Mercedes-Benz Lkw: Motor und Antrieb: Kraftvoller, sparsamer und noch weniger Emissionen: Die Lkw von Mercedes-Benz

  • Neueste Generation des Reihensechszylinder OM 470 mit erheblicher Kraftstoffeinsparung
  • Neue Leistungsstufe des OM 470 mit 335 kW (456 PS)
  • Weiterentwicklung des Antriebstrangs bei OM 471 und OM 473
  • Kraftstoffverbrauch bis zu sechs Prozent gesenkt durch Maßnahmen an allen Heavy-Duty-Motoren und am Antriebstrang

Maximale Effizienz bei minimalen Emissionen und herausragender Perfor­mance: Mercedes-Benz Lkw optimiert zur IAA seine schweren Lkw. Bei der neuesten Generation des Reihensechszylinders OM 470 sinkt der Kraftstoff­verbrauch abermals durch eine Vielzahl von Weiterentwicklungen. Hinzu kommt eine neue Spitzenausführung mit 335 kW (456 PS) Leistung. Alle Heavy-Duty-Motoren profitieren von neuen Leichtlauf-Motorenölen. Die Zwölfganggetriebe Mercedes PowerShift 3 sind wirkungsgradoptimiert, der vorausschauende Tempomat Predictive Powertrain Control (PPC) erhält eine verfeinerte Fahrstrategie. Hinzu kommen für den Actros aerodynamische Verbesserungen. Insgesamt resultieren daraus Verbrauchssenkungen von bis zu sechs Prozent je nach Motorvariante. Damit wird erneut der unübertroffene Vorteil eines perfekt abgestimmten Antriebsstrangs aus Motor, Getriebe und Achse aus einer Hand deutlich, von der Entwicklung über die Fertigung bis zur Montage.

Neueste Generation des Reihensechszylinder OM 470 mit erheblicher Kraftstoffeinsparung

Noch sparsamer und somit emissionsärmer, noch elastischer und mit einer neuen Spitzenmotorisierung zusätzlich noch kräftiger: Die neueste Generation des Mercedes-Benz OM 470 tritt mit einer rundum gesteigerten Performance an. Der Reihensechszylinder mit 10,7 l Hubraum profitiert dabei sowohl von technischen Kniffen der Weiterentwicklung des größeren OM 471 – sie wurden bereits im vergangenen Jahr vorgezogen – als auch von eigenständiger Technik für die kompakte Baureihe.

Der OM 470 ist der kompakteste unter den Heavy-Duty-Motoren mit Stern. Gleichwohl verfügt er über alle Merkmale seines großen Bruders OM 471: Robuste Bauweise, stabile Stahlkolben, zwei obenliegende Nockenwellen mit hocheffizientem Räderwerk als Antrieb, asymmetrischer Abgasturbolader, leistungsstarke Motorbremse und das einzigartige Common-Rail-Einspritz­system X-Pulse mit Druckverstärkung – all das vereint der OM 470.

Der Mercedes-Benz OM 470 ist daher das Triebwerk nach Maß, wenn kom­pakte Bauweise mit niedrigem Gewicht, hohe Leistungsfähigkeit mit guter Durchzugskraft sowie maximale Effizienz mit niedrigem Kraftstoffverbrauch und langen Wartungsintervallen bis 150 000 km gefragt sind. Diese Eigen­schaften werden mit der neuesten Generation des OM 470 weiter ausgebaut.

Neue Leistungsstufe des OM 470 mit 335 kW (456 PS)

Neue Spitzenausführung des Mercedes-Benz OM 470 ist eine Variante mit 335 kW (456 PS) Leistung und einem kraftvollen Drehmomentmaximum von 2200 Nm. Beide Angaben unterstreichen die herausragende Performance des OM 470. Mit einer spezifischen Leistung von 31,4 kW pro Liter Hubraum (42,7 PS/l) und einem spezifischen Drehmoment von 206 Nm/l gehört der OM 470 zu den leistungsfähigsten Triebwerken seiner Größenordnung über­haupt.

