Green Luxury, so bringt man in Stuttgart die neuen Entwicklungen der V6- und V8-Motoren der auch MOVE genannten Generation (MOre Vehicle Efficiency) auf den Punkt und beweist, dass auch leistungsstarke Motoren neben Elektro- und Hybrid-Antrieben auch in Zukunft ihre Berechtigung haben.

Die Stuttgarter haben gleich zwei Neuheiten zu verkünden: Zum Einen eine Weiterentwicklung auf Basis des bekannten V8-Motors und zum Anderen eine komplette Neuentwicklung beim V6-Antrieb. Sowohl der neue V6- als auch der neue V8-Motor haben Kurbelgehäuse, Kolben und Zylinderköpfe aus Aluminium. Beide Motoren sind die Speerspitze einer neuen Motorengeneration, die dank eines modularen Konzeptes vielseitig einsetzbar sind.

V8-Power für den CL & S-Klasse Modelle

Widmen wir uns zunächst dem V8er. Der neue V8-Motor (M 278) mit 4663 ccm Hubraum basiert auf seinem Vorgänger (M276) mit 5461 ccm, holt aber bei 0,8 Liter weniger Hubraum nicht nur 435 PS und 700 Nm und damit 12% mehr Leistung und 32 % mehr Drehmoment, sondern begnügt sich auch mit 22% weniger Kraftstoff!

Das gelang den Mercedes-Motorenbauern vor allem durch den Einsatz von zwei Abgasturboladern, die jeweils außen an den Zylinderköpfen untergebracht sind. Somit konnte das Ladeluftkühlermodul mit Luft-Wasser-Ladeluftkühler und Ladeluftverteiler im Innen-V des Motors angeordnet werden.

Kein Turbo-Loch!

Schon bei niedrigen Drehzahlen stellen die kompakten Abgaslader ein hohes Drehmoment bereit, so dass sie gegenüber dem Vorgängermotor bei 2000 U/min sogar ein Plus von 45 Prozent erzielen. So stehen im Bereich von 1600 bis 4750 U/min stolze 600 Newtonmeter zur Verfügung – das klassische Turbo-Loch soll es nicht geben.

„Heavy Metal war gestern – High Tech ist die Formel für die Zukunft“

Das Triebwerk basiert auf dem weiterentwickelten Aluminium-Druckguss-Kurbelgehäuse des Vorgängers, neben einigen wenigen Bauteilen kommt der neue V8 mit einer gegenüber dem Saugmotor-Vorgänger unverändert hohen Verdichtung von 10,5:1.

Premiere im CL-Coupé

Der neue V8 Motor soll ab Herbst 2010 zunächst in dem weiterhin CL genannten S-Klasse Coupé, später auch in der S-Klasse eingesetzt werden.

Neuer V6 mit 60°

Der neue V6-Motor kommt zwar mit 3499 ccm mit fast gleichem Hubraum, ist aber eine komplette Neuentwicklung, was von außen durch den von 90° auf 60° verkleinerten V-Winkel zwischen den Zylinderbänken auffällt. Der neue V6 kommt derzeit als Saugmotor, lässt sich aber dank des neuen modularen Konzepts auch zukünftig mit einem Turbolader ausstatten.

Für den Sauger wurde ein komplett neues Luft- und Abgassystem in Verbindung mit einem schaltbaren Resonanzsaugrohr und optimierten Ein- und Ausströmverhältnissen entwickelt. Dadurch konnte die Leistung des M276 auf 306 PS gegenüber 272 PS beim Vorgänger (M 272) sowie das Drehmoment von 350 auf 370 Newtonmeter gesteigert werden.



Wie sein großer Bruder begnügt sich der neue V6 dabei ebenfalls mit weniger Kraftstoff – bis zu 24 Prozent sparsamer soll dieser in der S-Klasse sein.

Neue Direkteinspritzung

Die neue Motorengeneration kommt indes mit weiteren Neuentwicklungen, wie einer Direkteinspritzung mit so genannter „strahlgeführter Verbrennung“. Mit bis zu 200 bar wird der Kraftstoff durch neu entwickelte Piezo-Injektoren bis zu fünf Mal pro Ansaugung für eine optimale Gemischbildung eingespritzt. Durch die Piezo-Technik mit millisekundengenauer Ansprechzeit lässt sich die Kraftstoffeinspritzung sehr feinfühlig und genau an die jeweilige Last- und Drehzahlsituation anpassen, was sich günstig auf Emissionen, Verbrauch und Verbrennungsgeräusch auswirkt.

