Neue Mercedes-Triebwerke ab 2017: eine Legende ist zurück!

Seit fast zwanzig Jahren hat es keinen “Reihensechser“ mehr bei Mercedes-Benz gegeben. Im Jahr 1997 wurde der letzte seiner Art (M 104) durch einen Sechszylinder in V-Anordnung (M 112) abgelöst. Auf ihn folgten M 272 und der momentan noch aktuelle M 276.

300 SL Flügeltürer und Roadster

300 SL Flügeltürer und Roadster

Dabei steht gerade die Bauform des „Inline Six“ mit drei Litern Hubraum in einer großen Tradition bei Mercedes-Benz, nicht zuletzt wegen seiner grandiosen Rennerfolge. Unvergessen der legendäre M 198 im 300 SL Flügeltürer mit mechanischer Direkteinspritzung, den wir dieses Jahr auf der Mille Miglia in Italien selbst erfahren durften (eine ausführliche Filmdokumentation folgt zur Weihnachtszeit). Was für ein Spektakel für alle Sinne!

 

Als weiteres Highlight zu nennen ist natürlich auch der M 103, den wir bestens aus dem “Dreiliterwagen” des Herrn Dreikommanull kennen. Das vielleicht beste Aggregat in den Baureihen 126 und 124 und mit seiner Laufruhe, seiner Zuverlässigkeit und mit seinem leicht turbinenartigen Klang sehr beliebt.

Nun also hat das Warten ein Ende und der Daimler stellt gleich zwei neue Reihensechszylinder, einen neuen Vierzylinder sowie einen neuen, „zivilen“ V8 aus dem Hause AMG vor. All diese neuen Aggregate haben wir am vergangenen Donnerstag im Mercedes-Benz Technology Center (MTC) in Sindelfingen für Euch besichtigen können. Und schon die Umgebung selbst ist eine eigene Story wert.

 

Milliardeninvestition und wegweisendes „Abschiedsgeschenk“ des scheidenden Daimler-Entwicklungschefs

Prof. Dr. Thomas Weber lässt das technologische Herz der Daimler AG seit einiger Zeit weiter ausbauen und modernisieren. Bereits fertiggestellt sind der neue Fahrsimulator sowie der Aeroakustik- und die Klimawindkanäle. Bis 2018 folgt auch das neue Technologiezentrum für Fahrzeugsicherheit, das Elektronikprüfzentrum und ein neues Rechenzentrum, das in das Obergeschoss des Gebäudes 88/1 einzieht.

Dieser enorme graue Kasten birgt für sich bereits viele Superlative und auch ein Stück Poesie. Denn korrekterweise nennt sich der Bau auf daimlerdeutsch „Antriebsintegrationszentrum“, kurz AIZ, und ist wahrlich ein Meisterwerk der Ingenieurskunst.

-Die zehn Fahrzeugprüfstände speisen 98% ihrer Bremsenergie zurück ins Stromnetz. Wenn in 2018 auch das neue Rechenzentrum im Obergeschoss fertiggestellt ist, wird es die auf den Prüfständen zurückgewonnene Energie zum Betrieb und zur Kühlung der Elektronenhirne nutzen. Über zwei Drittel des Jahres sollen die Prüfstände zudem energieneutral klimatisiert werden können. Selbst auf 5000 Metern Höhe, denn so hoch können manche Testfahrzeuge darin reisen – dank Unterdruckkammer.

-Auf den zehn verschiedenen Prüfständen werden die Antriebsstränge neuer PKW-Baureihen in hochpräzisen, immer wieder reproduzierbaren Versuchsabläufen perfektioniert. Kurzum: fühlt sich der Antrieb in allen erdenklichen Fahrsituationen auch wirklich so an, wie es der Kunde von seinem Mercedes erwartet – und vor allem auch, wie er es in den variablen Fahrprogrammen ganz unterschiedlicher Fahrzeugmodellen wünscht.