Der Mercedes-Benz OM 470 steht in folgenden Ausführungen zur Verfügung:

Leistung

Drehmoment

240 kW (326 PS) bei 1600 U/min

1700 Nm bei 1100 U/min

265 kW (360 PS) bei 1600 U/min

1800 Nm bei 1100 U/min

290 kW (394 PS) bei 1600 U/min

1900 Nm bei 1100 U/min

315 kW (428 PS) bei 1600 U/min

2100 Nm bei 1100 U/min

335 kW (456 PS) bei 1600 U/min

2200 Nm bei 1100 U/min

 

Mit diesen fünf Leistungs- und Drehmomentvarianten deckt der Motor eine sehr breite Spanne für den schweren Verteilerverkehr, den Fernverkehr sowie den Bauverkehr im schweren Solo- sowie im Zugbetrieb ab. Mit seiner neuen Spitzenausführung erreicht der OM 470 sogar das Spektrum des größeren OM 471 mit 12,8 l Hubraum.

Damit haben Kunden die Wahl zwischen zwei gleichwertigen Motorisierungen in einer unterschiedlichen Ausprägung. Hier der OM 471 mit seiner betont bulligen Charakteristik bei niedrigsten Drehzahlen, dort der kompakte OM 470 mit einem leichten Leistungsplus in mittleren und höheren Drehzahlen sowie vor allem einem Gewichtsvorteil von rund 150 kg gegenüber dem hubraum­größeren Motor. Damit eignet sich der OM 470 vor allem für besonders nutz­lastempfindliche Transporte wie zum Beispiel Tank- und Silofahrzeuge oder den Bauverkehr, während der OM 471 Motor für klassische Fernverkehrsan­wendungen ist.

Höherer Einspritzdruck und Verdichtung gleich besserer Wirkungsgrad

Die Einspritzung basiert unverändert auf dem Einspritzsystem X-Pulse mit Druckverstärkung im Injektor und freier Modellierbarkeit des Einspritz­systems. Analog zum größeren Motor OM 471 wurde der maximale Raildruck jetzt von 900 auf 1160 bar erhöht. Daraus resultiert ein maximaler Einspritz­druck von 2700 bar.

Im Unterschied zum OM 471 wurde wegen der kompakten Bauweise das Prinzip der Siebenloch-Einspritzdüse beibehalten. Jedoch kommt eine neue Einspritzdüse mit höherem Durchfluss zum Einsatz. Neu ist auch die Brenn­raumform mit einer omegaförmigen Mulde im Kolben. Sie ist den Gegeben­heiten des kompakten Motors angepasst.

Gleiches gilt ebenso für das Verdichtungsverhältnis, es wurde um ein bar auf 18,5 bar erhöht. Alle Maßnahmen führen – zusammen mit einer reduzierten Rate der Abgasrückführung – zu einer weiteren Verbesserung des Wirkungs­grads im gesamten Motorkennfeld. Ergebnis ist ein deutlich gesenkter Kraft­stoffverbrauch.

Nenndrehzahl gesenkt, herausragende Fahrbarkeit

Typisch für die neueste Generation des OM 470 ist bei unveränderten Maxi­malwerten ein sehr steiler Anstieg von Drehmoment und Leistung im mittleren Drehzahlbereich. Daraus resultiert eine Absenkung der Nenndrehzahl von 1800 U/min auf nur mehr 1600 U/min. Beim Blick auf die Leistungskurve wird deutlich, dass der Motor seine maximale Leistung annähernd über einen breiten Drehzahlbereich von 1450 U/min bis 1900 U/min erreicht.

