Det har ryktats i flera år att Mercedes ska komma med en ny, modulär ”motorfamilj” och nu kan vi äntligen grotta ned oss i alla härliga detaljer. Längst fram på smörgåsbordet står premiärmotorn OM654, den dieselfyra på 2,0 liter som redan debuterat i Mercedes E-klass. E 220 d ger 194 hk (143 kW) och drar inte mer än 3,9 l/100 km.
Men under 2017 kan vi fortsätta att plocka från Mercedes nya smörgåsbord då man även bjuder på raka dieselsexan på 3,0 liter, bensinfyran på 2,0, raka bensinsexan på 3,0 liter och dessutom en helt ny bensin-V8 på 4,0 liter.
Motorerna är genomgående byggda med motorblock och topplock i aluminium. Cylinderväggarna är plasmasprutade med en speciell stålbeläggning som Mercedes kallar för ”NanoSlide”. Ytan ser spegelblank ut men innehåller små mikroporer som säkerställer en perfekt oljefilm, vilket bidrar till både lägre friktion och mindre bränsleförbrukning – liksom lågt slitage. Mercedes hävdar att man därmed kan minska den interna friktionen med upp till 50 procent, samtidigt som man sparar vikt genom att inte behöva använda konventionella cylinderfoder i stål.
Mercedes nya motorer bygger på ungefär samma grundprincip som BMW använt (och även Jaguar/Land Rover). Man har bestämt sig för en cylinderdiameter (83 mm), en slaglängd (92,4 mm) och gemensam cylindervolym på 0,5 liter. Det gör att fyrorna hamnar på 2,0 liter, sexorna på 3,0 liter och V8:an på 4,0 liter. Avståndet mellan cylindrarna är alltid detsamma, CC = 90 millimeter. Gemensamma komponenter sparar pengar och gör det enklare att producera motorerna i en fabrik.
Förenklad produktion och lägre kostnader är dock bara början. Alla motorerna är förberedda för att kunna köras med konventionellt 12V-system, alternativ på 48V eller med laddhybrider som har högspänning (flera hundra volt). Därmed kan man komponera rätt drivlina till varje bilmodell.
Med 48V-systemet finns det möjlighet att driva elektriska aggregat som kräver mer effekt och de motorerna ska komma nästa år, 2017. Då introducerar Mercedes sin ”elturbo”, eller eZV som man döpt den elektriska kompressorn till. Elturbon fungerar som en avgasturbo men drivs istället av en elmotor, vilket ger bättre gasrespons (maxvarv uppnås på 0,3 sekund) och hjälper avgasturbon innan de själv fått upp farten.
Elturbon eZV debuterar på den raka bensinsexan M256 och där ska man även använda en så kallad ”ISG” (Integrated Starter-Generator, eller Alternator som det också heter på engelska).
ISG-enheten ger 15 kW (20 hk) och 220 Nm, vilket innebär att den fungerar som en ”lätthybrid”. 20 hästar låter inte så mycket men det räcker mer än väl för att till exempel ge en ryckfri start från stillastående och bibehålla fart (”segla”) vid hastigheter i de lägre registren. ISG-enheten ersätter startmotorn och eftersom den är så stark går det att få en mycket snabb och bra stopp/start-funktion.
Vid inbromsning ”vänder” man elmotorn och utnyttjar den som en kraftfull generator. En vanlig 12V-generator kan inte ladda mer än motsvarande cirka 1,5 hk men en ISG-enhet har alltså mer än den tiodubbla kapaciteten. Med en ISG-enhet går det att återvinna bromsenergin på ett mycket effektivare sätt, upp till 12,5 kW (cirka 80 procent), vilket ger bränslebesparing ”på riktigt”. ISG-enheten sparar sju–tolv g/km i CO2-utsläpp.
Mercedes använder också 48V-systemet för att elektriskt driva motorns vattenpump och kompressorn till luftkonditioneringen. Även fläktar och elservot till styrningen drivs elektriskt och med den integrerade ISG-enheten finns det inte längre något behov av en aggregat-rem i fronten på motorn. Därmed kan den raka sexan byggas i ett ganska kompakt format, trots sex cylindrar i rad.
Mercedes raka bensinsexa M256 får en toppeffekt på 408 hk (300 kW) och ett vridmoment ”över 500 Nm”, som man uttrycker det. Trots det är den cirka 15 procent snålare än sin V6-föregångare M276. Som standard är bensinsexan utrustad med partikelfilter, eftersom den är direktinsprutad och därmed har en högre andel partiklar i avgaserna.
Även den nya, raka bensinfyran M264 på 2,0 liter blir utrustad med ”elektrisk turbo”, det som Mercedes döpt till eZV. Det innebär att motorn har motsvarande 48V-system som sin storebror med sex cylindrar.
