2024年4月2日发(作者：大通汽车9座图片及报价)
栏目编辑：桂江一 guijy@
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刘勤中(本刊编委会委员)
汽车维修工程师，从业23年，先后担任一汽-大众、通用、奔驰技术总监
(经理)，具有扎实的理论基础，在汽车电控诊断领域有着丰富的实战经
验和独到的维修见解。先后荣获一汽-大众“优秀技术经理”称号、一等
奖；一汽－大众服务杯全国总决赛亚军；荣获上汽通用“汽车维修技术金
奖”；公开发表技术文章近100篇，达30余万字。
详解奔驰M274发动机
涡轮增压异常原因及故障两例
◆文/河南 刘勤中
奔驰上一代主流MRA后驱平台使用
的是M274型直列4缸纵置发动机(图1)，于
2013年首先装配在E级车上(代号212)，
之后在北京奔驰发动机工厂生产，应用于
国产C级、E级以及GLK、GLC等纵置布
局的后驱及四驱车型上。其实际排量为
1991mL(2.0L)，根据调校不同分为低功
率版和高功率版，最大功率分别为135kW
和155kW，峰值扭矩分别为300N·m
和350N·m。M274型发动机的亮点技
术包括第三代Blue DIRECT缸内直喷
技术、Camtronic可变气门升程技术、
Lanchester兰彻斯特平衡轴、可变排量机
油泵、以及低惯量涡轮增压技术。
度以达到增加进气量的目的。但是，想要
推动涡轮叶片转动需要很大的排气能量，
发动机转速较低时，涡轮增压器无法工
作，所以很多涡轮增压系统在2 000r/min
左右才开始工作。这就是“涡轮迟滞”现
象。M274型采用的是低惯量涡轮(图2)，
通过内置小型低惯量转子大大缓解涡轮迟
滞现象。
在奔驰M274发动机工况图(图3)中可
以看到，不管是高功率版还是低功率版，
从1 200r/min开始就可以输出最大扭矩，
且一直持续到4 000r/min(蓝色线)。配合
9.8：1的高压缩比，使发动机能在低转速
图2 奔驰M274型发动机的低惯量涡轮
下实现高扭矩，并兼具发动机高转速下的
灵敏响应。
奔驰M274型发动机采用的是IHI日本
石川岛生产的带旁通阀的涡轮增压器，在
发动机上的位置如图4所示。M274型发动
图1 奔驰M274型发动机外观
涡轮增压是利用排气推动涡轮叶片(排
气端)高速旋转，从而带动进气口附近的进
气叶片转动(进气端)，这样就能对进气进
行增压，以提高进气的压力，增加进气密
图3 奔驰M274型发动机外特性图
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机的进气增压系统主要包括两个方面的控制：增压压力控制；减
速空气旁通控制。
如果有过多废气流向涡轮，系统通过打开增压压力控制风
门，流向涡轮的废气通过旁路被转移，以防涡轮转动过快。一部
分废气流通过旁路被引导至涡轮，由此可调节增压压力并限制涡
轮转速。通过这种方式，可将增压压力调节至符合发动机当前负
荷需求。涡轮转速确定预压缩空气量和增压压力，增压压力由增
压空气压力和温度传感器不断进行监测，并被发送至内燃机控制
单元。为避免涡轮增压器过载，内燃机控制单元通过涡轮增压器
上游的传感器监测排气温度和排气压力，如果存在过热或机械过
载的风险，则降低增压压力。
与M270、M276、M278等发动机一样，M274型发动机的增
压压力控制也采用真空气动控制方式，增压压力控制压力转换阀
Y77/1安装在发动机汽缸前端盖处(图5)。发动机控制单元N3/10
通过评估当前负荷获得增压需求值后，通过PWM信号促动增压压
力控制转换阀Y77/1，将真空储蓄罐中的真空调制出促动增压压力
控制风门真空室所需要的特定大小的负压(真空)，真空室再通过连
杆改变废气旁通阀的开度，增压系统的实物连接如图6所示。
增压压力控制转换阀Y77/1的占空比大于5%，受真空作用，
真空室内的弹簧回位，带动长的操纵杆向右移动，短的向左移动。