Die Mercedes-Benz Ingenieure haben für die verschiedenen Betriebsarten wie leerlaufnaher Bereich, Teillast und hohe Last verschiedene Einspritztechniken entwickelt. Die „Homogen-Schicht“ (HOS) ist eine Kombination aus Homogen-Mager- und klassischem Schichtbrennverfahren, bei der die erste Einspritzung in den Ansaughub gespritzt. Auf das so entstandene Basisgemisch wird kennfeldabhängig einfach oder zweifach eine weitere „Schicht“ in die Kompression vor der Zündung eingespritzt.

Bei der neuen homogenen Verbrennung „Homogen-Split“ (HSP) werden über 95 Prozent der Menge im Ansaughub einfach oder mehrfach und eine sehr kleine „Zünd“-Einspritzung zur Stabilisierung der Verbrennung eingespritzt. Sie wird eingesetzt unter schwierigen Brennbedingungen. Der V8-Motor wird im gesamten Kennfeld homogen betrieben, bei hoher Last wird zur Verbesserung der Laufruhe Homogen beziehungsweise HSP eingesetzt.

Optimale Zündung

Die neue Direkteinspritzung wird durch die „schnelle Mehrfachzündung“ bzw. schnelle „Multi-Spark Ignition“ (MSI) ergänzt, bei der nach einem ersten Funken die Spule sehr schnell nachgeladen und ein weiterer Funke abgesetzt wird. Bis zu vier Funken können innerhalb einer Millisekunde in schneller Folge ausgelöst werden

Hydraulischer Nockenwellenversteller

Ein neuer stufenloser Nockenwellenversteller für Ein- und Auslass entwickelt arbeitet hydraulisch betrieben mit einem großen Verstellbereich von 40 Grad bezogen auf die Kurbelwelle. Die Motorenentwickler verbesserten die Stellgeschwindigkeit und konnten eine Verstellbereitschaft bereits bei 0,4 bar niedrigeren Öldrucks erreichen. Dazu ist die Neuentwicklung signifikant kleiner und leichter.

Zweistufiger Kettentrieb

Die Nockenwellenversteller werden durch den neuen zweistufigen Kettentrieb angetrieben. Neben der einer Primärkette und einem Zwischenrad werden diese über zwei kurze Sekundärketten angetrieben – je eine pro Zylinderbank. Dank dieses Systems lassen sich alle drei Ketten über jeweils einen Kettenspanner gesondert abstimmen. Der kompakte Aufbau sorgt für geräuscharmen Lauf und stabile Steuerzeiten.

Geregelte Ölpumpe mit zwei Druckniveaus

Eine vierte Kette treibt eine ebenfalls komplett neu entwickelte, stufenlos geregelte Flügelzellen-Ölpumpe an. Bei geringer Drehzahl und Last läuft die Pumpe mit einem niedrigen Druckniveau von 2 bar. Das hohe Druckniveau wird im oberen Last-Drehzahlbereich aktiviert. Durch dieses Regelungskonzept lassen sich die Schmier- und Kühlstellen des Motors abhängig von Motorlast und Motordrehzahl mit deutlich niedrigerer Antriebsleistung versorgen.

Neue Kühlwasserführung

Komplett neu ist auch die Kühlwasserführung des Zylinderkopfes. Der Wassermantel ist nun zweiteilig gestaltet, was zu gezielter Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten und Wärmeabfuhr bei gleichzeitig reduziertem Druckverlust im gesamten Kühlwasserkreislauf führt. Der Kühlwasserstrom wird in der Aufheizphase durch ein 3-Phasen-Wärmemanagement reguliert, um schnelles Erreichen der Betriebstemperatur zu erzielen. In der Phase 1 steht das Wasser im Motor. Danach zirkuliert es im Motorkreislauf ohne Fahrzeugkühler. Bei Erreichen einer Temperatur von 105 Grad Celsius im Normalbetrieb (87 Grad Celsius bei hoher Belastung) wird schließlich der fahrzeugseitige Wasserkühler mit einbezogen.

