Daimler Trucks läutet eine neue Epoche ein: Unter dem Namen „Blue Efficiency Power“ geht mit dem Mercedes-Benz OM 47x eine vollständig neu entwickelte Baureihe von Heavy-Duty-Motoren an den Start, die in vielerlei Hinsicht Maßstäbe setzt.

Die Blue Efficieny Power Motorengeneration von Mercedes-Benz ist zielgenau für Europa entwickelt worden und wird als erste ihrer Art von Beginn an nach Abgasstufe Euro VI angeboten. Mit der Präsentation der neuen Mercedes-Benz Motorenfamilie ist gleichzeitig auch der Auftakt zur Serienproduktion im Mercedes-Benz Werk in Mannheim verbunden.

Neue Familie aus ungewöhnlich sparsamen und robusten Motoren
Die neuen Motoren sind Benchmark im Kraftstoffverbrauch, unter anderem wegen ihres einzigartigen Einspritzsystems X-PULSE mit Druckverstärkung. Die Sechszylinder-Reihenmotoren zeichnen sich durch ungewöhnliche Robustheit aus und verfügen über eine leistungsstarke Motorbremse. Die neue Generation setzt sich aus drei Baureihen mit verschiedenen Hubräumen zusammen. Die drei Baureihen verfügen über ein gemeinsames technisches Grund­konzept. Die technischen Details unterscheiden sich jedoch zum Teil entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen.

Die Blue Efficiency Power-Motoren sind kompromisslos auf einem „weißen Blatt Papier“ entstanden, ohne Rücksichtnahme auf bisher existierende Motoren. Das eröffnete die Möglichkeit, sie besonders zukunftssicher auszulegen. Die ersten Gedanken zur neuen Motoren­generation entstanden bereits im Jahr 2002. Vor fünf Jahren wurde in Stuttgart mit der Entwicklung der speziellen Motoren für Mercedes-Benz begonnen.

Der erste Nutzfahrzeug Motor nach der kommenden Abgasstufe Euro VI
Im Mittelpunkt steht als erstes Mitglied der neuen Motoren­genera­tion der Mercedes-Benz OM 471 mit 12,8 l Hubraum. Mercedes-Benz setzt mit der neuen Motorengeneration die Tradition als Vorreiter beim Umweltschutz fort. Der OM 471 ist als erster Motor seiner Klasse nach der künftigen Abgasstufe Euro VI homologiert und lieferbar. Damit beginnt bereits zwei Jahre vor der verbindlichen Einführung von Euro VI durch den Gesetzgeber eine neue Ära. Euro VI führt zu einer weiteren drastischen Reduzierung vor allem von Stickoxiden und Partikeln im Abgas.

Der neue Mercedes-Benz OM 471 deckt mit einer Leistungsspanne von 310 kW (421 PS) bis 375 kW (510 PS) und maximalen Dreh­momenten zwischen 2100 und 2500 Nm alle gängigen Anforderung­en ab. Die Ingenieure von Mercedes-Benz konnten bei der Ent­wicklung des OM 471 sowie der beiden anderen Motoren auf einen großen Erfahrungsschatz zurückgreifen: Die Grundkonstruktion der Motoren basiert auf der neuen Plattform der Heavy-Duty-Motoren von Daimler Trucks. Sie kommen bereits seit dem Jahr 2007 in Nfz der nordamerikanischen Konzernmarke Freightliner (gebaut vom konzerneigenen Motorenhersteller Detroit Diesel) sowie seit dem vergangenen Jahr bei Fuso in Japan sehr erfolgreich zum Einsatz.

Gemeinsame Plattform, individuelle Auslegung: ein echter Mercedes-Benz
Die neuen Motoren von Mercedes-Benz werden wie ihre Vorgänger im Werk Mannheim produziert. Dieses Werk fertigt ebenfalls wesentliche Komponenten für die Motoren von Detroit Diesel sowie die kompletten Motoren für Fuso.

Das Plattformkonzept der neuen Motorengeneration bedeutet eine identische Grundkonstruktion, die sich durch unterschiedliche abgasspezifische Komponenten sowie auch markt- und kunden­spezifische regionale Applikationen und unterschiedliche Zusatz­aggre­gate deutlich unterscheidet. Mit diesem maßgeschneiderten Angebot schaffen die Motoren den Spagat, den unterschiedlichsten Anforderungen auf den Märkten der Welt gerecht zu werden und bei einem maximal hohen Gleichteileanteil hohe Individualität und einen maximal hohen Qualitätsstandard zu erreichen.

