Einführungsinformation zum Neuanlauf einer Motorbaureihe

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Einleitung

Beginnend mit der A-Klasse, Typ 177 wird der neue 4-Zylinder-Dieselmotor OM 608 eingeführt. Der OM 608 ist Nachfolger vom Dieselmotor OM 607. Das bewährte Konzept mit einem Hubraum von 1,5 Litern wird weiterentwickelt.

Ein optimierter Geräusch- und Schwingungskomfort wird durch umfangreiche "NVH"-Maßnahmen ("Noise, Vibration, Harness" = Geräusch, Vibration, Rauheit) erreicht.

Die Entwicklungsziele des Motors im Vergleich zum Vorgänger OM 607 sind:

 Leistungssteigerung

 Verbrauchsreduzierung

 Erfüllung der neuen Emissionsgrenzwerte

 Verbessertes "NVH"-Verhalten in Bezug auf Geräusch, Vibration und Rauheit

 Gewichtsreduzierung

Neuerungen im Überblick

 Verbesserter Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie, in den Abgaskrümmer integriert.

 Verstellung der Turbinengeometrie durch ein elektrisches Stellglied

 Neuer Zylinderkopf mit integriertem Saugrohr

 Neuer Ventildeckel mit neuer Kurbelgehäuseentlüftung

 Kurbelgehäuse mit neuer Anbindung für ein Ölfiltermodul

 Einspritzung mit 2000 bar

 Stahlkolben, der zweite Kolbenring erhält eine Chrombeschichtung.

 Kompaktes motornahes Abgasnachbehandlungssystem mit AdBlue® Dosierung und SCR-Katalysator

 Variable Ölpumpe

 Ladeluftkühler (kühlmitteldurchflossen, motorseitig)

Kurbelgehäuse

Das Kurbelgehäuse des OM 608 besteht aus Grauguss. Das Gewicht des Kurbelgehäuses konnte bei gleichzeitiger Erhöhung der Steifigkeit reduziert werden.

Um die Gesamtreibung des Motors noch weiter zu reduzieren, kommt zudem ein niederviskoses Motoröl zum Einsatz.

Kurbeltrieb

Die Kurbelwelle ist geschmiedet und verfügt über vier Gegengewichte, deren Anordnung und Form für eine geringe Durchbiegung der Kurbelwelle und geringe Bauhöhe sorgt.

Ein neuer Stahlkolben wird verwendet. Der zweite Kolbenring erhält eine Chrombeschichtung

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Zylinderkopf/Ventiltrieb

Der Zylinderkopf besteht aus einer Aluminium-Legierung. Eine oben liegende Nockenwelle, angetrieben über einen Zahnriemen, betätigt jeweils ein Einlass- und ein Auslassventil pro Zylinder. Der Zylinderkopf wurde für die neue Motorengeneration komplett neu konstruiert:

 Integrierter Ladeluftverteiler

 Reduzierung der bewegten Massenteile des Ventilsteuerungstriebs (Ventiltassen, Ventile)

 Die Höhe des Zylinderkopfs wurde auf 117,75 mm reduziert.

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Ölkreislauf und Entlüftung

Es wird eine geregelte Ölpumpe verwendet, ein Druckregelventil schaltet auf Basis von bedarfs- und temperaturabhängigen Kennfeldern den Öldruck bedarfsgerecht. Diese Auslegung ermöglicht einen geringeren Energieeinsatz für die Ölversorgung und wirkt sich verbrauchsreduzierend aus.

Neu ist das Ölfiltermodul mit Motorölkühler.

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Geräusch, Vibration, Rauheit

Der OM 608 erhält eine Ölwannenabdeckung aus Polyurethan-Schaum ("PU"-Schaum). Des Weiteren werden die Injektoren mit einer Schachtabdichtung gekapselt und der Motor mit einem Design-Cover mit innen liegendem PET-Vlies geräuschseitig abgeschirmt.

Durch die Optimierung der Einspritzparameter konnte das Verbrennungsgeräusch weiter optimiert werden. Insbesondere die doppelten Voreinspritzungen, die in einem großen Betriebsbereich eingesetzt werden, leisten einen Beitrag zur weiteren Verbesserung.