Da die Ingenieure und Techniker nicht mehr im Auto, sondern außen am Bedienplatz sitzen, können sie Messungen mit neu entwickelten Tools parallel auswerten.Dafür werden die Autos von einem Leitstand aus „gefahren“. Das Fahrzeug selbst steht fest arretiert auf einem Rollenprüfstand oder – in den späteren Versuchsreihen zum Feintuning – auf festem Boden, wobei spezielle Felgen mit freidrehenden Naben montiert und an externe Elektromotoren angeflanscht werden können. Diese können dem stehenden Fahrzeug nun ein exaktes Brems- oder Beschleunigungsmoment vorgaukeln, und zwar im Gegensatz zum Rollenprüfstand für jedes Rad individuell.

Zu den Highlights des neuen Antriebsintegrationszentrums (AIZ) zählen Prüfstände mit hochpräziser Drehmomentmessung direkt an den Rädern des Fahrzeugs (Bild) sowie ein Prüfstand mit Klimahöhenkammer.So lässt sich jedes erdenkbare Szenario beliebig oft durchspielen. Beispielsweise einseitiger Grip-Verlust oder auch komplette, digitalisierte Streckenprofile wie etwa die Nürburgring-Nordschleife. Reagiert die Schaltung sportlich genug? Behindert oder fördert sie die Leistungsentfaltung? Rucken Gangwechsel zu sehr? Ist die Schaltlogik resourcenschonend? Sind die Wechsel zwischen Last- und Schubphasen für den Insassen angenehm? Wann segelt das Auto? Wie schnell ist der Motor wieder verfügbar, falls das Auto im elektrischen Betrieb fährt und blitzschnell Leistung benötigt? Und jetzt auch wieder aktuell: wie gut funktioniert eine Zylinderab- und Zuschaltung während unterschiedlicher Fahrzyklen?

Hier also werden Schaltlogik und Motorprogramme initial „angelernt“, um sich dann im Wechselspiel mit dem Dauerlauf draußen und später bei den finalen Abnahmefahrten zu bewähren.

Auf den insgesamt zehn Fahrzeugprüfständen findet unter anderem die Feinabstimmung von Motor und Getriebe statt – entsprechend umfangreich werden die Fahrzeuge vor den Messungen verkabelt.

Die Rückkehr einer Legende? Der neue Reihensechszylinder-Benziner M 256

Kommt er doch noch, mein geliebter E 500, vielleicht als Reihensechser-Twinturbo? Zunächst mal sehen wir das Aggregat in der S-Klasse Mopf ab 2017. Allerdings nicht im S 500, denn der bleibt bis auf weiteres ein V8, wenn auch mit neuer Architektur (gleich mehr dazu).

Es ist zwar historisch betrachtet schade, dass die Ära des „zivilen V8“ in der E-Klasse nach fast 25 Jahren mit dem W213 endet, aber sollte der E 500 als R6 wiederkehren, wäre auch das durchaus eine attraktive Motorisierung.

Erprobung des neuen Reihensechszylinder-Ottomotor M 256

Erprobung des neuen Reihensechszylinder-Ottomotor M 256

Denn entgegen der landläufigen Meinung verfügt ein Reihenmotor gegenüber einem großen Motor in V-Anordnung über eine ausgezeichnete Laufruhe, wie sie sich erst wieder im V12 findet – wenn überhaupt. Dafür war bislang allerdings meist eine Ausgleichswelle nötig, um die Schwingungen der Massen zu neutralisieren. Der M 256 kommt ohne dieses Hilfsmittel aus, denn er ist in sich bereits voll ausbalanciert!