Ähnlich ist die Drehmomentkurve angelegt: Das Maximum der Zugkraft wird nominell bei 1100 U/min erreicht, steht jedoch nahezu konstant von etwa 900 bis 1400 U/min zur Verfügung. Aus beidem ergibt sich eine herausragend gute Fahrbarkeit des OM 470 mit hoher Agilität mit einem sehr breiten nutzbaren Drehzahlbereich von rund 1000 U/min.

Optimierte Einspritzung und Verbrennung senkt den Verbrauch

Der Motor ist mit seiner optimierten Einspritzung und Verbrennung konse­quent auf niedrigen Kraftstoffverbrauch ausgelegt. Dem gegenüber stehen die NOx-Rohemissionen, die mit bewährter SCR-Technik und einem neuen SCR-Katalysator beseitigt werden. Der AdBlue-Verbrauch liegt deshalb mit etwa fünf Prozent vom Kraftstoffverbrauch auf der Höhe der früheren Euro-V-Motoren.

Aufgrund des deutlich gesenkten Kraftstoffverbrauchs um bis zu fünf Prozent – jeweils zur Hälfte aufgrund der Motoren sowie weiterer Fahrzeugmaßnah­men – stimmt die Kostenbilanz: Mit der neuen Generation des OM 470 fahren die Lkw von Mercedes-Benz nochmals wirtschaftlicher.

Patentierte Lösung für die Abgasrückführung

Entscheidend weiterentwickelt wurde das Prinzip der asymmetrischen Aufla­dung. Wie bisher werden die Abgase der Zylinder vier bis sechs für einen schnellen Anstieg des Ladedrucks und damit von Drehmoment und Leistung ohne Umweg in den Turbolader geleitet. Von den Abgasen der Zylinder eins bis drei wird eine definierte Menge für die Abgasrückführung (AGR) zur Senkung der NOx-Emissionen abgezweigt.

Jedoch reguliert nun eine weit nach vorn verlegte AGR-Klappe im Abgaskrüm­mer die Verteilung der Abgase. Sie ermöglicht eine stufenlose und sehr präzise Verteilung im gesamten Bereich des Motorkennfelds. Daraus resultieren ein wirkungsvolles Thermomanagement und eine generell geringere AGR-Rate mit Vorteilen für den Kraftstoffverbrauch.

Sowohl die AGR-Rate als auch die Abgasflut zum Turbolader lassen sich ent­sprechend den Betriebskennlinien des Motors steuern. Eine Erfassung der Abgasrückführung durch einen Sensor sowie eine nachgelagerte AGR-Regelung ist daher nicht mehr erforderlich.

Die stufenlos steuerbare AGR-Klasse in ihrer neuen Position eröffnet darüber hinaus eine neue Bandbreite der Asymmetrie: Ganz nach Bedarf können die Abgase der drei Spenderzylinder zwischen null und 100 Prozent der Verbren­nung zugeführt werden – einzigartig im Motorenbau. Die AGR-Klappe steuert damit nicht nur den Abgasstrom zur Abgasführung, sondern auch den Turbo­lader. Diese revolutionäre Technik hat sich bereits beim größeren OM 471 bewährt.

Asymmetrische Einspritzung optimiert die Abgasqualität

Ebenfalls neu für den OM 470 ist die asymmetrische Einspritzung. Im norma­len Fahrbetrieb werden die Injektoren aller sechs Zylinder mit der identischen Menge Kraftstoff versorgt. Je nach aktueller Last und dem Anteil der Abgas­rückführung kann die Kraftstoffmenge in den Zylindern eins bis drei stufenlos zurückgenommen und gleichzeitig in den Zylindern vier bis sechs erhöht werden.

Im Extremfall sinkt die eingespritzte Menge für die ersten drei Zylinder bis auf null, während die anderen drei Zylinder wie unter Volllast arbeiten. Diese Stra­tegie verhindert eine unvollständige Verbrennung mit entsprechend hohem Anteil von Rußpartikeln im Abgas.

