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Erster Achtzylinder-Motor mit Biturboaufladung von AMG

Auch im Sport- und Luxus-Segment gewinnen die Kriterien Effizienz und Ökonomie immer mehr an Bedeutung. AMG versucht dem Rechnung zu tragen, indem die Daimler-Tochter den 6,2-Liter-V8-Saugmotor durch einen hubraumkleineren V8 ersetzt, der erstmals in der Unternehmensgeschichte über eine Biturboaufladung verfügt. Die Kombination aus Hightech-Systemen, wie Benzin-Direkteinspritzung, Biturboaufladung mit Luft-Wasser-Wärmetauscher, Siebengang-Sportgetriebe und Stopp-Start-Funktion sollen trotz Mehrleistung zirka 25 Prozent Kraftstoffersparnis gegenüber dem noch aktuellen Saugmotor bewirken. Sein Marktdebüt feiert der Achtzylinder-Biturbomotor im neuen S 63 AMG im September 2010.

Mit einem Hubraum von 5,461 Litern bleibt er um exakt 747 ccm unterhalb des 6,208 Liter großen AMG 6,3-Liter-V8-Saugmotors. In Leistung und Drehmoment liegt der AMG 5,5-Liter-V8-Biturbomotor dennoch darüber: 400 kW und ein maximales Drehmoment von 800 Newtonmetern entwickelt der neue Motor. In Verbindung mit dem AMG Performance Package steigen die Werte auf 420 kW und 900 Newtonmeter. Trotz dem Plus an Leistung von 14 beziehungsweise 34 Kilowatt und Drehmoment von 170 beziehungsweise 270 Newtonmetern gegenüber dem 386 kW und 630 Newtonmeter starken V8-Saugmotor konnten Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen gesenkt werden. Der neue S 63 AMG soll nach vorläufigen Angaben im NEFZ gesamt 10,5 Liter je 100 Kilometer benötigen und unterbietet das Vorgängermodell um 3,9 Liter. Dies würde eine Verbrauchsreduzierung um über 25 Prozent bedeuten. Entsprechend liegt der Wert von 246 Gramm CO2 pro Kilometer (vorläufige Angabe) um 28,5 Prozent unter dem des Vorgängers (344 Gramm pro Kilometer). Trotzdem soll die Fahrdynamik nicht leiden. Der S 63 AMG beschleunigt laut Werk von null auf 100 km/h in 4,5 Sekunden und ist maximal 250 km/h schnell (elektronisch begrenzt). Mit AMG Performance Package soll die Beschleunigung von null auf Tempo 100 in 4,4 Sekunden erfolgen, die Höchstgeschwindigkeit liegt dann bei 300 km/h (elektronisch begrenzt).

Die Benzin-Direkteinspritzung mit strahlgeführter Verbrennung bringt entscheidende Vorteile beim Kraftstoffverbrauch und den Abgas-Emissionen. Der Grund liegt im höheren thermodynamischen Wirkungsgrad. Besonders schnelle und präzise arbeitende Piezo-Injektoren spritzen den Kraftstoff in die Brennräume und sorgen für eine homogene Gemischwolke und eine besonders effektive Verbrennung. Eine elektrische Niederdruckpumpe fördert den Kraftstoff mit sechs bar Druck vom Tank zu einer Hochdruckpumpe im Motorraum. Der Kraftstoffdruck in der Hochdruckrail wird vollvariabel und bedarfsgerecht zwischen 100 und 200 bar geregelt.

Zwei neben den Zylinderbänken angebrachte Abgasturbolader versorgen die acht Zylinder mit Frischluft. Bei einer Maximaldrehzahl von 185.000 Umdrehungen pressen beide Turbolader bei Volllast 1750 kg pro Stunde in die Brennräume. Der maximale Ladedruck beträgt 1,0 bar, in Verbindung mit AMG Performance Package 1,3 bar. Durch ihre spezielle und kompakte Bauform - die Turbinengehäuse sind mit dem Abgaskrümmer verschweißt - ergeben sich nicht nur deutliche Platzvorteile, dies begünstigt auch das Aufheizen der Katalysatoren. Der neue AMG-V8 kommt ohne das üblicherweise verwendete Schubumluftventil aus. Dadurch konnte das Verdichtergehäuse sehr kompakt gestaltet werden. Für ein agiles, verzögerungsfreies Ansprechen des Motors sind sämtliche Luftführungen im Ansaugtrakt so kurz wie möglich gestaltet. Das Wastegate-Ventil, das bei negativen Lastsprüngen Druck im Abgassystem abbaut, wird mittels Unterdruck über einen elektropneumatischen Wandler angesteuert. Dies ermöglicht eine Entdrosselung im Teillastbereich.