Aufgrund anderer Abgasbestimmungen und Einsatzprofile in Europa sowie der Einbaulage in Frontlenker-Lkw statt in Hauben­wagen unterscheidet sich der Motor jedoch in wesentlichen Komponenten wie zum Beispiel Einspritzdüsen, Turbolader, Schwungrad, Steuerungs­elektronik, Abgasanlage, Luftpresser und der Ab­stimmung einschließlich der Leistungs- und Drehmomentvarianten. Insgesamt differieren die Motoren in mehr als 200 Teilen von den Motoren in Nordamerika oder für Japan. Es handelt sich also um echte Motoren von Mercedes-Benz, die von Mercedes-Benz Ingenieuren in Stuttgart entwickelt wurden und auf dem Zylinder­kopfdeckel zu Recht den Stern tragen.

Die neuen Blue Efficiency Power Motoren: Spitzenklasse von Mercedes-Benz
Unternehmer und Nfz-Fahrer erwarten leistungs- und antrittsstarke Motoren mit sparsamem Kraftstoffverbrauch und hoher Gesamtwirt­schaftlichkeit, mit bester Performance, leisem und kultiviertem Lauf sowie schadstoffarmen Abgasen. Diesen Anforderungen wird die neue Motorengeneration durch ihre robuste Bauweise gerecht sowie durch ihre hochwertige Technik mit vier Ventilen pro Zylinder, zwei oben liegenden Nockenwellen und einem weltweit einzigartigen Ein­spritzsystem mit Druckverstärkung und einer vollelektronischen Steuerung. Die neuen Motoren von Mercedes-Benz verkörpern in jeder Hinsicht Spitzenklasse. Spitzenklasse ist die herausragende und innovative Technik des Motors mit größter Sparsamkeit und Laufruhe dank des neuen, einzigartigen Einspritzsystems X-PULSE (technisch ist es ein Amplified Common Rail System). Spitzenklasse ist die hohe Dynamik der Motoren aufgrund ihrer Turbolader-Technik, spitzenklasse sind die geringen Emissionen durch die Kombination von SCR-Technik, Abgasrückführung und Partikelfilter. Spitzenklasse ist ebenfalls die kraftvolle neue Motorbremse, spitzenklasse sind Wartungsfreundlichkeit und Haltbarkeit der neuen Motoren.

Mercedes-Benz OM 471: zielgenaue Entwicklung speziell für Europa
Vorbote der neuen Motorengeneration für Europa ist der neue Mercedes-Benz OM 471. Er erfüllt bereits mit seiner Einführung die Abgasstufe Euro VI. Mit einer Kombination von Abgasrückführung, SCR Katalysator und Partikelfilter zur Verringerung der Emissionen ist der Motor exakt auf die Anforderungen der Europäischen Abgas­stufe Euro VI und die spezifischen Kundenanforderungen in Europa zugeschnitten.

Der neue Mercedes-Benz OM 471 wird in zahlreichen Leistungs- und Drehmomentvarianten von 310 kW bis 375 kW sowie 2100 bis 2500 Nm zu bekommen sein. Mit seinen herausragenden Eigen­schaften und der Bündelung von modernster und innovativer Motoren­technik ist der Mercedes-Benz OM 471 ein Aggregat, das den Anforderungen an Performance, Wirtschaftlichkeit und Umwelt­freundlichkeit sowohl in Europa als auch den anderen Märkten der Welt gerecht wird.

Eine Vielzahl von Leistungs- und Drehmomentvarianten
Zu den Besonderheiten des neuen Mercedes-Benz OM 471 gehört ein sehr breites Angebot von vier Leistungs- und vier Drehmoment­varianten sowie zwei Auslegungen der Bremsleistungen. Typisch für die spezifisch europäische Auslegung des Motors sind erhöhte Leistungs- und Drehmomentvarianten, die den hiesigen Einsatzbedingungen und Anforderungen durch Unternehmer und Fahrer entsprechen. Der Mercedes-Benz OM 471 steht in der Basis in folgenden Ausführungen zur Verfügung:

Die vier Grundleistungsvarianten mit 310, 330, 350 und 375 kW werden durch drei sogenannte „Top Torque“-Varianten ergänzt. Bei diesen Motoren wird zum Beispiel im Lkw-Einsatz im höchsten Gang des automatisierten Getriebes ein um 200 Nm höheres Drehmoment freigegeben.