Turbolader aus eigener Fertigung mit Spitzen-Wirkungsgrad

Der OM 470 profitiert darüber hinaus von einem neuen asymmetrischen Turbolader. Er wurde von Mercedes-Benz entwickelt und wird im Motorenwerk Mannheim hergestellt. Der Turbolader ist präzise an die Erfordernisse des Motors angepasst, überzeugt durch einen hervorragenden Wirkungsgrad sowie höchste Qualität und Langlebigkeit durch sehr eng gesteckte Toleranzen in der Fertigung. Der Turbolader verfügt wie sein Vorgänger über eine feste Turbi­nengeometrie und ist damit sehr robust.

Noch robuster und effizienter durch vorgesteuerten Betrieb

Der neue, von Daimler Trucks entwickelte und im Werk Mannheim gebaute Turbolader ist ein Musterbeispiel für die Konstruktion des OM 470 mit Blick auf maximale Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Feste Turbinengeometrie, Verzicht auf Wastegate-Ventil und Ladedruckregelung, Entfall der AGR-Sensors und der AGR-Regelung – all dies reduziert die Komplexität des Motors.

Stattdessen wird der thermodynamisch bis ins Detail optimierte Motor aus­schließlich vorgesteuert betrieben. Dies steigert neben der Zuverlässigkeit auch nochmals die Effizienz. Die zielgenaue Vorsteuerung sämtlicher Stell­größen führt zu einem optimalen Wirkungsgrad ohne den Umweg über einzelne Regelungen und deren Kombination.

Statt auf Sensoren mit einer nachgeführten Regelung setzt Mercedes-Benz auf verschiedene Modi zur Unterstützung, zum Beispiel bei Betrieb mit kaltem Motor, in großen Höhen oder für die Regeneration. Mit Ausnahme der aktiven Regeneration des Partikelfilters handelt es sich dabei durchweg um stufenlose Regelungen, mit denen der Motor zugunsten maximaler Effizienz stets im Bereich des optimalen Wirkungsgrads betrieben werden kann.

Alle Heavy-Duty-Antriebe: Motorenöle, Getriebe und PPC optimiert

Sowohl die neueste Generation des Mercedes-Benz OM 470 mit 10,7 l Hubraum als auch die bereits im vergangenen Jahr vorgestellte neueste Generation des größeren Reihensechszylinders Mercedes-Benz OM 471 mit 12,8 l Hubraum profitieren von weiteren Effizienzmaßnahmen. Sie umfassen neue Leichtlauf-Motorenöle sowie weiterentwickelte Getriebe und eine noch­mals verfeinerte Fahrstrategie des vorausschauenden Tempomaten Predictive Powertrain Control (PPC).

Motorenöle mit abgesenkter Viskosität verringern Reibungsverluste

Beim Motorenöl setzt Mercedes-Benz unverändert auf vollsynthetische Mehrbereichs-Leichtlauföle unterschiedlicher Viskositätsklassen zwischen 0W-30 und 5W-40. Jedoch finden nun Motorenöle mit einer abgesenkten HTHS-Viskosität Verwendung. Der Begriff HTHS (High Temperature High Shear Rate) beschreibt die Viskosität des Motorenöls und damit seine Fließ­zähigkeit speziell bei hohen Temperaturen. Mercedes-Benz verwendet für die Motoren der neuesten Generation ab sofort Öle mit einer HTHS-Viskosität von 2,9 mPa*s statt bisher 3,5 mPa*s (mPa*s = Millipascal-Sekunden, Maß für die dynamische Viskosität). Diese Leichtlauföle verringern bei Betriebstemperatur die Reibungsverluste im Motor, was zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch führt.

Die Leichtlauf-Motorenöle mit abgesenkter HTHS-Viskosität kommen in allen Heavy-Duty-Motoren von Mercedes-Benz zum Einsatz, also OM 470, OM 471 sowie OM 473.

