，经过调压阀和止回阀到达涡轮增压器上游的右侧空气滤清器的排气路线。此外，还采用经过左侧空气滤清器与机油分离器之间的管路到涡轮增压器上游的左侧空气滤清器的排气路线( 图8)。
图8 M278 曲轴箱通风示意图
2. 链条传动
M276 和M278 配备了3 根链条的全新两级链条传动机构 ( 图9)。初级传动的曲轴中间齿轮传动比为1 ：1.33 ；二级传动的凸轮轴中间齿轮传动比为1 ：1.5。3 根链条分别由3 个液压涨紧器涨紧。两级链条传动系统不仅实现了紧凑型的设计，减小了发动机纵向尺寸、增加了安全性，而且进一步优化了链条的声音特性、耐用性和摩擦特性。
图9 链条传动机构示意图
3. 曲轴
M276 和M278 发动机中曲轴总成( 图10) 与前款发动机在以下方面有所不同：
(1) 连杆缩短了2mm，连杆轴承的宽度由19mm 减小至17mm，以便在邻近的曲轴销之间的曲轴上增加中间垂直壁板；
(2) 对活塞环进行了优化，可将漏出气体和机油消耗量保持在合理的水平，并进一步减少摩擦；
(3) 活塞高度降低了2mm，以减轻重量。此外，M276 的活塞销直径减小了2mm，M278 则增加了2mm。
图10 曲轴总成
三、点火系统
传统工作模式会对点火线圈充电，且每次点火循环产生一次火花，即单火花点火。为确保点燃混合汽，M276 和M278采用了火花持续时间较长的高能点火线圈，每个点火循环还可使用多次火花，即多火花点火系统。多火花点火与单火花点火循环的开始方式相同，开始会对线圈充电，使其产生所需的初级电流，在点火点位置瞬间切断充电电流，从而产生火花。但是在多火花模式下，线圈不会完全放电，系统会对线圈中的次级电流进行测量，该电流直接取决于线圈的充电水平。如果该电流降至次级线圈电流阈值以下，则线圈的电控装置会再次提供充电电流，且电流大小会受到监测。当达到阈值时初级电路断开，再次感应出高电压，这会产生另一次火花，之后的火花也以相同的方式产生。多火花点火的优点是能够提高燃油效率，图11 为多火花点火系统的初级和次级电流曲线，点火系统的功能原理如图12 所示。
图11 多火花点火系统的初级和次级电流曲线
图12 点火系统的功能原理图
四、燃油供应系统
M276 和M278 采用新开发的第三代直接喷射系统，该系统由低压回路和高压回路组成，通过两条单独的油轨进行无回流式高压供给。
低压回路
燃油泵控制单元促动燃油泵产生燃油低压( 图13、图14)，并输送到高压泵；燃油压力由滤清器上的压力传感器监测。该回路的主要部件如下：
(1) 燃油泵
由燃油泵控制单元促动，根据燃油温度和转速的变化，产生4.5 ～6.7bar(1bar=105Pa) 的燃油压力，并将其输送至燃油高压泵。
图13 M276 低压系统
图14 M278 低压系统
(2) 燃油滤清器
燃油滤清器过滤燃油中的杂质，此外，滤清器还带有溢流阀、检验阀和抽吸引射泵。当燃油压力在7～ 9bar 之间时，溢流阀打开，卸载的压力用于驱动抽吸引射泵，以便将左半油箱中的燃油抽吸到右半油箱，确保油箱左右两侧油量平衡，引射泵输送量为20 ～ 40L/h ；检验阀防止在油泵关闭时的压力下降。
(3) 燃油泵控制单元
燃油泵控制单元通过PWM 信号促动燃油泵，同时还读取燃油压力传感器的信号，并将该压力信号与标准压力对比，据此促动燃油泵，以使实际压力与标准压力相接近。此外，还可参与CAN 通信，例如与发动机控制单元通信，根据发动机的要求调节燃油泵工作。
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