Mercedes-Benz Sechszylinder-Benzinmotor M256 // Mercedes-Benz six-cylinder engine M256. Engine cross section

Mercedes-Benz Sechszylinder-Benzinmotor M 256

Der „Inline Six“, der nach fast 5 Jahren Entwicklung nun den alten V6 M 276 ersetzen wird, hat einige Neuerungen zu bieten. Zum Beispiel die Anbindung an eine 48-Volt-Bordnetzarchitektur, mit dadurch ermöglichter, intelligenter Aufladung per elektrischem Zusatzverdichter (eZV) sowie eines Integrierten Starter Generator (ISG). Das Turboloch dürfte damit endgültig gestopft sein.

tecday_098Der ISG wird aus einer zweiten Lithium-Ionen-Batterie gespeist und übernimmt Hybridfunktionen wie Boost oder Rekuperieren. Das ermöglicht Verbrauchseinsparungen, die bisher der Hochvolt-Hybridtechnologie vorbehalten waren – bis auf das rein elektrische Fahren, denn dafür reichen seine 15 kW Leistung nicht aus. Der Wagen dürfte aber bereits im Stand und ohne Zuschalten des Verbrennungsmotors klimatisiert werden können – ähnlich einem Plugin-Hybriden oder Elektrofahrzeug.

Unter dem Strich soll der neue R6 die Fahrleistungen eines Achtzylinders bieten – beim Verbrauch und den Abmessungen eines älteren Vierzylinders!Mercedes-Benz Sechszylinder-Benzinmotor M256. Schnittmotor // MeÜblicherweise ist ein Reihenmotor ja anders dimensioniert als Aggregate in V- oder Boxeranordnung. Da das Gerücht vom neuen Reihensechser schon lange die Runde machte, hatten wir anlässlich der Einführung der C-Klasse W205 schon darüber gemutmaßt, ob die vergleichsweise lange Haube gegenüber dem Vorgänger W204 etwa dem Umstand geschuldet sein konnte, dass hier eines Tages ebenfalls der neue Reihensechser Einzug halten würde. Nun, das wird er irgendwann wohl auch, aber dafür braucht er weniger Platz in Längsrichtung als von uns damals angenommen.

Durch die Elektrifizierung entfällt der Riementrieb für Nebenaggregate an der Stirnseite des Motors, was seine Länge reduziert. Tatsächlich baut der neue Reihensechser also ähnlich kompakt wie ein konventioneller Vierzylinder.

Die platzsparende Bauweise schafft zudem mit der räumlichen Trennung von Einlass und Auslass Platz für eine motornahe Abgasnachbehandlung. Das hat große Vorteile für das Ansprechverhalten des Katalysators, der deutlich schneller auf Temperatur kommt.

Und jetzt kommt das Beste: Leistung und Drehmoment werden im Bereich des heutigen Achtzylinders liegen, also über 300 kW (408 PS) und mehr als 500 Nm. Im Vergleich zum V6-Vorgänger konnten die motorbedingten CO2-Emissionen dabei trotzdem um ca. 15 Prozent reduziert werden.

Er ist also eben doch fast ein echter „Fünfhunderter“, und in einem Aspekt ist er es numerisch tatsächlich. Denn so wie alle neuen Motoren besitzt auch er mit glatten 500 cm3 den gleichen Hubraum pro Zylinder wie die im letzten Jahr vorgestellte Premium-Diesel-Motorenfamilie sowie die Vierzylinder-Otto-Motorenfamilie.

Der OM 656 ist der stärkste Sechszylinder-Pkw-Diesel in der Mercedes Geschichte

Ebenfalls sechs Zylinder in Reihe hat die neue Spitzenmotorisierung bei den „Ölmotoren“ (OM). Zu den Merkmalen des OM 656 zählen das Stufenmulden-Brennverfahren, die zweistufige Abgasturboaufladung sowie erstmals der Einsatz der variablen Ventilsteuerung CAMTRONIC. Die an sich nicht miteinander vereinbare Kombination von Alugehäuse („weiches“ Material) und Stahlkolben („hartes“ Material) wird durch die weiter entwickelte NANOSLIDE Laufbahnbeschichtung zuverlässig ermöglicht. Wir kennen das bereits aus dem neuen Vierzylinder-Diesel OM 654 in der neuen E-Klasse.