Getriebe Mercedes PowerShift 3 mit herausragendem Wirkungsgrad

Alle Lkw von Mercedes-Benz mit Zwölfganggetriebe Mercedes PowerShift 3 profitieren darüber hinaus von weiter optimierten Getrieben. Neben dem Gewicht und der Ölfüllung steht hier vor allem die Reduzierung der Reib­leistung im Vordergrund.

Um den von Haus aus bereits außerordentlich hohen Wirkungsgrad der Getriebe noch weiter zu verbessern, haben die Entwickler und Fertigungs­experten die Grenzen des technisch Machbaren ausgelotet. Das betrifft zum Beispiel die Zahnräder der beiden Konstanten der Vorschaltgruppe. Da sie immer im Eingriff sind, spielt Effizienz hier eine besonders wichtige Rolle. Die Oberflächen der Zahnflanken wurden mit dem neuen Superfinish-Fertigungsverfahren so weit optimiert, dass der Traganteil 95 Prozent erreicht und kaum Gleitreibung entsteht.

Zu diesem Zweck wurde ein zusätzlicher Arbeitsgang eingeführt, der die Zahn­flanken poliert. Die entsprechende Fertigungsmaschine setzt branchenweit einen neuen Standard und ist im gesamten Automobilbau „State of the Art“. Die sichtbare Oberfläche ist spiegelglatt, Unebenheiten sind selbst bei einer Berührung mit bloßen Fingern nicht mehr spürbar. Selbst die vorhandene Messmaschine musste ersetzt werden, da sie bei der Oberflächenmessung an Grenzen stieß. Im Ergebnis stieg der ohnehin hohe Wirkungsgrad der Getriebe durch bis zu 50 Prozent reduzierte Reibleistungsverluste nochmals deutlich an und liegt bei nahezu 100 Prozent. Damit stößt man jetzt technologisch an Grenzen.

Für die Nachschaltgruppe verwendet Mercedes-Benz ab sofort eine Klauen­schaltung statt der bisherigen Synchronisierung – branchenweit eine Pre­miere. Dies verringert vor allem den Verschleiß, beschleunigt die Schaltung zwischen den Gängen sechs und sieben und senkt das Gewicht. Die Klauen­schaltung der Nachschaltgruppe ist ein weiteres Beispiel für die gekonnte Vernetzung innerhalb des Antriebsstrangs: Ohne Synchronisierung erfolgt beim Hinunterschalten selbstständig ein kurzer gezielter Gasstoß des Motors. Ebenfalls robuster ist das Getriebe-Pilotlager zwischen Antriebs- und Haupt­welle, dessen Außenlauffläche durch einen zusätzlichen, spanabhebenden, sogenannten Honprozess nochmals die Lebensdauer und die Robustheit steigert.

Neues Getriebeöl, Ölfüllmenge und gezielte Ölverteilung

Ein neues synthetisches Getriebeöl mit niedriger Viskosität verringert eben­falls die Reibleistung im Getriebe. Gleichzeitig wurde die Ölfüllmenge der Getriebe G211-12 und G281-12 für Straßenfahrzeuge um jeweils drei Liter auf acht bzw. elf Liter verringert. Dies reduziert die Planschverluste im Getriebe. Geänderte Getriebegehäuse mit zusätzlichen Ölbohrungen und Leitrippen stellen weiterhin eine optimale Schmierung an den notwendigen Stellen der Getriebe sicher. Deshalb konnte auch die identische Ölpumpe ohne erhöhte Leistung verwendet werden. Unverändert sind auch die Wechselintervalle des Getriebes. Sie sind belastungsabhängig und erreichen maximal 600 000 km.

Ein durchaus erwünschter Nebeneffekt der verringerten Ölmenge schont Umwelt und Ressourcen: Drei Liter weniger Ölfüllung für jedes neue Getriebe verringern die benötigte Ölmenge pro Jahr um etwa 200 000 l. Dieser Vorteil setzt sich bei jedem Wechselintervall fort.

