V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz

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1 TITELTHEMA V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz Der neue V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz Mit dem neuen V6- Dieselmotor für Pkw interne Bezeichnung OM 642 entwickelten die Mercedes-Benz-Ingenieure ein anspruchsvolles und hochkompaktes Aggregat, das aufgrund seiner Konzeption und Gestaltung die bisher eingesetzten Fünf- und Sechszylinder-Reihenmotoren in allen Fahrzeugbaureihen ersetzt. Die kompakte Gestaltung ermöglicht zudem erstmals den Einsatz eines Sechszylinder-Dieselmotors in der C-Klasse. Trotz der Erfüllung der aktuellen Emissionsgrenzen nach Euro 4 auch ohne Partikelfilter wird in weiten Teilen Europas ein Partikelfilter serienmäßig verbaut werden. Die hohen Investitionen für die Produktion dieses Motors in einem Daimler-Chrysler-Werk in Berlin sind ein klares Bekenntnis zum Produktionsstandort Deutschland. 624 MTZ 09/2005 Jahrgang 66

2 1 Einleitung Basierend auf den Prämissen einer einfachen Adaption des Motors an ein breites Fahrzeug-Einsatzspektrum sowie der Sicherstellung des Weiterentwicklungspotenzials zur Erfüllung zukünftiger Abgasvorschriften waren folgende weiteren Randbedingungen bei der Entwicklung des neuen V6-Dieselmotors OM 642 maßgeblich: Realisierung anspruchsvoller Fahrleistungen, Fahragilität und niedrige Verbräuche überzeugende Motorakustik ein Einbaugewicht nahe des abzulösenden Fünfzylinder-Reihenmotors Langlebigkeit, Wartungsarmut und Zuverlässigkeit Erfüllung der Abgasvorschriften weltweit Erfüllung der Abgasgesetzgebung Euro 4 auch ohne Partikelfilter. Neben den technischen und terminlichen Zielen standen Qualität und Zuverlässigkeit des Motors an vorderster Stelle im Lastenheft. Mit 3 l Hubraum gelang bei harmonischer Leistungs- und Drehmomententfaltung eine deutliche Leistungs- und Drehmomentsteigerung im Vergleich zum Sechszylinder-Vorgängermotor OM 648 mit 3,2 l Hubraum. Die kompakte Bauweise ermöglicht zudem erstmals den Einsatz eines Sechszylinder-Dieselmotors in der C- und M- Klasse, wodurch ein besonders deutlicher Motorisierungsfortschritt zum dort abgelösten Fünfzylinder-Reihenmotor OM 647 dargestellt werden konnte. Der Motor wird sowohl mit dem neuen Siebengang-Automatgetriebe (7G-Tronic) als auch mit Sechsgang-Schaltgetriebe angeboten werden. In der Tabelle sind die motorischen Hauptkenndaten des OM 642 im Vergleich zu den Vorgängermotoren aufgeführt. Bild 1 zeigt das Leistungspotenzial des Motors OM 642 im Vergleich zum Vorgängermotor OM 648 am Beispiel des Einbaufalls S-Klasse und macht den Fortschritt in Drehmoment und Leistungsausbeute überzeugend deutlich. 2 Motorenbeschreibung 2.1 Packaging und Motorgewicht Wegen der geforderten Bauraumkompatibilität zum abzulösenden Fünfzylinder-Reihenmotor der Baureihe OM 647 stellten die restriktiven Einbauräume eine hohe Herausforderung an die Ingenieure von Mercedes- Benz dar. Das Ergebnis der 40-monatigen Serienentwicklung erfüllt die Erwartungen vollauf. Die Antwort auf die komplexen Anforderungen findet sich neben den technischen Inhalten in dem von den Mercedes- Benz-Ingenieuren erarbeiteten One-Box-Konzept. Abgesehen von der Motorsteuerung sind am Motor alle zum Betrieb notwendigen Komponenten inklusive der Luftfilteranlage verbaut. Der gewählte Bankwinkel