Start-Stopp-Einrichtung mit Direktstart

Die neue Start-Stopp-Einrichtung arbeitet mit starterunterstütztem Direktstart. Durch einen neuartigen Kurbelwellensensor weiß das Motorsteuergerät, in welcher Position sich die einzelnen Kolben befinden und kann so beim Wiederstart den Zylinder als ersten zünden, der sich in der dafür optimalen Position befindet. Nach kurzem Andrehen des Motors durch den Anlasser ist deshalb dort sofort eine zuverlässige Einspritzung, Zündung und Verbrennung möglich.

Modulbauweise

Die neuen V-Motoren von Mercedes-Benz können nicht nur mit einer Start-Stopp-Funktion kombiniert werden, sondern auch mit dem Vierradantrieb 4MATIC gekoppelt oder in einen Hybridantrieb integriert werden. Die neuen Motoren erfüllen alle weltweit geltenden Emissionsgesetzgebungen.

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Härtetest für die neuen V-Motoren

Bevor die neuen V6- und V8-Motoren auf die Straße kamen, hatten sie bereits ein torturenreiches Vorleben hinter sich – zum Beispiel auf den Motorprüfständen im Untertürkheimer Prüfstandshaus. In dem imposanten Gebäude sind auf drei Stockwerken jeweils 24 hochmoderne Motorprüfstände installiert. Die insgesamt 72 Prüfstände sind Tag und Nacht in Betrieb. Anders ist das enorme Prüfpensum nicht zu bewältigen, dem die Mercedes-Benz Ingenieure alle Triebwerke unterwerfen.

Auf den Prüfständen lassen sich die unterschiedlichsten Straßen- und Lastsituationen simulieren, um alle denkbar möglichen Einsatzzwecke abzubilden wie etwa Heiß- und Kaltstart, Stop-and-Go und Dauerläufe unter den unterschiedlichsten Bedingungen. Insgesamt 52 000 Stunden, davon 27 000 im Dauerlauf, brachten zum Beispiel die neuen V8-Motoren von Mercedes-Benz samt ihren Nebenaggregaten auf Prüfständen hinter sich.

Parallel dazu starteten ausgiebige Versuchsfahrten, die in alle Klimazonen der Erde führten – in die arktische Kälte des Winters hoch im Norden ebenso wie in die erbarmungslose Hitze im Death Valley (USA), in den Sand der Wüste, in die dünne Luft alpiner Regionen oder in den tropischen Dschungel. Dazu standen schnelle Runden auf abgesperrten Strecken wie den Hochgeschwindigkeitsovalen von Nardo (Italien) und Papenburg auf dem Programm, ebenso Stop-and-Go in verkehrsreichen Städten. Unterm Strich legten die verschiedenen Erprobungsfahrzeuge mit dem neuen V8-Motor fast 7 Millionen Kilometer unter den verschiedensten Bedingungen zurück. Für das V6-Triebwerk gelten vergleichbare Werte.

Der Entwicklungsprozess hatte freilich lange vor diesen praktischen Erprobungen an den Bildschirmen der Motor-Ingenieure begonnen Mithilfe moderner Rechner wurden alle Mechanikfunktionen konzipiert und Alternativen gegeneinander abgewogen, der Öl- und Wasserkreislauf, die verschiedenen Möglichkeiten der Ansaugluftführung und der Aufladungsstrategien sowie die Brennraumgeometrien inkl. Ein- und Auslasskanal und die Mehrfacheinspritzung entstanden am Bildschirm.

Schließlich errechneten die Ingenieure am PC die optimale Auslegung aller Bauteile, sodass sie genau vorgegebene Kriterien erfüllten und zur Produktion der ersten Prototypen freigegeben werden konnten. So liefen schließlich bereits die ersten Triebwerke der neuen V-Motorengeneration von Mercedes-Benz auf dem Prüfstand auf Anhieb zuverlässig und erfüllten die hohen Erwartungen.

Neben der Wiege des Motorenbaus

Und das alles quasi neben der Wiege des Motorenbaus, wo Gottlieb Daimler und Wilhelm Maybach vor 125 Jahren in einem kleinen Gartenhaus in Bad Cannstatt den ersten „Standuhr“ genannten Einzylinder-Motor gebaut hatten… - und schon damals galt wie heute: „Das Beste oder nichts!"

37 Bilder Fotostrecke | Mercedes S-Klasse: Neue Motoren mit mehr Leistung und höherer Effizienz!! : Neue V6- und V8-Motoren mit mehr Leistung & weniger Verbrauch #01 #02