Blue Efficiency Power: Hohes Drehmoment bereits unterhalb von 1000 Umdrehungen
Die Nenndrehzahl der neuen Motoren beläuft sich in allen Leistungs­varianten auf 1800 U/min, das maximale Drehmoment steht jeweils bei 1100 U/min zur Verfügung. Wobei diese Zahlen allein nur Anhalts­­punkte sind: Aufgrund eines sehr steilen Leistungsanstiegs unmittelbar vor dem Hauptfahrbereich steht bei allen Varianten bereits bei einer Drehzahl von 1000 U/min beinahe das gesamte maximale Drehmoment zur Verfügung. Selbst unterhalb von 1000 U/min liegt das Drehmoment überraschend hoch. Daraus resultiert – abhängig vom Streckenprofil – eine Erweiterung des nutzbaren Drehzahlbereichs nach unten bis in eine Region von 800 bis 900 U/min mit einem entsprechend positiven Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch.

Exzellente Fahrbarkeit: hohe Leistung über einen breiten Drehzahlbereich
Ähnliches gilt für die Leistungsentwicklung: Bereits bei 1400 Um­drehungen geben die Motoren annähernd 100 Prozent ihrer vollen Leistung ab. Leistungs- und Drehmomentverlauf zusammen führen in der Realität auf der Straße zu einer exzellente Fahrbarkeit mit hoher Leistung in allen wesentlichen Drehzahlbereichen. Diese Dynamik unterstreicht der Mercedes-Benz OM 471 mit seinem zwar leisen und ruhigen Lauf, der aber gleichzeitig von einem markentypischen sonoren und markanten Klang geprägt ist.

Reihensechszylinder in kompakter Bauweise
Die Konstruktion des neuen Mercedes-Benz OM 471 basiert auf sechs Zylindern in Reihe in stehender Bauweise. Diese Plattform verspricht einen ruhigen Motorlauf. Aufgrund seiner kompakten Abmessungen mit einer Länge von 1531 mm (Steuergehäuseflansch bis Lüfterkupplung) passt der Motor bestens unter die Fahrerkabinen von Frontlenkern. Mit einer Bohrung von132 mm und einem Hub von 156 mm ist der Mercedes-Benz OM 471 zugunsten hoher Durchzugskraft langhubig ausgelegt.

Ein Muster an Robustheit und Langlebigkeit
Entsprechend den Anforderungen in der Klasse hoch motorisierter schwerer Nfz gehören ungewöhnliche Robustheit und Langlebigkeit zu den herausragenden Eigenschaften des Motors. Abzulesen ist dies bereits aus seiner Grundkonstruktion. Das Kurbelgehäuse verfügt zum Beispiel über vertikale Strukturen und Verrippungen und ist sehr steif. Diese Bauweise verringert außerdem die Geräusch­emission. Die Ölwanne besteht gewichtsoptimiert aus Kunststoff. Die Kontrolle des Ölstands erfolgt über einen Ölstandssensor, der mit dem Motorsteuergerät verbunden ist.

Zugunsten einer kompakten Bauweise sind die Zylinderabstände gering gewählt. Die einteiligen Kolben bestehen mit Blick auf größte Haltbarkeit aus Stahl. Sie verfügen über zwei Verdichtungsringe und einen Ölabstreifring sowie über eine Spritzölkühlung. Eine schützen­de Beschichtung gewährleistet hohe Belastbarkeit des Motors bereits während der Einfahrzeit. Aufgrund des minimalen Verzugs der Kolben und des steifen Kurbelgehäuses sind Ölver­brauch und Blowby-Verluste minimal – das senkt die Kosten und erhöht die Um­welt­freundlichkeit.

Nasse Zylinderlaufbuchsen gewährleisten eine optimale Kühlung des Motors. Der Hauptkühlstrom umfließt das obere Drittel der Lauf­buchse, ein geringerer Kühlstrom den weniger temperatur­belaste­ten unteren Teil der Laufbuchse. Generell sind die Wege der Kühl­flüssig­keit kurz gehalten mit der Folge einer sehr effizienten Kühlung. Der Thermostat der Kühlung ist für eine besonders fein­fühlige Regelung einlassseitig angeordnet. Die feine Plateauhonung der Laufbuchsen senkt den Ölverbrauch und die Reibungsverluste.

Große Laufruhe und hohe Steifigkeit
Die Pleuelstangen, ebenfalls aus Stahl gefertigt, sind am Pleuelauge durch „Cracken“ geteilt. Bei diesem Verfahren werden die Pleuel an definierter Stelle gebrochen, was beim Verschrauben zu einer besonders stabilen, formschlüssigen Verbindung mit großer Ober­fläche führt. Die Kurbelwelle besteht aus induktiv gehärtetem Stahl. Sieben Kurbelwellenlager und eine sorgfältige Auswuchtung mit Gegengewichten gewährleisten eine große Laufruhe des Motors.

