Mit richtungsweisenden Technologien bringt Mercedes-Benz eine neue Generation von Verbrennungsmotoren auf die Straße. Darunter ein Vierzylinder-Ottomotor mit hoher Effizienz zugunsten umweltschonender Leistungsentfaltung.
Ein wichtiges Mitglied einer von Mercedes-Benz von Grund auf neu entwickelten Motorenfamilie ist der neue Vierzylinder-Ottomotor mit einer Literleistung von über 100 kW. Er stößt in Leistungsregionen vor, die bisher den hubraumstarken Aggregaten mit sechs Zylindern vorbehalten waren. Zugleich verbraucht er deutlich weniger Kraftstoff als ein derartiger Sechszylindermotor. Zu den besonderen Kennzeichen des Motors zählen Twinscroll-Abgasturbolader, riemengetriebener 48-V-Starter-Generator (EQ Boost) und elektrische 48-V-Wasserpumpe.
Twinscroll-Abgasturbolader
Zugunsten hoher Leistungsausbeute und spontanem Ansprechverhalten setzt Mercedes-Benz bei der Aufladung des Turbomotors auf die Twinscroll-Technologie. 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.
Eine weiter verbesserte Ansaugluftführung mit extrem kurzen Luftwegen und äußerst kompaktem Verdichtergehäuse sorgt zusätzlich für ein spontanes Ansprechverhalten und eine schnelle Reaktion auf Fahrpedalbewegungen. Der Twinscroll-Abgasturbolader verfügt über einen elektrischen Wastegatesteller, wodurch schnelle Änderungen des Ladedrucks möglich sind.
Um die Abgasemissionen zu verringern, kommt neben den bewährten Piezo-Injektoren mit guter Gemischaufbereitung und einem weiterentwickelten Brennraum ein Otto-Partikelfilter zum Einsatz. Weitere Effizienzmaßnahmen sind eine Einlass-CAMTRONIC und ein Paket zur Reibleistungsreduzierung.
Der neue Ottomotor ist im E-Klasse Coupé und Cabriolet mit einem 48-Volt-Bordnetz kombiniert, das für den riemengetriebenen Starter-Generator (EQ Boost) und die elektrische Wasserpumpe genutzt wird. Prinzipielle Vorteile eines 48-Volt-Bordnetzes: Es bietet bei gleichen Strömen die vierfache Leistung eines 12-Volt-Netzes, vermeidet aber die zusätzliche Sicherheitsarchitektur eines Hochvolt-Netzes.
48-Volt-Bordnetz und Starter-Generator
Mit dem 48-Volt-Bordnetz lassen sich in Verbindung mit dem riemengetriebenen Starter-Generator überdies die wichtigen Hybridfunktionen „Rekuperieren“, „Boosten“ und „Segeln“ erstmals ohne Hochvolt-Komponenten realisieren. Damit sind deutliche Verbrauchseinsparungen möglich.
Der riemengetriebene Starter-Generator ist mit dem Verbrennungsmotor so gekoppelt wie üblicherweise die Lichtmaschine. Damit nutzt das System bestehende Generator-Befestigungen und greift nicht in das Design des Antriebsstrangs ein. Zudem ist die Haltbarkeit eines solchen Starterkonzepts so gut, dass der Motor viel häufiger und damit jederzeit abgeschaltet werden kann, wenn er nicht benötigt wird: Sei es beim Ausrollen oder beim sogenannten Segeln, also einem kraftstoffsparenden Rollen bei höheren Geschwindigkeiten, sobald der Fahrer vom Fahrpedal geht.
Neben Verbrauchs- und CO2-Einsparungen ist durch das 48-Volt-Bordnetz ferner ein Zugewinn beim Komfort möglich. Denn ein 48-Volt-System kann einen Verbrennungsmotor sehr gleichmäßig auf Leerlaufdrehzahl andrehen. Das NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) profitiert davon, der Übergang beim Motorstart wird noch ruhiger: Der Motor läuft wieder, als ob er gar nicht aus gewesen wäre.
Durch die Integration eines 48-Volt-Bordnetzes ergeben sich zukünftig auch für weitere Funktionen im Fahrzeug Vorteile. Aufgrund der höheren Spannung treten bei gleicher Leistung nur noch ein Viertel so große Ströme auf. Leitungen können dadurch dünner und somit leichter ausgelegt werden – was indirekt zur Kraftstoffeinsparung beiträgt. Das 48-Volt-Bordnetz ist außerdem Wegbereiter beim weiteren Ausbau von Infotainment- und Assistenzsystemen.
Quelle: Daimler AG / Bilder: MBpassion.de / Philipp Deppe