Wie schon beim AMG 6,0-Liter-V12-Biturbomotor kommt beim neuen Achtzylinder-Direkteinspritzer die Luft-Wasser-Ladeluftkühlung zum Einsatz. Der wasserdurchströmte Niedertemperaturkühler ist Platz sparend im Zylinder-V untergebracht; er kühlt die von den Turboladern verdichtete Ansaugluft vor Eintritt in die Brennräume wirkungsvoll herunter und sorgt bei Volllast für eine konstant niedrigere Ansaugtemperatur. Ein groß dimensionierter Kühler in der Fahrzeugfront sorgt für eine definierte Abkühlung des im Niedertemperatur-Kühlkreis zirkulierenden Wassers. Dies soll bei allen Außentemperaturen und Betriebsbedingungen eine hohe Leistungs- und Drehmomentausbeute garantieren. Ein optimales Ansprechverhalten bewirken die kurzen Wege für die Ladeluftführung. Die im Innenhochdruckumformverfahren hergestellten Druckrohre aus Edelstahl für Rein- und Ladeluft verfügen über eine Wandstärke von nur 0,8 Millimeter und sind auf geringen Druckverlust optimiert.

Das Kurbelgehäuse des neuen V8-Biturbomotors ist als Vollaluminium-Bauteil in Druckgusstechnik hergestellt. Das niedrige Motorgewicht von 204 Kilogramm (trocken) ist das Ergebnis umfangreichen Leichtbaus und führt zu einer ausgewogenen Gewichtsverteilung des Fahrzeugs. Der Lagerdeckel für die Kurbelwellenhauptlager besteht aus Grauguss und ist zur höheren Steifigkeit mit dem Kurbelgehäuse verschraubt. Eine geringe Reibung der acht Kolben stellen die eingegossenen Silitec-Laufbüchsen sicher. Mehr Leistung und weniger Verbrauch bei Teillast sollen die Pulsationsbohrungen im Kurbelgehäuse bewirken. Oberhalb der Lagerstühle befinden sich Längsbohrungen, die die nebeneinander liegenden Kurbelräume verbinden. Üblicherweise wird durch die Auf- und Abwärtsbewegung der Kolben Luft in die Ölwanne gedrückt und wieder angesaugt - was zu einer Erhöhung der inneren Reibungsverluste und damit zu einem Verlust von Motorleistung führen würde. Die Pulsationsbohrungen sollen dies verhindern, indem sie für einen wirksamen Druckausgleich zwischen den Kurbelräumen sorgen. Die geschmiedete Kurbelwelle aus der Stahl-Legierung 38MnS6BY dreht sich in fünf Hauptlagern, besitzt acht Ausgleichsgewichte und ist in Bezug auf Verdrehsteifigkeit, Massenträgheit, geringe rotatorische Massen und Dauerhaltbarkeit optimiert. Ein vorne angebrachter Zweimassen-Viskodämpfer eliminiert Schwingungen. Je zwei geschmiedete Pleuel in Crackbauweise sitzen an einem Hubzapfen der Kurbelwelle. Die acht Leichtbau-Kolben verfügen zu Gunsten geringer mechanischer Reibung und hoher Verschleißfestigkeit über eine metallische Laufflächenbeschichtung. Druckgesteuerte Ölspritzdüsen im Kurbelgehäuse sorgen für eine Kühlung der hochbelasteten Kolbenböden.