Die hohe Steifigkeit des Kurbelgehäuses, Kolben aus Stahl sowie verstärkte Pleuel und Lager wurden unter anderem mit Blick auf die hohen Zünddrücke des Motors gewählt. Zugunsten höchster Effizienz sind sie von bisher 180 bar auf über 200 bar gestiegen.

Auf der heißen Seite des Motors sind Turbolader, Starter und die Kurbelgehäuse-Entlüftung angebracht. Auf der kalten Seite finden sich wartungsfreundlich zusammengefasst das Motorsteuergerät (Motor control module/MCM), das Öl-Kühlmittelmodul mit Filter und Kühlmittelpumpe, die Kraftstoffpumpen für Hoch- und Niederdruck­system sowie der verbrauchsoptimierte Zweizylinder-Luftpresser.

Das Kurbelgehäuse verfügt über eine sorgfältigst bearbeitete Ober­fläche. Sie ergibt zusammen mit der Zylinderkopfdichtung eine glatte und damit formschlüssige und dichte Verbindung mit dem Zylinderkopf.

Hochstabiler Zylinderkopf aus Gusseisen gefertigt
Der einteilige Zylinderkopf des neuen Motors wird aus Grauguss mit Vermiculargraphit (GGV) hergestellt. Dieses Material verfügt über ausgezeichnete Temperaturwechselfestigkeit, beste Dämpfungs­eigen­schaften und dehnt sich bei hohen Temperaturen nur minimal aus. Es ist außerdem hochstabil und auf die hohen Zünddrücke der neuen Motorengeneration von über 200 bar ausgelegt.

Das Material von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse verfügt über an­nähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten. Das bedeutet keinerlei Verzug zwischen den Komponenten, egal bei welchen Bedingungen. Der Wassermantel (die Kühlkanäle) im Zylinderkopf ist in zwei Ebenen angeordnet. Das Kühlprinzip des Zylinderkopfs basiert auf einer Querströmung. Diese wird im oberen Wassermantel durch eine überlagerte Längsströmung ergänzt. Sie gewährleistet unter anderem eine optimale Gleichverteilung zwischen den Zylindern. Der Zylinderkopfdeckel ist durch 14 Schrauben mit dem Kopf verbunden.

Effizienter Rädertrieb, zwei oben liegende Nockenwellen
An der Vorderseite des Motors treiben bis zu drei Poly-V-Riemen auf verschiedenen Ebenen die Lichtmaschine, die Kühlwasserpumpe sowie den Kompressor der Klimaanlage und den Lüfter an. Die Anzahl der Ebenen ist konfigurationsspezifisch, wobei die dritte Ebene zusätzlich für den Antrieb optionaler Nebenaggregate genutzt werden kann. Es stehen zwei Kühlwasserpumpen zur Auswahl. Die geregelte Kühlwasserpumpe arbeitet zur Senkung des Kraftstoffver­brauchs bedarfsgerecht. Sowohl die geregelte Kühlwasserpumpe als auch der Lüfter gehören zu den zahlreichen Komponenten, die speziell für den Mercedes-Benz OM 471 entwickelt wurden.

Auf der Abtriebseite des Motors befindet sich der sehr kompakte und steife Rädertrieb. Er arbeitet mit einem hohen Wirkungsgrad und arbeitet sowohl leise als auch laufruhig. Der Rädertrieb treibt die Ölpumpe, den verbrauchsoptimierten Zweizylinder-Luftpresser, die Common-Rail-Hochdruckpumpe, die Servopumpe der Lenkung sowie die zwei oben liegenden Nockenwellen an.

Die beiden Nockenwellen steuern über reibungsarme, gleitgelagerte Kipphebel jeweils zwei senkrecht im Zylinderkopf angeordnete Einlass- und Auslassventile. Die Nockenwellen sind nicht aus dem vollen Material gefräst sondern gebaut – eine Premiere für Motoren dieser Größenordnung – und basieren auf einer aus Gewichtsgründen hohlen Welle. Sie sind ohne zusätzliche Lagerschalen siebenfach in einem Nockenwellenrahmen aus Aluminium-Druckguss gelagert.