在全负荷范围内，控制风门关闭，全部废气都用于驱动涡轮，形成
最大的增压压力。这样，通过改变流经涡轮的废气量，来调节或
控制增压压力。增压压力控制示意图如图7所示。
增压压力控制转换阀Y77/1的占空比小于5%或未被促动
时，大气压克服弹簧的弹力，带动长的操纵杆向左移动，而短的操
纵杆向右移动，从而打开控制风门，部分废气通过旁通回路进入
排气管，从而减小增压压力。
奔驰M274型发动机采用电动直接控制方式控制减速空气旁
通。启动减速模式后，由于轴、泵轮和涡轮的惯性，涡轮增压器会
继续转动一段时间。因此，如果快速关闭节气门，一股增压压力
波会传回至涡轮增压器。压力波会使输送量处于较低状态，并在
叶轮处形成高压，引起增压器泵动 (短促的咆哮声和机械应力)。
系统会及时打开旁通空气转换阀Y101(图8)，通过旁通管路快速
减压，从而防止发生增压器泵动。
发动机运转时，旁通管路的膜片关闭；发动机关闭时，集成
在减速空气转换阀中的弹簧将膜片压入基座中。如果发动机控
制单元N3/10通过实际数值电位计1和2(M16/6r1，M16/6r2) ，
检测到节气门关闭而启用减速模式，则会促动旁通空气转换阀
Y101，膜片克服弹簧作用力和增压压力而被拉开，打开通向进气
侧的旁通管道，而释放过多的增压压力。旁通空气转换阀Y101的
剖面图如图9所示。
如果发动机从减速模式切换至负荷状态，旁通空气转换阀
1-机械真空泵；12-进气歧管；12/1-
真空储蓄罐；Y77/1-增压压力控制转
换阀；50/2-真空室；50-增压器壳体。
A-真空供给管路；B-真空促动
管路；1-机械真空泵；12-进气
岐管；12/1-真空储蓄罐；50-
涡轮增压器；50/2-增压压力控
制真空室；Y77/1-增压压力控
制转换阀。
图4 奔驰M274型发动机涡轮增压器的位置
图5 奔驰M274型发动机涡轮增压系统结构
图6 增压系统实物连接示意图
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2-真空室；2a-增
压压力控制风门；3-
涡轮增压器；3a-涡
轮；3b-泵轮；9-
增压空气冷却器；
12-真空泵；t-时间；
ti-占空比；Y77/1-
增压压力控制转换
阀；A-进气；B-增
压空气(未冷却)；
C-增压空气(已冷
却)；D-废气；E.大
气压。
图10 减速时空气旁通的状态
图7 增压系统压力控制示意图
1-压缩机；2-涡轮；
3-至节气门；4-自
排气歧管；A-新鲜空
气；B-排气；Y101-
空气分流转换阀。
1-空气滤清器下游的压力传感器；2-增压压力信号；3-进气歧管压力信号；
4-油门踏板传感器信号；5-发动机转速信号；6-增压调节压力转换器促动；
7-增压空气温度传感器信号；8-端子87状态；9-发动机运行信号；10-
低温回路循环泵1促动；11-低温回路循环泵1请求；12-旁通空气转换
阀促动；B17/7-节气门上游的增压空气温度传感器；B17/9-节气门下游
的增压空气温度传感器；B28/11-空气滤清器下游的压力传感器；B28/6-
节气门上游的压力传感器；B28/7-节气门下游的压力传感器；B37-油门
踏板传感器；B70-曲轴霍尔传感器；CAN C-控制器区域网络(CAN)的
电机；K40/8-发动机保险丝和继电器模块；K40/8kN-端子87M继电器；
LIN C3-传动系局域互联网(LIN)；M43/6-低温回路循环泵1；N127-
传动系统控制单元；N3/10-发动机控制单元；Y101-旁通空气转换阀；
Y77/1-增压压力控制压力变换器。
图8 旁通空气转换阀Y101 示意图
图11 增压控制系统的工作原理
奔驰M274型发动机增压控制系统
的工作原理如图11所示。旁通空气转换
阀Y101和增压压力控制转换阀Y77/1
从同一个Z结点获得87号供电，其电路
图如图12所示。