Mercedes-Benz Sechszylinder-Dieselmotor, OM656

Mercedes-Benz Sechszylinder-Dieselmotor, OM656

Obwohl die Leistung des neuen Sechszylinder-Diesels im Vergleich zum Vorgänger OM 642 stark gestiegen ist (über 230 kW/313 PS statt 190 kW/258 PS), verbraucht der neue Motor mehr als sieben Prozent weniger.

Der 656 ist ebenso wie der neue Vierzylinder 654 auf die Erfüllung der zukünftigen Emissionsgesetzgebung (RDE – Real Driving Emissions) ausgelegt. Wie bereits erwähnt sind alle für die effiziente Emissionsminderung relevanten Komponenten direkt am Motor verbaut. Die Kombination aus neuem Stufenmulden-Brennverfahren, dynamischer Mehrwege-Abgasrückführung und motornaher Abgasnachbehandlung, erstmals in Verbindung mit einer variablen Ventilsteuerung, ermöglicht weiter reduzierte Verbräuche bei niedrigsten Emissionen.

Durch die motornahe isolierte Anordnung hat die Abgasnachbehandlung einen geringen Wärmeverlust und günstigste Arbeitsbedingungen. Sprich: der Kat kommt schneller auf seine Betriebstemperatur. Verstärkt wird dies durch die schaltbare Auslassnockenwelle CAMTRONIC, die die verbrauchsneutrale Aufheizung der Abgasanlage unterstützt.

Mit dem neuen S 500 situationsabhängig im Vierzylinder unterwegs? Der neue zivile Sprössling aus der AMG-V8-Familie namens M 176 macht es möglich

Als dritte Inkarnation des mit dem AMG GT Ende 2014 vorgestellten 4-Liter-Achtzylinder-Biturbo mit dem charakteristischen „heißem Innen-V“ präsentiert sich nun der M 176 genannte „zivile“ V8 mit Zylinderabschaltung. Leistungsmäßig liegt er gleichauf mit dem aktuellen C 63 (ohne „S“): 350 kW (476 PS) bei einem etwas höheren Drehmoment von ca. 700 Nm ab 2.000/min. Der neue Motor wird rund 10 Prozent weniger Kraftstoff verbrauchen als sein Vorgänger M 278 mit 335 kW (455 PS).

Mercedes-Benz V8-Biturbo-Benzinmotor, M176

Mercedes-Benz V8-Biturbo-Benzinmotor, M176

Den neuen 4-Liter-V8 haben wir bereits im G 500 gesehen. Nun also wird es die Variante mit Zylinderabschaltung erstmals in der S-Klasse-Modellpflege ab 2017 geben. Ob dann auch die G-Klasse demnächst situationsabhängig mit „V4“ unterwegs sein wird, wissen wir noch nicht. Denkbar wäre es, denn demnächst steht ja auch dort ein Modellwechsel hin zu einem „W464“ mit breiterer Karosserie an.tecday_058Wie funktioniert aber nun die neue Zylinderabschaltung? Die Ventilverstellung CAMTRONIC arbeitet mit einem Stift, der auf die Nockenwelle fährt, um dort an jeweils zwei Stellen per Führungsrille je eine Nocke „beiseite zu schieben“. Die darunter befindlichen Ventile und zugehörigen Zylinder 2,3,5 und 8 werden augenblicklich stillgelegt, und zwar binnen einer einzigen Nockenwellenumdrehung.tecday_068Das geschieht adaptiv je nach Lastabforderung in einem Drehzahlbereich zwischen 900 und 3250 U/min. Zwischen 80 und 90 Prozent seines aktiven Daseins befindet sich ein Motor in diesem Drehzahlbereich.

Je nach Fahrpedalstellung werden alle acht Zylinder sofort wieder aktiviert und geben ihre volle Leistung ab. Dies geschieht verzögerungsfrei und unmerklich. Das gleichzeitige Ab- und Zuschalten von gleich vier Zylindern verringert Ladungswechselverluste und der Gesamtwirkungsgrad der im Verbrennungsbetrieb laufenden vier Zylinder wird durch Verlagerung des Betriebspunktes zu höheren Lasten verbessert.