von 72 hat sich als optimaler Kompromiss zwischen Bauraumbedarf (noch schmal und noch kurz) und Triebwerksaulegung (insbesondere Kurbelwellenbelastung) gezeigt. Bild 2 zeigt in der Längsansicht, dass der Einbauraum des bisherigen Fünfzylinder-Reihenmotors eingehalten wird, der Einbauraum des Sechszylinder-Reihenmotors wird deutlich unterschritten. Mit knapp 208 kg (für Automatgetriebe nach DIN 70020A) konnte neben der Bauraumkompatibilität auch ein weitestgehend gleiches Gewicht dargestellt werden. Der Vergleich mit anderen im Markt befindlichen Sechszylinder-Dieselmotoren dieser Hubraumklasse positioniert den OM 642 als kompaktes Leichtgewicht. Tabelle: Motorische Hauptkenndaten des OM 642 im Vergleich zu den Vorgängermotoren Table: Technical data for the OM 642 compared to the predecessor engines Die Autoren Dipl.-Ing. Gerhard Doll ist Leiter Entwicklung Sechszylinder-Dieselmotor OM 642 bei der Daimler- Chrysler AG in Stuttgart. Dipl.-Ing. Hans Fausten ist Leiter Verbrennungsentwicklung Sechszylinder- Dieselmotor OM 642 bei der Daimler-Chrysler AG in Stuttgart. Dipl.-Ing. Roland Noell ist Leiter Mechanikentwicklung Sechszylinder- Dieselmotor OM 642 bei der Daimler-Chrysler AG in Stuttgart Dr.-Ing. Joachim Schommers ist Leiter der Entwicklung Pkw-Dieselmotoren bei der Daimler-Chrysler AG in Stuttgart. Dipl.-Ing. Christoph Spengel ist Leiter Konstruktion Sechszylinder-Dieselmotor OM 642 bei der Daimler- Chrysler AG in Stuttgart. Dipl.-Ing. Peter Werner ist Strategischer Projektleiter Sechszylinder- Dieselmotor OM 642 bei der Daimler-Chrysler AG in Stuttgart. MTZ 09/2005 Jahrgang

3 TITELTHEMA V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz 2.2 Triebwerk und Kurbelgehäuse Das Kurbelgehäuse, Bild 3, mit den eingegossenen Graugussbuchsen wird in einem Schwerkraft-Sandkern-Paket-Gussverfahren aus der hochfesten Aluminiumlegierung Al- Si6Cu gegossen. Die Herstellung der Graugussbuchsen in einem speziellen Schleudergussverfahren erzeugt eine definiert raue Oberfläche auf der Außenseite der Buchse, die eine sichere mechanische Verankerung zwischen Buchse und Umguss gewährleistet. Die konzeptbedingte gerichtete Erstarrung, der Einsatz von lokalen Kühleisen sowie die zusätzliche Wärmebehandlung sorgen für ein homogenes Gefüge und hohe Festigkeitswerte insbesondere im kritischen Bereich der Hauptlagerstühle. Bild 1: Drehmomentund Leistung V6-Dieselmotor in der S-Klasse Figure 1: Torque and power output of a V6 diesel engine in the S-Class Auf Basis des gewählten Gießverfahrens nutzten die Ingenieure die möglichen Gestaltungsfreiräume zur Bearbeitungs- und Gewichtsreduzierung optimal. So werden Kanäle und Funktionsräume des Wasser- und Ölkreislaufs weitgehend vorgegossen, der stirnseitige Kettenkastenabschluss ist mit angegossen. Insgesamt werden 35 Einzelkerne in einem Kernpaket verbaut. Trotz der hohen Funktionsintegration erzielten die Entwickler ein Bauteilgewicht von nur 41 kg. Die vierfach gelagerte Kurbelwelle des neuen V6-Motors wird im Gesenk aus dem hochwertigen Vergütungsstahl 42CrMo4 geschmiedet. Der Hubzapfenversatzwinkel von 48 ermöglicht die Realisierung einer sehr schmalen Zwischenwange. Um die Festigkeit weiter zu steigern, werden die Grund- und Hubzapfeneinstichradien festgewalzt. Bei den im Daimler-Chrysler-Werk Stuttgart-Untertürkheim geschmiedeten und bearbeiteten Pleueln kommt der neue