Einzigartiges Common-Rail-System mit Druckverstärkung X-PULSE
Eines der zentralen Themen der neuen Motorengeneration von Mercedes-Benz ist eine saubere und effiziente Verbrennung des Kraftstoffs. Sie basiert auf einem flexiblen Common-Rail-System mit einer vollelektronischen Steuerung. Flexibel bedeutet, dass dank des neu und exklusiv mit Daimler Trucks entwickelten Einspritzsystems X-PULSE mit Druckverstärkung neben dem Einspritzdruck, dem Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge auch der Einspritzverlauf variabel ist. Generell arbeiten Hochdruck-Einspritzungen mit Common-Rail-System vergleichsweise leise mit dem Vorteil einer großen Laufruhe des Motors. Bei herkömmlichen Common-Rail-Anlagen wird der maximale Einspritzdruck jedoch allein über die Hochdruckpumpe in der gemeinsamen Leitung (Rail) erzeugt. Sie versorgt die Injektoren der jeweiligen Zylinder.

Maximaler Einspritzdruck von 2100 bar
Beim Common-Rail-System mit Druckverstärkung X-PULSE erzeugt die Zweikolben-Hochdruckpumpe einen Druck von maximal rund 900 bar im gemeinsamen Rail. Dieser Druck wird in den einzelnen Injektoren auf bis zu 2100 bar verstärkt. Die Druckverstärkung X-PULSE ist im Motorkennfeld variabel und wird fortlaufend an die aktuellen Betriebsbedingungen des Motors angepasst – zum Beispiel an die Drehmomentanforderung des Gaspedals. Die Steuerung von Einspritzzeitpunkt, Einspritzmenge, Verlauf und Anzahl der Ein­spritzungen sowie des Einspritzdrucks erfolgt für jeden einzelnen Injektor individuell über das Motorsteuergerät. Es gleicht damit sogar etwaige Unterschiede zwischen den einzelnen Zylindern aus.

Pilot-, Haupt- und Nacheinspritzungen
Mit X-PULSE lässt sich nicht nur ein außerordentlich hoher maxi­maler Einspritzdruck erzielen, Druck und Druckverlauf können bei der Haupteinspritzung außerdem – im Unterschied zu herkömm­lichen Common-Rail-Systemen – mit Hilfe von zwei Magnetventilen frei modelliert werden. Da sämtliche Parameter variabel sind, lässt sich jede einzelne Einspritzung exakt an die individuelle Situation anpassen.

Jeder Einspritzvorgang setzt sich aus mehreren einzelnen Ein­spritzungen zusammen. Bis zu zwei Piloteinspritzungen führen zu einem sanften Druckanstieg mit der Folge eines reduzierten Geräusch­­niveaus und hoher Laufkultur. Die nun freie Formung der Haupteinspritzung hat unter Einhaltung der Emissionsvorschriften den niedrigsten möglichen Kraftstoffverbrauch zur Folge. Die Nach­einspritzung führt zu einer weitgehenden Verbrennung der Partikel. Eine weitere bedarfsweise Nacheinspritzung zur Regeneration des Partikelfilters ist ebenfalls möglich. Beim Mercedes-Benz OM 471 findet hierfür jedoch ein separates Einspritzventil – der sogenannte HC Doser – im Abgasstutzen Verwendung. Mit ihm wird die aktive Regeneration des Filters gesteuert.

Laufruhig, sparsam, sauber: frei formbare Haupteinspritzung
Das neue Einspritzsystem X-PULSE ermöglicht zahlreiche Varianten der Einspritzung. Sie sind abhängig von unterschiedlichen Para­metern, wie unter anderem der Last des Motors: Einspritzung ohne Druckverstärkung allein mit dem Rail-Druck, Einspritzung mit sehr früh einsetzender Druckverstärkung (Einspritzverlauf „square“) oder auch spät einsetzender Druckverstärkung (Verlauf „boot“). Auch eine Variante dazwischen (Verlauf „ramp“) ist möglich.

Insgesamt bedeutet dies erstmals eine komplette Steuerung der gesamten Abfolge der Einspritzung in jedem Betriebspunkt des Motors. Da der höchste Druck erst in den Injektoren erzeugt wird, verlaufen die Einspritzungen außerordentlich stabil. Das führt bei der neuen Motorengeneration von Mercedes-Benz zu einem leisen und weichen Lauf des Motors mit hoher Laufkultur, einen besonders niedrigen Kraftstoffverbrauch und zu minimierten Abgasemissionen. X-PULSE steht mit dem erstmaligen Einsatz in den Motoren von Mercedes-Benz erst am Beginn seiner Entwicklung und ist uneingeschränkt zukunftsfähig. So hat das Einspritzsystem X-PULSE mit Druckverstärkung ein Potenzial von 2500 bar Einspritzdruck.