50-涡轮增压器；50/2-增压压力控制阀真空组件；50/3-消音器；A-已
关闭状态；B-已打开状态；Y101-旁通空气转换阀。
上文系统介绍了奔驰M274型发
动机增压系统结构和控制原理，下文
将介绍两个增压系统(增压压力过低
和增压压力过高)典型故障案例，进
一步了解系统的技术特点和故障诊断
图12 增压控制系统电路
图9 旁通空气转换阀Y101的剖面图
Y101将不再被促动， 弹簧将膜片压向底座方向， 膜片被现有增
压压力拉入底座，从而再次关闭旁通管道，此时减速空气旁通状
态图10所示。
方法。
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案
例
1
故障现象
2016款奔驰GLC250加速无力
一辆2016款奔驰GLC250
4MATIC，搭载274.920型发动机，VIN
码为LE42539461L00****，行驶里程为
131 439km，该车发动机故障灯亮，且加
速无力。
故障诊断与排除
接车后验证故障现象，该车故障持续
存在。连接诊断仪进行快速测试，发现发
动机控制单元N3/10中存储了3个故障码
(图13)：P052E71-曲轴箱通风系统阀门
功能故障，促动器已抱死；P029921-废
气涡轮增压器1的增压压力过低，信号振
幅小于最小振幅；P06DA00为当前故障
码，根据厂家的技术通报，可以忽略。
通过试车发现，故障车车速达到
80km/h后，明显存在加速无力的现象，影
响正常驾驶。试车加速时发现，增压压力
的实际值总是低于标准值，比如标准值为
150kPa时，实际增压压力只有110kPa
左右。
由于曲轴箱通风系统阀门Y58/2只在
超速运转模式(即松油门滑行的倒拖工况)下
才关闭，以避免异响，对加速时动力性应该
进行故障分析和排查。
根据故障码、系统工作原理以及试车
时增压压力实际值分析，导致增压压力过
低的可能原因有：废气旁通阀控制真空室
膜片泄漏；Y77/1增压压力控制转换器连
接的真空管路存在泄漏故障；Y77/1增压
压力控制转换器故障；废气涡轮增压器机
械故障，如旁通阀卡滞在打开位置、涡轮轴
卡滞、泵轮叶片变形等；增压器下游至节气
门之间(含中冷器)存在泄漏故障；中冷器冷
却液泄漏导致冷却不足；旁通空气转换阀
Y101泄漏；B28/6节气门上游压力传感器
信号失真。
图14 故障码P029921的引导测试结果
没有影响，因此，以故障码P029921为线索
对故障码P029921进行故障引导测
试，怠速时增压压力调节器脉冲负载系数
为98%(图14)，在正常范围87%~100%
内，正常。
对故障码P029921进行故障引导
测试后，促动检测增压压力控制转换器
Y77/1，与正常车对比发现，涡轮增压器
的控制杆虽然能够移动，但是移动距离
小，且不迅速、不灵活，明显存在异常。
用真空表测量废气旁通阀真空室，结果最
大负压只能达到-20kPa，且无法保持，
需要连续不断地用真空枪手动抽真空。正
常情况下该负压能达到-80kPa，且可长
时间保持，这说明故障车的真空室膜片存
在泄漏。
用手拉动左侧旁通阀与控制真空室之
间的操纵杆，发现旁通阀没有卡滞现象。用
烟雾检测器检查Y77/1增压压力控制转换
器连接的真空管路，未发现泄漏情况。
综合上述检查分析，该车故障原因为
废气旁通阀控制真空室膜片泄漏，导致涡
轮增压器废气旁通阀无法关闭，使得增压
压力过小，从而出现发动机动力不足的故
障现象。
由于废气旁通阀控制真空室不单独提
供，只能更换涡轮增压器总成。更换后试
车，该车加速正常，故障被彻底排除。
图13 故障车内存储的故障信息
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案
例
2
故障现象
2018款奔驰E200L发动机动力不足
可能原因有：废气旁通阀卡滞，打开不迅
速，如废气旁通阀真空室拉杆被变形的隔
热板干涉；废气旁通阀真空室拉杆调整螺