Werkstoff 70MnVs4 zum Einsatz. Die daraus resultierende Gewichtsoptimierung hat ihren Anteil an der kompakten und auch steifen Motorkonzeption. Ein Beispiel für Integration, Bauraumverdichtung und gleichzeitige Funktionsoptimierung zeigt sich in der Ölversorgung der Haupt- und Pleuellager, Bild 4. Der gegossene Wellentunnel für die Ausgleichswelle ist gleichzeitig Hauptölkanal. Kurze Stichkanäle bringen das Drucköl zum Hauptlager. Über eine Nut hinter dem Hauptlager und drei Eintrittsbohrungen in die kurbelwellenseitige Versorgungsnut wird schließlich auf kurzem Weg eine optimale Schmierölversorgung für Haupt-und Pleuellager sichergestellt. 2.3 Zylinderkopf und Ventiltrieb Die einteiligen Zylinderköpfe werden aus einer hochwarmfesten Aluminium-Legierung im Kokillengießverfahren mit eingelegten Sandkernen für Wassermantel, Ladungswechselkanäle und Ölraum in der eigenen Gießerei gegossen. Zur weiteren Verbesserung der Werkstoffeigenschaften wird ein völlig neu entwickeltes Wärmebehandlungsverfahren für eine hohe und schwankungsarme Bauteilgüte eingesetzt. Die hohen thermischen und mechanischen Belastungen bedingten umfangreiche Detail-Optimierungen der Wassermantelund Ölkerngeometrie auf Basis numerischer Simulationen. Das Spannungsfeld zwischen prozesssicherer Herstellbarkeit und gewünschten thermomechanischen Eigenschaften der zum Teil filigranen Kerne ge- Bild 2: Einbauraum V6-Dieselmotor im Vergleich zum Fünf- und Sechszylinder-Reihenmotor Figure 2: Comparison of installation space of V6 diesel engine and 5- and 6-cylinder in-line engines 626 MTZ 09/2005 Jahrgang 66

4 Der neue kompakte V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz überzeugt in vielen Klassen. An Bord: ElringKlinger Wir freuen uns auf Ihren Besuch auf der IAA, Halle 4.1, Stand B54 Wir gratulieren Mercedes-Benz zum neuen V6-Dieselmotor. Das kompakte, leichte 3,0-Liter-Triebwerk entfaltet seine Stärken äußerst effizient zum Beispiel in der C-Klasse, M-Klasse und E-Klasse. Ausgestattet mit unseren Zylinderkopfdichtungen, Spezialdichtungen und Abschirmsystemen erfüllt der Hightech-6-Zylinder natürlich auch die Euro 4-Norm. Ein weiteres Beispiel unserer langjährigen erfolgreichen Partnerschaft mit DaimlerChrysler. Erfahren Sie mehr über unsere innovativen Lösungen für Motor und Abgasstrang sowie über die wesentlich erweiterte Kompetenz für Getriebe: auf der IAA in Frankfurt. Herzlich willkommen bei ElringKlinger. ElringKlinger für die Zukunft des Automobils. ElringKlinger AG D Dettingen/Erms

5 TITELTHEMA V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz Bild 3: Aluminium- Kurbelgehäuse mit eingegossenen Graugussbuchsen Figure 3: Aluminum crankcase with cast-in gray iron liners hörte dabei zu den besonderen Herausforderungen. Der Ventiltrieb der Vierventil-Zylinderköpfe wurde im Vergleich zum Vorgängermotor ebenfalls grundsätzlich überarbeitet. Ziel war eine Reibungsoptimierung und eine Reduzierung der bewegten Massen. Die Einund Auslassventile werden nun von jeweils einer gebauten Nockenwelle über reibungsarme Rollenschlepphebel mit stehendem hydraulischem Ventilspielausgleich gesteuert. Nicht nur Platz sparend, sondern auch als akustisch vorteilhaft erwies sich die realisierte Nockenwellenlagerung, deren obere Hälfte in die druckgegossenen Auminium- Zylinderkopfhaube integriert ist. 2.4 Einspritzhydraulik Im OM 642 kommt die