Im V4-Betrieb steht etwas weniger als die Hälfte des Drehmoments von 700 Nm zur Verfügung. Die Ingenieure beziffern die reale Treibstoffersparnis durch die Zylinderabschaltung auf 10-12%.

Gebaut wird der „zivile“ V8 im Motorenwerk Untertürkheim. Da die Montage dort nicht nach dem Affalterbacher Prinzip „ein Männle, ein Motörle“ abläuft, erhält der M 176 auch keine Namensplakette wie seine AMG-Geschwister. Dennoch wird der künftige S-Klasse-Mopf-Kunde bei der Spurensuche nach „AMG“ fündig, sollte er die Motorabdeckung einmal aus Neugier abnehmen. ;-)

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Neuer kleiner Sportmotor: der Vierzylinder-Benziner M 264

Ein Zwei-Liter-Vierzylinder mit einer Literleistung von rund 100 kW: der neue Toptype-Ottomotor stößt in Leistungsregionen vor, die bisher hubraumstarken Aggregaten mit sechs Zylindern vorbehalten waren.

Mercedes-Benz Vierzylinder-Benzinmotor, M264

Mercedes-Benz Vierzylinder-Benzinmotor, M264

Zugleich soll er aber deutlich weniger Kraftstoff verbrauchen als ein vergleichbarer Sechszylindermotor. Zu den besonderen Merkmalen des Motors zählen Twinscroll-Abgasturbolader, Riemengetriebener 48-V-Starter-Generator (RSG) und elektrische 48-V-Wasserpumpe.

Der RSG übernimmt auch Hybridfunktionen, was Verbrauchseinsparungen ermöglicht:

  • Komfort-Start: Nahezu unmerklicher Start und Hochlauf des Motors
  • Boosten im Drehzahlbereich bis 2.500/min
  • Rekuperation bis 12,5 kW
  • Lastpunktverschiebung: Betrieb in günstigerem Kennfeld möglich
  • Segeln mit Motor-Aus

Anders als bei herkömmlichen Systemen sind bei einem Twinscroll-Abgasturbolader die Abgaskanäle von jeweils zwei Zylindern im strömungsoptimierten Krümmer zusammengefasst. Dieses Aufladungskonzept ermöglicht durch eine konsequente Flutentrennung der Zylinder ein hohes Drehmoment im Niedrigdrehzahlbereich bei hoher spezifischer Leistung. Weitere Effizienzmaßnahmen sind eine Einlass-CAMTRONIC und Maßnahmen zur Reibleistungsreduzierung.

Noch sauberer: Serienmäßiger Otto-Partikelfilter

Als erster Hersteller setzt Mercedes-Benz zur weiteren Verbesserung der Umweltverträglichkeit auf den großflächigen Einsatz von Partikelfiltern auch für Benziner. Nach über zwei Jahren positiver Felderfahrung im S 500 werden 2017 weitere Varianten der S-Klasse mit den neuen Ottomotoren M 256 und M 176 mit dieser Technologie ausgerüstet. Danach folgt die schrittweise Umsetzung in weiteren Fahrzeugmodellen.

tecday_080Der Otto-Partikelfilter reduziert die Emission von feinen Rußpartikeln. Der Filter hat eine wabenförmige Struktur mit wechselseitig verschlossen Ein- und Auslasskanälen. Dadurch wird das Abgas gezwungen, durch eine poröse Filterwand zu strömen. Hierbei kommt es zu einer Abscheidung des Rußes, wobei der Filter unter entsprechenden Fahrbedingungen wieder kontinuierlich regeneriert werden kann.

Wir sind sehr gespannt auf 2017 und die Markteinführung all dieser weiteren Mitglieder der neuen Mercedes-Motorengenerationen. Vor allem können wir es kaum erwarten, den neuen Reihensechser selbst fahren zu können. Spätestens nur Modellpflege der S-Klasse W222 wird es soweit sein!

Fotos: Daimler / Schlörb

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