Eine perfekte Füllung der Brennräume sollen die groß dimensionierten Ein- und Auslassventile - jeweils vier pro Zylinder - gewährleisten. Die thermisch hoch belasteten Auslassventile sind hohl gebohrt und natriumgekühlt. Vier oben liegende Nockenwellen betätigen über reibungsoptimierte und wartungsarme Rollenschlepphebel 32 Ventile. Die stufenlose und variable Verstellung der Nockenwellen auf der Ein- und Auslassseite geschieht last- und drehzahlabhängig im Bereich von 40 Grad und führt zu höchsten Leistungs- und Drehmomentwerten. Davon profitiert auch der stabile, niedrige Leerlauf. Je nach Motordrehzahl kann die Ventilüberschneidung im Sinne einer optimalen Versorgung der Brennräume mit Gemisch und einem bestmöglichen Abtransport der Abgase variiert werden. Die Steuerung der variablen Nockenwellenverstellung erfolgt elektromagnetisch über vier so genannte Schwenkflügelversteller und wird vom Motorsteuergerät geregelt. Drei Hochleistungszahnketten übernehmen die Nockenwellenbetätigung, sie sollen im Vergleich mit Zylinderrollenketten deutliche Vorteile beim Geräuschkomfort bieten.

Eine leistungsfähige Ölversorgung in allen Last- und Betriebszuständen stellt die Ölpumpe mit elektrisch geregelter Druckstufe sicher. Der Öldruck kann zwischen zwei und vier bar variiert werden, was zu Vorteilen bei der Reibleistung und beim Kraftstoffverbrauch führt. Eine in der Ölpumpe integrierte Absaugstufe für die beiden Abgasturbolader verhindert Öleintrag in Ladeluft und Abgas und trägt damit zu einer weiteren Reduzierung der Emissionen bei. Sowohl die Ölwanne wie auch der Absaugpunkt wurden hinsichtlich maximaler Querbeschleunigung und zuverlässiger Schmierung optimiert. Der Ölinhalt beträgt 10,5 Liter. Eine besondere Lösung stellt das kombinierte Wasser-/Ölkühlsystem dar: Das Motoröl strömt zunächst nur durch den Öl-Wasser-Wärmetauscher. Falls die Kühlleistung des kompakten Kühlers nicht ausreicht, wird über ein Ölthermostat der externe Motoröl-Luftkühler durchströmt. Der Vorteil dieses Systems ist die schnellere Erwärmung des Motoröls, weil in der Aufheizphase das Kühlwasser schneller warm wird und später das Öl im Kühlwasser heruntergekühlt wird. Ein schaltbares Wasserthermostat sorgt für eine schnelle Erwärmung des Kühlwassers beim Motorstart und anschließendem Warmlaufvorgang. Die Motorwasserkühlung erfolgt nach dem besonders effektiven Querstromprinzip. Sowohl das Kurbelgehäuse wie auch die Zylinderköpfe werden quer durchströmt. Zusätzliche Kühlschlitze im Zylinderkopf garantieren eine bessere Kühlung des Brennraums, was Vorteile in der Verbrennung bringt: Dadurch können frühere Zündzeitpunkte gewählt werden, ohne Risiken bei der Klopfanfälligkeit eingehen zu müssen.

Die Ausführung und Kontrolle sämtlicher Motorfunktionen übernimmt ein Steuergerät vom Typ Bosch MED 17.7.3. Der Motorcomputer regelt nicht nur die Benzin-Direkteinspritzung, den Ladedruck, die Nockenwellenverstellung und die variable Ölversorgung, sondern kommuniziert auch mit allen anderen Steuergeräten des Fahrzeugs. Der Mikroprozessor hat über 30.000 verschiedene Kenngrößen und Funktionen gespeichert und kann bis zu 260 Millionen Einzeloperationen pro Sekunde vornehmen. Zur Entlastung des Motor-Steuergeräts verfügen die acht einzelnen Zündspulen über einen integrierten Elektronikbaustein an jedem Zylinder, die so genannten Zündendstufen; sie sorgen für einen kräftigen Zündfunken in jedem Drehzahl- und Lastzustand. Acht Hochvolt-Endstufen übernehmen die Kraftstoffzuteilung der Piezo-Injektoren. Metadaten anzeigen: Autor | Schlagworte

 

 

 

 

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