dritte Generation der Common-Rail-Einspritztechnik zum Einsatz. Wesentliches Element ist der Injektor mit Piezo-Aktormodul, das über ein Verstärkermodul die Ventilgruppe und diese schließlich die Ventilnadel selbst bewegt. Der Injektor zeichnet sich durch hochpräzises Timing, sehr gute Kleinstmengenfähigkeit und Mengenstabilität aus. Lastfallgeregelt sind bis zu fünf Einspritzungen darstellbar, aufgeteilt in zwei Pilot-, eine Haupt- und zwei Nacheinspritzungen. Gleichzeitig wird hier zum ersten Mal im Pkw-Sektor eine Achtlochdüse eingesetzt. Eine sauggeregelte Dreistempel-Hochdruckpumpe mit internem Wuchtausgleich versorgt mit einem maximalen Druck von 1600 bar zwei miteinander verbundene Rails, die über kurze Stichleitungen jeweils die drei Injektoren einer Zylinderbank versorgen. Die Druckregelung erfolgt über ein Regelventil an der linken Bankrail, überwacht von einem Drucksensor an der rechten Bankrail. Das System gewährleistet schnellen Druckaufbau und kommt trotz hohen Drucks und großer Fördermengen ohne Kraftstoffkühler aus, Bild Kettentrieb Der Nockenwellenantrieb erfolgt in einfacher V-förmiger Gesamtanordnung durch eine in Mercedes-Benz-Motoren vielfach bewährte und langlebige Doppelhülsenkette, Bild 6. Dabei wird auf der in Fahrtrichtung linken Zylinderbank die Auslassnockenwelle, auf der rechten Zylinderbank die Einlassnockenwelle angetrieben. Bei dieser Anordnung drehen sich die Nockenwellen der Zylinderbänke jeweils gleichsinnig zum Ventiltrieb. In den Kettentrieb ist direkt der Antrieb der Ausgleichswelle und indirekt über die Einlasswelle der linken Zylinderbank als Zwischenrad die Hochdruckpumpe eingebunden. Der Unterdruckpumpenantrieb erfolgt über einen Mitnehmer stirnseitig an der Einlasswelle der rechten Zylinderbank. 2.6 Schmierölkreislauf Für die Ölversorgung, Bild 7, wird in bewährter Form eine effiziente und akustisch vorteilhafte Außenzahnradpumpe eingesetzt. Der Antrieb erfolgt Platz sparend in einer 628 MTZ 09/2005 Jahrgang 66

6 Von Null auf Euro 4. Mit Handtmann. Der Dieselmotor: von DaimlerChrysler Die Ladeluftverteilung: von Handtmann Das Ergebnis: Abgasnorm Euro 4 eine starke Leistung Neu ist er, kompakt, leistungsfähig, zukunftsweisend und auf Anhieb Euro 4 tauglich. Der neue V6-Dieselmotor von DaimlerChrysler. Sein sauberes Geheimnis: die Ladeluftverteilung von Handtmann. Ein Modulkonzept als Ergebnis der erfolgreichen DaimlerChrysler Systempartnerschaft mit Handtmann. DaimlerChrysler und Handtmann machen gemeinsame Sache für die Umwelt. Saubere Leistung oder? Handtmann Systemtechnik GmbH & Co. KG Arthur-Handtmann-Straße 7/1 D Biberach an der Riss Albert Handtmann Metallgusswerk GmbH & Co. KG Arthur-Handtmann-Straße D Biberach an der Riss Telefon 07351/342-0 Telefax 07351/ info.foundry@handtmann.de

7 TITELTHEMA V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz Bild 4: Ölversorgung der Hauptlager-Kurbelwelle Figure 4: Oil supply to main bearings in crankshaft Bild 5: Anordnung der Hochdruckeinspritzanlage Figure 5: Configuration of high-pressure injection system Bild 6: Anordnung des Kettentriebs Figure 6: Configuration of chain drive zweiten Spur hinter dem Nockenwellenantrieb mittels einer Einfachrollenkette. Von der Pumpe kommend wird das Drucköl zunächst dem am stirnseitigen Kettenkasten angebauten und gut zugänglichen Ölfiltergehäuse mit Wechselfilter-Patrone