PPC senkt Verbrauch mit weiter verfeinerter Schaltstrategie

Neben neuer Technik für Motoren und Getriebe senkt auch die Fahrstrategie spürbar den Kraftstoffverbrauch. Mit dem vorausschauenden Tempomaten Predictive Powertrain Control und einem bis zu fünf Prozent verringerten Kraftstoffverbrauch setzt Mercedes-Benz seit Jahren Maßstäbe. Die Fahrweise ist bei PPC an die Topografie angepasst und in die Automatisierung integriert – der Lkw rollt, beschleunigt und schaltet vorausschauend.

Jetzt wird die Fahrt mit PPC noch effizienter. Bergauf spart eine nach unten auf bis zu zehn km/h ausgeweitete Hysterese Kraftstoff. Die Schaltzeitpunkte des vorausschauenden Tempomaten wurden nochmals optimiert. Interne Tests von Mercedes-Benz belegen, dass sich die Fahrzeiten mit der neuen Strategie nur unwesentlich verändern – der Unterschied ist in der Realität vernachlässigbar. Im Gegensatz dazu ist der Spareffekt der neuen Fahrstrategie spürbar.

Aerodynamik profitiert von einer neuen Spoilerkante

Bei der Entwicklung der neuen Lkw-Generation von Mercedes-Benz hat auch die Aerodynamik eine herausragende Rolle gespielt. Noch nie zuvor hatte ein Lkw so viele Stunden im Windkanal verbracht wie der neue Actros.

Auch hier bleibt die Entwicklung nicht stehen und Mercedes-Benz tastet sich in aufwändigen Versuchen an die Grenzen des technisch Machbaren heran. Die neu geformte Kante des Bugspoilers für den Actros ist ein Beispiel für Feinarbeit im Detail. Weiteres Potenzial ergibt sich durch eine elektronisch geregelte Lenkhelfpumpe, sowie durch eine neue Lichtmaschine.

Neue Einspritztechnik für den Mercedes-Benz OM 473

Der größte Fahrzeugmotor mit Stern, der Reihensechszylinder Mercedes-Benz OM 473 mit 15,6 l Hubraum, profitiert ebenfalls von den Innovationen der neuesten Triebwerksgeneration. Beim OM 473 steht das weiterentwickelte Einspritzsystem X-Pulse im Mittelpunkt. Auch hier wurde der maximale Rail­druck von 900 auf 1160 bar erhöht. Parallel dazu stieg der maximale Einspritz­druck ebenfalls auf 2700 bar. Die Leistungs- und Drehmomentvarianten des OM 473 blieben ebenso unverändert wie Aufladung und Abgasrückführung. Die Neuerungen sind bereits in das aktuelle Modelljahr eingeflossen.

Kraftstoffverbrauch bis zu sechs Prozent gesenkt durch Maßnahmen an allen Heavy-Duty-Motoren und am Antriebstrang

Entsprechend den unterschiedlichen Schritten fallen die Spareffekte für jeden Motor unterschiedlich aus – sie sind jedoch bei allen Triebwerken deutlich spürbar. Im Actros mit dem kompakten Mercedes-Benz OM 470 sinkt der Kraftstoffverbrauch durch alle Maßnahmen am Motor und Antriebstrang um bis zu fünf Prozent und entlastet damit die Kostenbilanz der Unternehmen.

Mit den bereits im vergangenen Jahr vorgezogenen Änderungen am Motor und den Maßnahmen am Antriebstrang sinkt der Kraftstoffverbrauch beim Actros mit OM 471 um bis zu sechs Prozent. Beim großvolumigen OM 473 steht üblicherweise seine außerordentliche Leistungsfähigkeit im Mittelpunkt. Auch hier sinkt der Verbrauch im Actros merklich um bis zu drei Prozent.

Motor

Einsparung

Actros mit OM 470

bis zu fünf Prozent

Actros mit OM 471

bis zu sechs Prozent

Actros mit OM 473

bis zu drei Prozent

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