Den eldrivna kompressorn förbättrar gasresponsen men framför allt turbotrycket i vid lägre motorvarv, från tomgång upp till 2.500 rpm. Det ger ett dieselliknande vridmoment, trots att det är en bensinmotor. Turboaggregatet har så kallad ”twin-scroll” med dubbla inlopp för avgaserna.
Den raka bensinfyran M264 har också en remdriven ISG-enhet, en typ av ”lätthybrid” som kan återvinna bromskraftenergin och ge snabb stopp/start-funktion. Även här är vattenpump och kompressorn till luftkonditioneringen eldrivna.
Någon exakt toppeffekt på bensinfyran vill Mercedes inte ge i nuläget. Inte mer exakt än att toppeffekten blir ”över 100 kW/liter”, det vill säga mer än 272 hk (200 kW).
Speciell vikt har lagt vid det som bilingenjörerna kallar för ”NVH” (Noise, Vibration, Harshness). De som väljer en bensinmotor vill förstås ha silkeslen gångkultur och det ska de få med den här motorn, utlovar Mercedes. Partikelfilter är standard även på denna fyrcylindriga bensinturbo.
Under 2017 blir det också premiär för Mercedes raka dieselsexa, med internkoden OM656. Den har lite mindre borrning (82 mm) men samma slaglängd (92,4 mm), vilket ger motorstorleken 2.927 cc.
Toppeffekten i raka sexan anges till 313 hk (230 kW) och vridet till ”över 650 Nm”, vilket är en väsentlig förbättring jämfört med föregående V6-motor på 3,0 liter som gav 258 hk och 620 Nm. Bränsleförbrukningen har sänkts med cirka sju procent, jämfört med V6:an.
Den raka dieselsexan OM 656 använder samma teknik som många lastbilsmotorer har, nämligen kolvar i smitt stål. Aluminum är annars det material man föredrar till kolvar men en smidd stålkolv kan göras lägre. Då flyttas kolvbulten upp och man kan använda en längre vevstake som ger bättre geometri. Tyska kolvtillverkaren Mahle hävdar att en stålkolv kan minska förbrukningen och CO2-utsläppet med upp till 5 g/km i en dieselmotor. Mercedes hävdar att de sänkt friktionen med 40–50 procent.
En kolv måste tåla höga temperaturer, upp mot 400 grader Celsius. I bensinmotorer för personbilar kan förbränningstrycket nå upp till 80 bar, inom motorsporten kanske 110 bar. Dieselmotorer har mycket högre tryck och det klättrar uppåt. Äldre dieslar har legat kring 140 bar men idag är inte 180 bar ovanligt och det klättrar upp mot 200 bar. Lastbilsdieslar ligger kring 200–250 bar. Med så höga förbränningstryck är smidda stålkolvar helt nödvändigt.
Kolvarna har ett speciellt utseende med en ”skål” i mitten som är gynnsam för förbränningen. Mercedes hävdar att det är en av orsakerna till att man kan köra motorerna med ett högt luftöverskott, vilket gynnar avgasutsläppen. Den nya dieselsexan är isolerad och behandlad med speciella, invändiga beläggningar för att snabbt få upp temperaturen vid kallstart.
Avgasrecirkulationen har arbetats om och Mercedes berättar att man nu uppnått en väsentligt förbättrad avgasrening, utan att behöva kompromissa med bränsleförbrukningen. Kompressionsförhållandet ligger kvar på 15,5:1.
Slutligen har vi kommit till den nya V8-bensinmotorn M176, som debuterar i S-klass under 2017. Motorvolymen är 3.982 cc och toppeffeken anges som ”över 350 kW” (476 hk) med det maximala vridet på 700 Nm tillgängligt redan från 2.000 rpm. Nya V8:an ska förbruka cirka tio procent mindre bensin än sin föregångare, på 4,7 liter och 455 hk.
För att spara bränsle har M176-motorn cylinderdeaktivering, via kamaxlarna. Ventilerna till cylindrarna 2, 3, 5 och 8 stängs vid lägre effektbehov i intervallet 900–3.250 rpm. Övergången från fyra till åtta cylindrar ska gå på millisekunder, enligt Mercedes, och upplevas som helt sömlöst.
Mercedes följer den trend som BMW startade när man lanserade X6 första gången, det vill säga att man använder ”vända topplock”. Avgasgrenrören är alltså inte vända utåt sidorna från motorn, utan går in mot mitten (ovanpå motorn) där också de två turboaggregaten och första katalysatorerna sitter. Lite längre ner i avgassystemet hittar vi även denna gång ett standardmonterat partikelfilter.
Någon eldriven kompressor, eZV, eller ISG-enhet hittar vi inte på den nya V8-motorn. Heller inget 48V-system. Kanske något som kan användas längre fram, om marknaden och konkurrensen kräver det.
För de av er som vill fördjupa sig i fördelarna med den raka sexan, och modulmotorer, rekommenderar vi artikeln ”Den raka sexans revansch – billigare och bättre” som finns tillgänglig via bildlänken nedan.