zugeführt. Über dieses großvolumige Hauptstromölfilter mit Rückschlagsperrventil gelangt das Öl zu einem im Innen-V des Motors angeordneten Öl-Wasser-Wärmetauscher, durch den ein Teilstrom des Öls geleitet wird. Eine großzügige Wärmetau- scherleistung von 15 kw sorgt dafür, dass die Eintrittstemperatur des Öls in den Hauptölkanal auch bei Extrembelastungen 135 C nicht überschreitet. Vom zentralen Hauptölkanal aus werden in kurzen Stichbohrungen die Kurbelwellenhauptlager und Kolbenspritzen einerseits sowie die Zylinderköpfe und der im Innen-V angeordnete Turbolader andererseits versorgt. Der hydraulische Kettenspanner mit Rückschlag- und Absteuerventil ist im rechten Zylinderkopf verbaut. Die eingestellten statischen und dynamischen Drücke im Spanner gewährleisten einerseits die hohe Lebensdauer von Kette und Kettenführungsteilen, andererseits ein hervorragendes Geräuschverhalten. Ergänzend zum stirnseitigen Kettenkasten sind die Ölrückläufe neben der Ölentsorgung aus dem Zylinderkopf auch Entlüftungskanäle des Kurbelgehäuses. Der Ölsumpf ist großzügig dimensioniert, um ein Ölvolumen von 8,5 l unterzubringen, womit außerdem eine Ölwechselinterwall von > km ohne Nachbefüllung sichergestellt wird. 2.7 Kühlkreislauf Die groß dimensionierte riemengetriebene Doppelspiral-Wasserpumpe ist stirnseitig am angegossenen Kettenkasten des Kurbelgehäuses angeordnet. Die Spiralkanäle sind so gestaltet, dass eine gleichmäßige Volumenstromaufteilung zur rechten und linken Bank gewährleistet ist. Von den Spiralkanälen kommend findet der Eintritt des Kühlwassers in die Zylinderbänke des Kurbelgehäuses stirnseitig statt. Von dort strömt es, gesteuert über entsprechende Bohrungen in der Zylinderkopfdichtung, hauptsächlich über die Auslassseite in die Zylinderköpfe. Dem Konzept der Querstromkühlung folgend wird das Wasser je Zylindereinheit zur Einlassseite geführt. Über einlassseitig im Innen-V angeordnete Wassersammelleisten wird das Wasser zum Thermostatgehäuse geleitet, wo die Aufteilung in Kurzschluss- beziehungsweise Kühlervolumenstrom erfolgt. Der Kühlvolumenstrom für den Öl-Wasser-Wärmetauscher wird aus dem rechten Kurbelgehäuse entnommen. Der AGR-Wärmetauscher und das AGR-Ventil werden aus der Wasserleiste des linken Zylinderkopfs versorgt. Insgesamt ist der Kühlkreislauf so ausgelegt, dass unter allen Last- und Drehzahlzuständen eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist. Insbesondere an den Ventilstegen und im Bereich der Injektorschächte im Zylinderkopf wurden hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit gute Wärmeübergänge realisiert. 630 MTZ 09/2005 Jahrgang 66

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9 TITELTHEMA V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz 2.9 Abgasrückführung und Kühlung Das elektrisch betätigte AGR-Ventil, der AGR- Kühler und die Ansaugluftdrossel sind vor der Einleitestelle in die Ladeluftführung angeordnet, Bild 10. Dabei wird das Abgas über eine Stichleitung dem Sammler entnommen und dem AGR-Ventil und von dort zum groß dimensionierten AGR-Kühler zugeführt. Das gekühlte Abgas wird dann nach der Ansaugluftdrosselklappe in die Ladedruckleitung eingeleitet. Diese elektrisch gestellte Klappe hat im Regelkreis der Abgasrückführung die Aufgabe der gezielten Drosselung und damit Einstellung eines gewünschten Spülgefälles zur präzisen Regelung der AGR-Menge. 