母松动、位移，导致旁通阀始终关闭或开
度过小；旁通空气转换阀Y101卡滞，不能
在超速运转模式下打开；B28/6节气门上游
压力传感器信号失真或脏污，导致测量值
比实际值高很多；Y77/1增压压力控制转换
器机械故障，导致废气旁通阀真空室真空
释放过慢；发动机控制单元软件问题。
拉动废气旁通阀真空室拉杆进行检
查，发现旁通阀没有卡滞现象，隔热板
与拉杆无干涉；检查废气旁通阀真空室
拉杆螺母，无松动、位移的情况；利用
XENTRY诊断仪促动旁通空气转换阀
Y101，可明显感觉到Y101的振动，但拆
下Y101检查，未见异常；拆下B28/6节气
门上游压力传感器检查发现，传感器有些
脏污的情况，用清洗剂清理干净后装复。
找来同款正常车进行对比发现，怠速
时猛踩一脚油门，正常车真空室拉杆立即关
闭旁通阀，之后拉杆又立即释放，而故障车
的真空室拉杆在踩油门的一瞬间也会立即关
闭旁通阀，但是之后拉杆不能迅速释放，而
是缓慢释放，导致废气旁通阀打开过慢。换
上正常车的增压压力控制转换器Y77/1后试
车，拉杆收放迅速，故障现象消失。
综合上述检查分析，该车故障原因是
Y77/1转换器存在机械故障，导致废气旁
通阀真空室真空释放过慢，在超速运转模
式下，增压压力过高，发动机控制单元限
制扭矩和功率的输出，动力下降。换上新
的Y77/1后，该车故障被彻底排除。
一辆2018款奔驰E200L，搭
载274.920型发动机，VIN码为
LE42131421L18****，行驶里程为
52 679km，车主反映，该车加速时发动机
转速上升，但车速上不去，推背感不强。
故障诊断与排除
试车发现，该车发动机故障灯虽然未
点亮，但提速很慢，与正常车对比推背感
很差，影响到正常的驾驶感受，且故障持
续存在。
连接诊断仪进行快速测试，发动机控
制单元N3/10中设置了1个存储状态的故障
码P023422-废气涡轮增压器1的增压压力
过高，信号振幅大于最大振幅，故障频率
为5次。从冻结数据看首次和最后一次，
车速在60~100km/h之间时，发动机转速
均在2 400r/min左右，节气门开度不足
0.5%，基本处于关闭状态(图15)。这说明
故障发生在超速运转模式(即松油门滑行的
倒拖工况)。
根据系统工作原理、故障码及冻结数
据分析，系统设置增压压力过高故障码的
维修小结
1.奔驰各款发动机采用不同供应商的
增压器，如M275采用德国的KKK公司的
涡轮增压器，它曾经是奔驰公司的子公
司，后并入美国博格华纳(BorgWarner)
公司。M274和M276及M278均采用IHI
日本石川岛涡轮增压器，M282和OM642
采用美国盖瑞特(GARRETT，霍尼韦尔
Honeywell旗下)涡轮增压器，M264采用
MHI日本三菱重工涡轮增压器，M256的废
气涡轮增压器和电动辅助空气压缩机供应
商均是美国博格华纳(BorgWarner)。
2.奔驰涡轮增压器的废气旁通阀控制
方式的变化趋势是从压力气动控制变为
真空气动控制，最终发展为通过促动器直
接电动控制。采用压力气动控制(执行器为
Y31/5)的发动机有M275、M277和M279；
采用真空气动控制(执行器为Y77/1)的发动
有M270、M274、M276和M278)；采用直
接电动控制(执行器为M16/7)的发动机有
M264、M256和M282。
3.奔驰涡轮增压器的减速空气旁通控
制方式的变化趋势是由气动控制变为电动
控制。采用气动控制(执行器为Y101)的发
动机有M275、M277和M279；采用电动
控制(执行器为Y101)的发动机有M270、
M274、M276、M278、M256和M264。
4.使用真空表测量M270、M274、
M276和M278的废气旁通阀控制真空室，
真空标准值都在-80kPa左右。
图15 故障车的故障信息
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