Drallfreie Verwirbelung, effiziente Verbrennung
Die Einspritzung erfolgt in einen geometrisch optimierten Brenn­raum mit einer flachen Kolbenmulde. Beim speziell für die Motoren von Mercedes-Benz entwickelten Injektor von X-PULSE handelt es sich um ein anderes Bauteil als den Injektoren für die Motoren von Daimler Trucks auf anderen Kontinenten. Er ist mitsamt der Ein­spritzstrategie auf die typisch europäischen Einsatzbedingungen mit höheren Lastanteilen ausgelegt.

Der Injektor ist senkrecht und zentral zwischen den senkrecht stehenden Ein- und Auslassventilen angeordnet und verfügt über eine ebenfalls speziell für Mercedes-Benz entwickelte Einspritzdüse mit sieben Spritzlöchern, ausgeführt als Mini-Sacklochdüse. Der hohe maximale Einspritzdruck und die extrem feine Zerstäubung des Kraftstoffs im Brennraum sind eine wesentliche Voraussetzung für eine sehr effiziente Verbrennung. Der Brennraum ist so geformt, dass es weder Drall noch Rotationen (Tumble) gibt und die Ver­brennung des Gemischs von Kraftstoff und Luft auf effizienteste Weise erfolgt. Auch die Einlassventile und der Ablauf des Ladungs­wechsels sind speziell für Mercedes-Benz und die europäischen Gegebenheiten ausgelegt.

Höchste Wirtschaftlichkeit dokumentiert darüber hinaus eine vergleichsweise hohe Verdichtung der Motoren von über 17:1. Ebenso ihre Eignung für hohe Zünddrücke von über 200 bar, die eine große Stabilität der entsprechenden Bauteile voraussetzt.

Aufladung mit einem asymmetrischen Abgasturbolader
Die Aufladung der neuen Mercedes-Benz OM 471 erfolgt über einen Turbolader mit asymmetrischem Turbinengehäuse, fester Geometrie und Ladeluftkühlung. Vorteil der asymmetrischen Flutung: Das Abgas der ersten drei Zylinder gelangt direkt ohne Verluste durch die Abgasrückführung zur Turbine. Dieses Verfahren verbessert das Ansprechverfahren.

Bei der asymmetrischen Turbine wird das Abgas der ersten drei Zylinder direkt ohne Verluste durch die Abgasrückführung der Turbine zugeführt. Lediglich drei Zylinder sind mit dem Abgas­rück­führkanal verbunden und werden mittels der asymmetrischen Turbinen­auslegung auf einem höheren Druckniveau zur Rück­führung der Abgase gehalten. Somit kann der Motor in weiten Kenn­feld­bereichen trotz Abgasrückführung mit einem verbrauchs­günsti­gen positiven Spülgefälle betrieben werden.

Zur Begrenzung des Ladedrucks und zusätzlichen Verbesserung des Ansprechverhaltens des Motors bei Beschleunigungsvorgängen wird ein Wastegate-Ventil eingesetzt. Dieses wird über ein Druckregel­ventil direkt vom Motorsteuergerät abhängig vom Betriebspunkt angesprochen.

Leistungsstarke und dynamische dreistufige Motorbremse
Höchste Effizienz ist eine der besonderen Eigenschaften des neuen Mercedes-Benz OM 471, dies gilt ebenfalls für die Motorbremse. Zur Leistungssteigerung – insbesondere auch im mittleren Drehzahl­bereich – verzichtet Mercedes-Benz auf herkömmliche Technik wie eine Auspuffklappen-Drosselbremse oder eine Konstantdrossel und setzt stattdessen auf eine aufgeladene Dekompressionsbremse. Sie ist von Anfang an konstruktiv in den Motor und dessen Steuerung integriert, ist in ihrer Abstimmung auf europäische Anforderungen ausgelegt und arbeitet ausgesprochen wirkungsvoll und geräusch­arm. Bemerkenswert ist auch die minimale Ansprechzeit von weniger als 150 Millisekunden.

Die Ansteuerung der Motorbremse über den Lenkstockhebel ist dreistufig angelegt. In der ersten Stufe wird die Motorbremse auf drei Zylindern aktiviert. In der zweiten Stufe werden die weiteren drei Zylinder dazugeschaltet. In der dritten und höchsten Stufe schließlich wird der Aufladungsgrad des Motors über eine An­steuerung des AGR-Ventils und des Wastegates soweit erhöht, dass die maximale Bremsleistung erreicht wird. Diese beläuft sich bei 2300 U/min auf 400 kW (544 PS). Über die manuelle Ansteuerung hinaus wird die Motorbremse auch im Tempomatbetrieb eingesetzt, wobei hier eine weitgehend stufenlose Regelung des Sollbrems­moments erfolgt.