3 Maßnahmen zur NVH-Optimierung Bild 7: Schmierölkreislauf Ölversorgung und Ölrückläufe Figure 7: Lubricating oil circuit oil supply and oil return Bild 8: Luftversorgung und Ladeluftführung Figure 8: Air supply and charge air ducting 2.8 Frischluftführung und Aufladung Die kompakte Konzeption des Motors zeigt sich besonders deutlich in der Luftversorgung einschließlich dem fahrzeugseitig angeordneten Luft-Luft-Ladeluftkühler, Bild 8. Die Frischluftansaugung erfolgt über die beiden rechts und links am Motor angeordneten Luftfilter. Eine Sammelleitung mit zwei integrierten Heißfilm-Luftmassenmessern führt die gereinigte Luft dem Verdichter des im Innen-V angeordneten Abgasturboladers zu. Über den groß dimensionierten Ladeluftkühler wird eine Temperaturabsenkung bis zu 130 Kelvin (-143,15 C) realisiert, was auch bei hohen Außentemperaturen zu keinen Fahrleistungseinbußen führt. Von dort gelangt die abgekühlte Ladeluft durch die Ladeluftdrosselklappe zu den Ladeluftverteilermodulen im Innen-V des Motors. Zu den Ladeluftverteilermodulen gehört eine elektrisch gestellte Einlasskanalabschaltung zur gezielten Drallsteuerung. Dabei wird jeweils ein Kanal der beiden Einlasskanäle pro Zylinder ganz oder teilweise verschlossen. Das Abgas wird über die luftspaltisolierten Blechabgaskrümmer und den zentralen Sammler zum Turbolader geführt, Bild 9. Die kurzen Wege, die Isolierung und eine strömungsmechanische Optimierung sorgen für geringe thermische Verluste und gutes Ansprechverhalten des Laders. Dessen Auslegung mit elektrisch gestellter variabler Turbinengeometrie ermöglicht sowohl ein hohes Drehmoment schon bei niedrigen Drehzahlen als auch eine hohe Leistung. Die elektrische Verstelleinrichtung gewährleistet eine präzise und schnelle Ladedruckregelung, die einerseits schnelles Ansprechverhalten und andererseits die notwendige präzise Interaktion mit den weiteren Aktoren zur Rohemissionsoptimierung und zur Abgasnachbehandlung sicherstellt. Trotz knappen Bauraums hatte die NVH-Entwicklung am neuen Motor natürlich einen priorisierten Stellenwert. Der neue Motor sollte sich im Vergleich zum abzulösenden Sechszylinder-Reihenmotors OM 648 vorteilhaft differenzieren. Dabei wurde eine exzellente Laufruhe und geringere Geräuschemission insbesondere erreicht durch: eine im V der beiden Zylinderbänke angeordnete Ausgleichswelle ein sehr steif konstruiertes Aluminium- Kurbelgehäuse mit durchgehender Querverschraubung der Grauguss-Kurbelwellenlagerdeckel eine Zylinderkopfhaube mit integrierter Nockenwellenlagerung abgestimmte Resonatoren und Breitbandakustikdämpfer in der Luftführung ein optimiertes Design der Kettenführung und Gleitschienengeometrie eine geschäumte Injektorschachtabdeckung eine Motor-Design-Abdeckung mit abgestimmter Schaumbelegung. Die Gestaltung aller Bauteile wurde im Hinblick auf Körper- und Luftschallübertragung durch intensive numerische Simulationen begleitet. 