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Einspritzung

Es kommt ein Common-Rail-Einspritzsystem zum Einsatz. Dieses ermöglicht eine exakte Steuerung der Verbrennung durch bis zu sechs Einspritzungen pro Arbeitsspiel. Um den gestiegenen Anforderungen im Hinblick auf Leistung und Emissionen gerecht zu werden, wurde der maximale Einspritzdruck auf 2000 bar gesteigert. Zusätzlich werden Düsen mit acht Spritzlöchern verwendet.

Zur Optimierung des Verbrennungsgeräuschs wird in großen Kennfeldbereichen eine doppelte Voreinspritzung verwendet. Eine angelagerte Nacheinspritzung wird zur Emissionsoptimierung eingesetzt. Während der Regeneration des Dieselpartikelfilters erfolgen mehrere getaktete Nacheinspritzungen.

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Ladungswechsel und Aufladung

Der OM 608 ist mit einem Abgasturbolader ausgerüstet, der über eine verstellbare Turbinengeometrie ("VTG") verfügt. Er besitzt ebenfalls ein Turbinen- und ein Verdichterrad, die auf einer Welle miteinander verbunden sind.

Der Unterschied zum herkömmlichen Abgasturbolader besteht darin, dass der "VTG"-Lader auf der Eingangsseite verstellbare Leitschaufeln besitzt. Die Leitschaufeln sind mit ihren Wellen auf einem Trägerring befestigt. Auf der Rückseite des Trägerrings haben die Wellen der Leitschaufeln einen Führungsbolzen, der in einen Verstellring greift. Alle Leitschaufeln werden gleichzeitig über den Verstellring verdreht. Der Verstellring wird von einem Stellmotor bewegt.

Die Verstellung bewirkt, dass das Turbinenrad immer optimal durch das Abgas angeströmt wird, auch wenn unterschiedliche Abgasmengen zur Verfügung stehen. Mit zunehmender Abgasmenge werden die Leitschaufeln steiler gestellt. Der Querschnitt vergrößert sich, die Anströmung des Turbinenrads bleibt aber optimal und der Ladedruck sowie die Turbinenleistung bleiben annähernd konstant.

Bei kleiner Abgasmenge werden die Leitschaufeln auf eine flache Position gestellt, dadurch ergibt sich für die Abgase ein geringerer Querschnitt in den Schaufeln. Damit in derselben Zeit trotzdem die gleiche Abgasmenge durch die Leitschaufeln strömen kann, müssen die wenigen Abgase schneller strömen.

Das führt zur schnelleren Anströmung und damit schnelleren Drehung des Turbinenrads, wodurch auf der anderen Seite mehr Frischluft gefördert und ein höherer Ladedruck erreicht wird. Das geschieht also beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen und Volllast, wenn ein schneller Ladedruckaufbau benötigt wird.

Da der "VTG"-Lader elektrisch gesteuert wird, muss er ständig geregelt werden - im Gegensatz zu Wastegateladern, die sich mit eigenem Überdruck steuern. Die steilste Stellung der Leitschaufeln und somit der größtmögliche Eintrittsquerschnitt ist gleichzeitig die Notlaufstellung des "VTG"-Laders bei Ausfall der Regelung. Diese Stellung ermöglicht meist einen vernachlässigbaren Ladedruck und verhindert so eine unkontrolliert zu starke Aufladung des Motors.

Die Einleitung von Abgas in die Brennluft ("Niederdruck-Abgasrückführung") vor den Saugstutzen des Verdichters erfordert besondere Maßnahmen am Verdichterrad und Verdichterradgehäuse. Die Bauteile sind mit einer speziellen Beschichtung versehen. Die Beschichtung bietet einen wirkungsvollen Schutz gegen den Angriff von Partikeln.

Die Ladeluft wird durch einen motorfesten, kühlmitteldurchflossenen Ladeluftkühler gekühlt.

Das kompakte Design des Turbinenradgehäuses bewirkt geringe Wärme- und Strömungsverluste in der Abgasströmung, sodass günstige Voraussetzungen für einen hohen Aufladegrad und eine gute Abgaskonversion bestehen. Der Krümmer wurde an das Turbolader-Turbinengehäuse angegossen.