Wie bereits bei den aktuellen Fahrzeuggenerationen kommt die Motorbremse auch zur Synchronisierung der Motordrehzahl bei Hochschaltungen des automatisierten Getriebes zum Einsatz. Neben einer Verkürzung der Synchronisationszeit wird insbesondere auch der Ladedruck durch den Einsatz der Motorbremse während der Schaltung aufrecht erhalten, wodurch der nachfolgende Aufbau des Drehmoments schneller vonstatten geht – der Motor hat damit spürbar mehr „Biss“.

Abgasrückführung, Partikelfilter und SCR-Technik
Für die neue Motorengeneration Blue Efficiency Power hat Mercedes-Benz mit Blick auf die hohen Anforderungen der Abgasstufe Euro VI eine gekühlte Abgasrückführung (AGR), Partikelfilter und SCR-Technik entwickelt. Diese Kombination hat sich in den Nfz von Daimler Trucks bereits auf anderen Kontinenten im praktischen Einsatz bestens bewährt. Die Auslegung ist jedoch individuell auf die europäische Abgasgesetzgebung abgestimmt und der Partikelfilter einschließlich dessen Regenerationsstrategie eine speziell euro­päische Entwicklung. Alle Systeme zusammen führen zu einer extrem effizienten Abgasreinigung. Die optional lieferbaren Aus­führungen für Euro V unterscheiden sich durch den Entfall des Partikelfilters, eine geringere Rückführungsrate des AGR-Systems sowie einen kleineren AGR-Kühler von der serienmäßigen Variante der Abgasstufe Euro VI.

Zur Erfüllung der Abgasstufe Euro VI verfügen die Motoren über ein aufwendiges System zur Abgasreinigung. Seit mittlerweile sechs Jahren bei Mercedes-Benz überaus erfolgreich im Einsatz ist die BlueTec-Motorentechnologie, ein Reinigungssystemen der Abgase mittels SCR-Technik (Selective Catalytic Reduction). Hier wird das im Markt flächendeckend eingeführte AdBlue ins Abgassystem eingebracht. In einem nachgeschalteten SCR-Katalysator werden schädliche Stickoxide in die harmlosen Bestandteile Stickstoff und Wasser umgewandelt. Die BlueTec-Technologie von Mercedes-Benz ermöglicht eine optimierte Verbrennung und führt zu einem nach­weislich herausragend guten Kraftstoffverbrauch.

Niedriger Verbrauch trotz Euro VI: Meilenstein der Motorenentwicklung
Zu den wesentlichsten Zielen bei der Entwicklung der neuen Motoren­­generation gehörten neben größter Umweltverträglichkeit günstige Lifecycle-Kosten. Das bedeutet zunächst einen sehr niedrigen Kraftstoffverbrauch. Trotz des großen Mehraufwands für die Abgasstufe Euro VI liegt der Kraftstoffverbrauch dieser Aus­führungen des Mercedes-Benz OM 471 auf hervorragendem Niveau und wird im Fahrzeugeinsatz Bestwerte erreichen.

Mit Blick auf Ressourcenschonung, Umweltaspekte und die weltweit tendenziell steigenden Preise für Dieselkraftstoff ist den Ingenieuren von Mercedes-Benz mit der neuen Motorengeneration ein Meilen­stein in der Motorenentwicklung geglückt.

Motorsteuergerät MCM: alles unter Kontrolle
Das Motor-Steuergerät MCM (Motor Control Module) basiert auf der konsequenten Weiterentwicklung des Steuergeräts MR2. Es stammt aus der Motorenbaureihe 500 und wurde – zusammen mit der Bau­reihe OM 457 – mittlerweile an mehr als einer Million Motoren ver­baut. Das Steuergerät ist an der kalten Seite des Motors im Bereich des Kurbelgehäuses angeschraubt. Das MCM Steuergerät als „Hirn“ des Motors übersetzt nicht nur die Leistungsanforderung des Fahrers über dessen Gaspedalstellung, es regelt und überwacht sämtliche Motorfunktionen vom Beginn und Verlauf der Ein­spritzung bis zur Ansteuerung der Motorbremse.

Ein Beispiel: Um eine perfekte Synchronisierung beim Schaltvorgang der Gänge zu erreichen muss die Motordrehzahl möglichst schnell die geforderte Solldrehzahl erreichen. Hierzu können sogar einzelne Zylinder befeuert und gleichzeitig andere über die Motorbremse abge­bremst werden. Somit lassen sich sehr kurze und sanfte Schalt­vorgänge erreichen.