4 Abgasanlage und Abgasreinigung Der neue Motor erfüllt in jedem Fahrzeug mit Beginn der Markteinführung die Vorgaben der Abgasgesetzgebung Euro 4, und zwar sowohl mit als auch ohne Partikelfilter. Die einflutige Katalysatoranlage hier beschrieben am Beispiel des Einbaufalls im C320 CDI besitzt zwei Oxidationskatalysatoren zur Reduzierung der Abgasbestandteile HC und CO: einen motornah angeordneten Startkatalysator mit einem Volumen von 0,6 l und einen nachgeschalteten Hauptkatalysator mit einem Volumen von 3,0 l. Die Reduktion der Abgasbestandteile NO x und Partikel unter die Grenzwerte der Euro-4-Gesetzgebung werden in dieser Ausführung mit innermotorischen Maßnahmen erreicht. Zur weiteren Reduzierung der Partikelemission wird im deutschen Markt (auch Österreich und Schweiz, Holland) serienmäßig und in allen anderen Ländern als Sonderausstattung ein zusätzlicher Partikelfilter eingesetzt, Bild 11 Einbaufall C320 CDI, der hin- 632 MTZ 09/2005 Jahrgang 66

10 Bild 9: Anordnung Abgasturbolader und Abgasführung Figure 9: Configuration of exhaust gas turbocharger and exhaust gas ducting Von 0 auf 100! Bild 10: Abgasrückführung und Abgaskühlung Figure 10: Exhaust gas recirculation and exhaust gas cooling ter den beiden Oxidationskatalysatoren im Unterboden angeordnet ist. Durch diese relativ motorferne Position ist hier eine aufwändige Temperaturisolation der vorderen Abgasanlage bis zum Partikelfilter notwendig. Im Dieselpartikelfilter werden die Rußpartikel an dem porösen und teildurchlässigen Eintrittskanal des Keramiksubstrats abgeschieden, das gereinigte Abgas tritt dann am Autrittskanal aus. Die Partikel werden dabei mit hohen Abscheidegraden aus dem Abgas gefiltert. Nach Erreichen der maximal zulässigen Partikelbeladung diese wird von der Motorsteuerung sowohl über die Differenzdrucksensorik als auch durch ein numerisches Beladungsmodell überwacht und gesteuert ist die Regeneration des Partikelfilters erforderlich. Diese erfolgt ohne Additive, allein durch eine gezielte Abgastemperaturanhebung mittels verspäteter Verbrennung und gezielter Nachoxidation auf dem Hauptkatalysator, bedarfsorientiert gesteuert über ein bis zwei Nacheinspritzungen. Die eingelagerten Partikel werden hier bei Abgastemperaturen > 550 C zu CO 2 oxidiert. Durch die Flexibilität des Common-Rail-Einspritzsystems kann in Verbindung mit der rechenleistungsstarken Motorelektronik die zur Regeneration des Partikelfilters erforderliche Abgastemperatur zuverlässig eingestellt werden. Der gesamte Regenerationsvorgang läuft für den Fahrer unmerklich ab. 5 Fahrleistungen und Verbrauch Wegen der noch nicht abgeschlossenen Zertifizierung für die S-Klasse wird beispielhaft auf die Fahrleistung und den Verbrauch der C- und M-Klasse mit Automatgetriebe 7G-Tronic eingegangen. Hier ersetzt der OM 642 mit 165 kw und 510 Nm den OM 612 mit 120 kw und 400 Nm. Mit dem deutlichen Leistungs- und Drehmomentzugewinn im Vergleich zu den Vorgängermotorisierungen in Verbindung mit dem 7G-Tronic-Automatgetriebe wird eine Spitzenposition hinsichtlich Fahrspaß, Kraftstoffverbrauch Hydro ist stolz, Mercedes mit einem Maßstäbe setzenden Motorblock aus Aluminium für den V6 Diesel zu beliefern in unserem Jubiläumsjahr. 100 Jahre Innovation, und wir kommen noch mehr auf Touren. Schauen Sie, was unsere Erfahrung für Sie tun kann: auf hydro.com Halle 4.1, Stand C10 Progress of a different nature