Die Verstellung der besonders strömungsgünstig geformten Leitschaufeln mit "S-Profil“ erfolgt durch ein elektrisches Stellglied. Die elektrische Verstellung der Turbinengeometrie und die kompakte Anordnung durch Integration des Turbinenradgehäuses in den Abgaskrümmer leisten einen wichtigen Beitrag zu einem spontanen Ansprechverhalten des Abgasturboladers.

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Abgasnachbehandlung

Zur sicheren Einhaltung der gesetzlich geforderten Emissionsgrenzwerte werden die trotz optimierter Verbrennung gebildeten Schadstoffe in einem kombinierten Abgasnachbehandlungssystem umgewandelt. Dieses System ist motornah angeordnet und umfasst folgende Komponenten:

 Oxidationskatalysator, zur Umwandlung der Schadstoffe Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid (CO)

 Dieselpartikelfilter (DPF), zur Filterung der Rußpartikel im Abgas

 Abgasnachbehandlungssystem mit SCR-Katalysatoren, zur Umwandlung der NOx-Emissionen (Stickoxid-Emissionen)

In regelmäßigen Intervallen wird der Dieselpartikelfilter durch entsprechende innermotorische Maßnahmen auf hohe Temperaturen geheizt, sodass der gesammelte Ruß unschädlich abbrennt und das Filtervermögen des Dieselpartikelfilters dauerhaft sichergestellt wird.

Abgasnachbehandlungssystem zur Umwandlung der NOx-Emissionen: Hierbei wird AdBlue® durch ein Dosiersystem in das Abgas eingespritzt. Dort wird es durch eine kompakte Mischvorrichtung mit dem Abgas vermischt und in Ammoniak umgewandelt. Dieser dient in den nachfolgenden SCR-Katalysatoren als Reaktionspartner und wandelt die Stickoxide (NOx) in ungefährlichen Stickstoff um.

Einer der beiden SCR-Katalysatoren ist in Form einer katalytischen Beschichtung in dem porösen Keramikkörper des Dieselpartikelfilters integriert. Ein weiterer SCR-Katalysator ist im gleichen Gehäuse hinter dem Dieselpartikelfilter angeordnet.

Die Funktion des Abgasnachbehandlungssystems wurde sorgfältig auf die unterschiedlichsten Betriebszustände des Motors abgestimmt und sorgt in Verbindung mit der optimierten motorischen Verbrennung dafür, dass die strengen Grenzwerte der europäischen Emissionsgesetzgebung eingehalten werden. Insbesondere wurde das System im Hinblick auf die neuen Anforderungen der "Real Driving Emissions" ("RDE") weiterentwickelt und optimiert.

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Abgasrückführung (AGR)

Zur weiteren Verringerung der Emissionen werden beim OM 608 zwei unterschiedliche Arten der Abgasrückführung eingesetzt. Je nach Betriebszustand des Motors werden Teile des Abgasstroms entweder durch die Hochdruck-Abgasrückführung in das Saugrohr zurückgeführt oder es erfolgt eine gekühlte Niederdruck-Abgasrückführung, bei der das Abgas vor den Verdichter zurückgeführt wird.

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Thermomanagement

Im OM 608 kommt ein 3-Wege-Thermostat zum Einsatz. Hierdurch wird eine schnellere Aufheizung des Kühlmittels erzielt mit folgenden Vorteilen:

 Schnelleres Erreichen der optimalen Betriebstemperatur

 Reduzierung der Abgasemissionen

 Kraftstoffersparnis

 Schnelles Aufheizen des Fahrzeuginnenraums

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Wartung

Die aktuelle Mercedes­Benz Wartungsstrategie gilt auch für den OM 608, länderspezifische Abweichungen sind möglich:

 Europa:

Fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall "alle 25.000 km/12 Monate".

 Service A und B immer im Wechsel

Zusatzarbeiten erfolgen in diesen Intervallen:

 Luftfiltereinsatz erneuern: alle 75.000 km/3 Jahre

 Kraftstofffilter erneuern: alle 75.000 km/3 Jahre

 Zahnriemen erneuern: alle 200.000 km/10 Jahre

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