Über Sensoren prüft das Steuergerät fortlaufend unter anderem Öl­stand, Position von Kurbelwelle und Nockenwellen, Druck im Common-­Rail-System und in den Injektoren, Drehzahl der Turbine des Turboladers, Temperatur von Motoröl, Kühlmittel, Kraftstoff und Ladeluft, Ladedruck und die Rate der Abgasrückführung. Auf­grund dieser umfangreichen Überwachung läuft der Motor stets in seinem optimalen Bereich, Voraussetzung für gute Performance, niedrigen Kraftstoffverbrauch, lange Lebensdauer und geringe Abgas­emissionen.

Niedrige Lifecycle-Kosten durch extrem lange Wartungsintervalle
Parallel dazu haben sich die Entwickler auf günstige Wartungs­kosten konzentriert. So verlängern sich die Wartungsintervalle in Abhängigkeit der Fahrzeugart und des Einsatzes im Vergleich zu den Vorgängermotoren auf nunmehr bis zu 150 000 Kilometer. Für einen Motor mit Abgasrückführung bedeutet dieses Intervall einen herausragend guten Wert. In der Praxis heißt dies für viele Fuhr­parks im Fernverkehrseinsatz nur einen Wartungsstopp mit Wechsel des Motoröls im Jahr.

Die große Wartungsfreundlichkeit der neuen Motorengeneration senkt ebenfalls die Unterhaltskosten. So sind auf der kalten Seite des Motors in Form eines Filtermoduls sowohl der Ölfilter als auch das Filtermodul der Kraftstoffversorgung mit Vor- und Hauptfilter und Wasserabscheider der Kraftstoffanlage in unmittelbarer Nähe zueinander gut zugänglich angebracht. Ebenfalls gut zugänglich ist die Ölnachfüllung auf der Zylinderkopfhaube – wobei das Nachfüllen des Motoröls aufgrund des geringen Ölverbrauchs der Motoren in der Realität eine Seltenheit sein wird.

Intensive Erprobung über 60 Millionen Kilometer
Die herausragende Klasse der neuen Motorengeneration hat sich bereits während ihrer Entwicklung gezeigt. Höchste Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zählten zu den wichtigsten Zielen. Um dies sicher­zustellen, wurden die Motoren weltweit unter härtesten Bedingung­en erprobt. Mehr als 60 Millionen Kilometer haben die Motoren bisher im Dauerversuch auf Prüfständen sowie im prakti­schen Fahr­betrieb für alle Emissionsklassen zurückgelegt – niemals zuvor wurde ein Motor dermaßen intensiv getestet.

Mercedes-Benz profitierte dabei von globaler Entwicklungsarbeit: So erfolgten zum Beispiel Dauerlaufversuche europäischer Motoren mit hiesigen Abgasstandards und Komponenten nicht nur in Deutsch­land, sondern parallel auch bei Detroit Diesel in den USA. Damit konnte die Testphase sowohl intensiviert als auch verkürzt werden.

Unter härtesten Bedingungen getestet vom Polarkreis bis Südafrika
Darüber hinaus deckte der Testbetrieb im Straßeneinsatz sowohl alle klimatischen Bedingungen als auch extreme Straßen- und Steigungs­verhältnisse ab, die Spanne reichte vom arktischen Winter bis zum extrem heißen Wüstenklima. Die neuen Motoren haben unter anderem in Fahrzeugen alle denkbaren klimatischen Zonen vom Polarkreis bis nach Südafrika kennengelernt. Zum praktischen Fahrbetrieb zählten ebenfalls Einsätze im Mercedes-Benz Actros in der Kundenerprobung.

Hinzu kommt aus Sicht von Mercedes-Benz eine Kundenprobung besonderer Art: In Nordamerika und Japan arbeiten inzwischen mehr als 70 000 Motoren erfolgreich in den schweren Nfz von Freightliner und Fuso. Hier sind Motoren der neuen Generation – wenn auch in einer spezifischen Auslegung für die jeweilige Region – bereits seit 2007 (Nordamerika) und 2010 (Japan) im täglichen Kundeneinsatz. Die Basistechnik ist damit zusätzlich zu den Test­kilometern in einer Vielzahl von Nfz bereits jeweils über mehrere 100 000 km erprobt.
Die Erfahrungen aus den Härtetests sind ausgesprochen positiv. So erreicht die neue Motorenbaureihe den Wert von 1,2 Millionen Kilometer bzw. 20% mehr als bisher im europäischen Fernverkehrs­einsatz. Das bedeutet: Die Motoren schaffen mindestens diese Strecke ohne eine grundlegende Überholung.

Quelle: Daimler AG