11 TITELTHEMA V6-Dieselmotor von Mercedes-Benz Bild 11: Abgasanlage der C-Klasse mit Unterboden-Dieselpartikelfilter Figure 11: C-Class emission system with underfloor diesel particulate filter und Komfort erreicht. Die Beschleunigung von 0 auf 100 km/h wird in der C-Klasse in 6,9 s und in der M-Klasse in 8,6 s absolviert, Bild 12. Nicht nur in den dynamischen Fahrleistungen haben die C- und M-Klasse enorm zugelegt, sondern auch in den erreichbaren Spitzengeschwindigkeiten. So wird die C- Klasse erstmals mit einer Dieselmotorisierung bei 250 km/h abgeregelt. Die M-Klasse wird als ML320 CDI mit 215 km/h über 30 km/h schneller sein können als der Vorgänger ML270 CDI. Die Verbrauchswerte sind in Verbindung mit der sportlichen Fahrzeuglängsdynamik und unter Berücksichtigung der sehr niedrigen Emissionen als angemessen einzustufen und brauchen den Vergleich mit dem aktuellen Wettbewerb nicht zu scheuen, Bild Zusammenfassung Bild 12: Dynamische Fahrleistungen des neuen V6-Dieselmotors in der C- und M-Klasse im Vergleich zum Vorgängermotor (orange) Figure 12: Dynamic performances of the new V6 diesel engine in the C- and M-Class in comparison with the predecessor engine (orange) Mit dem Motor OM 642 wurde durch die Ingenieure von Mercedes-Benz ein leistungsstarkes und hochkompaktes V6-Dieselmotor entwickelt, das in Summe in der Klasse um 3,0 l Hubraum eine Spitzenstellung einnimmt. Einspritzung und Motorsteuerung sowie die Abgasnachbehandlung ermöglichen die Erfüllung der aktuellen Gesetzgebung nach Euro 4 auch ohne Partikelfilter. Mit Partikelfilter werden die Partikelvorgaben nochmals weiter unterschritten, die Partikelfilterregeneration erfolgt ohne Additive. Neben den technischen, terminlichen und wirtschaftlichen Zielen standen Qualität und Zuverlässigkeit an vorderster Stelle im Lastenheft. So wurden im Rahmen der Entwicklung mehr als Prüfstandsstunden mit diesem Motor gefahren. Eine Flotte von über 50 Fahrzeugen erreichte bis zum Produktionsbeginn eine Laufstrecke von mehr als acht Millionen Kilometer in Zyklen vom Taxibetrieb über Wüstenerprobung bis zum Hochgeschwindigkeitsdauerlauf. Der kürzlich mit drei Weltrekorden abgeschlossene Hochgeschwindigkeitsdauerlauf mit drei E-Klassen über je Meilen und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 224,823 km/h ist ein weiterer Beweis für die hohe Zuverlässigkeit und Qualität dieses Motors. Für seine Produktion wurde in Berlin-Marienfelde eine vollständig neue Fabrik aufgebaut, die hinsichtlich Fertigungs-, Montage- und Logistikprozessen sowie Qualitätsabläufen modernstem Standard entspricht. Bild 13: Verbrauch in der C- und M-Klasse im Vergleich zum Wettbewerb Figure 13: Fuel consumption of the C- and M-Classes compared with competitors For an English version of this article, see MTZ worldwide. For information on subscriptions, just call us or send an or fax. Vieweg Verlag Postfach 1546 D Wiesbaden MTZ Tel vieweg@abo-service.info 634 MTZ 09/2005 Jahrgang 66

12 Clean air is our business Neulich hat mich mein kleiner Sohn gefragt, was ich eigentlich auf der Arbeit mache eine gute Frage. Jetzt hätte ich ihm antworten können, dass Umicore weltweit ein führender Hersteller von Dieselkatalysatoren und aktiven Beschichtungen für Dieselpartikelfilter ist. Oder wir schon lange und sehr erfolgreich mit dem Konzern DaimlerChrysler zusammenarbeiten und zum Beispiel das erste Serien- EUIV-DPF-Fahrzeug mit einem unserer Dieselpartikelfilter ausgestattet wurde. Und Umicore heute die Katalysatoren und beschichteten Partikelfilter für den neuen V6 Dieselmotor liefert. Aber das ist zu kompliziert für einen Vierjährigen, deshalb habe ich ihm gesagt: Wir kümmern uns um saubere Luft. Umicore AG & Co. KG Automotive Catalysts Rodenbacher Chaussee 4 D Hanau-Wolfgang Tel /