Übersicht Neuerungen/Änderungen Einführung neuer Reihenmotor M 256

Motor 256 - der 6­Zylinder-Otto-Reihenmotor (M 256) mit 48­Volt-Elektrifizierung

Der M 256 stellt als Ottomotor den Anfang der neuen Reihen-Motorenfamilie von Mercedes­Benz dar und löst damit seinen erfolgreichen Vorgänger ab, den V6-Motor 276.

Durch eine von Beginn an bei der Auslegung des Motors mitberücksichtigte 48-Volt-Elektrifizierung und eine Reihe weiterer innovativer Maßnahmen ist es möglich, trotz ambitionierter Performanceziele erhebliche Verbrauchseinsparungen zu erreichen.

Der riemenlose Motor mit integriertem Startergenerator (ISG) zeigt ein hervorragendes Ansprechverhalten über den gesamten Drehzahlbereich. Durch den Einsatz des elektrischen Zusatzkompressors, des leistungsfähigen Abgasturboladers sowie der Möglichkeit des Boost-Effekts des integrierten Startergenerators wird dieses erreicht.

Neben dem Einsatz der 48-Volt-Komponenten umfasst das Technologieportfolio des innovativen Antriebs weitere Bausteine wie einen variabel geregelten Ölkreislauf, ein intelligentes Wärmemanagement, einen Ottopartikelfilter und Maßnahmen der Reibungsminderung.

Im Ergebnis kann mit einer Kohlendioxid (CO2) -Absenkung von nahezu 20 % bei einer Leistungssteigerung um mehr als 15 % gegenüber dem Vorgänger, dem V6-Motor 276, ein 6-Zylinder-Motor dargestellt werden, der sich verbrauchsseitig in Vierzylinderregionen bewegt und sich bzgl. Leistung mit 8-Zylinder-Motoren messen kann.

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Kurzbeschreibung

Neuerungen:

 Geschränkter Motor (d. h., die Zylinderbohrungen sind gegenüber der Kurbelwellenachse zur kalten Seite hin versetzt)

 Reibungsoptimierter Motor

 Steuertrieb auf der Getriebeseite

 Kurbelgehäuse sowie der Zylinderkopf aus Aluminium - dieser ist mit Zirkon legiert, das leitet die Hitze noch effizienter ab.

 Zylinderlaufflächen in NANOSLIDE® Technologie ausgekleidet (Eisen-Kohlenstoff)

 Auslegung auf einen Brennraumspitzendruck von 120 bar mit ausreichenden Reserven für weitere Leistungssteigerungen über der Laufzeit

 Motorträger aus Kunststoff

 Motornah verbaute zukunftsfähige modulare Abgasanlage

 Integrierter Startergenerator (ISG)

 Elektrischer Zusatzkompressor

 Riemenloser Motor

 Elektrische Kühlmittelpumpe

 Elektrischer Kältemittelkompressor

Bewährtes:

 Vier Ventile pro Zylinder

 CAMTRONIC auf der Einlassseite

 Zwei Nockenwellensteller für Ein- und Auslassseite sorgen für einen optimierten Verlauf des Motordrehmoments und ein verbessertes Abgasverhalten

 Geräuscharmes Kettentriebsystem mit Zahnkette

 Kompakte Flügelzellen-Ölpumpe mit bedarfsgerechter Mengenregelung

 Benzin-Direkteinspritzung der 3. Generation mit 200 bar Kraftstoffdruck, Piezo-Injektoren und strahlgeführter Mehrfacheinspritzung

 Multifunken-Zündanlage für optimale Zündung und Verbrennung (Mehrfunkenzündung)

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Rumpfmotor

Auslegungskriterium für viele wesentliche Technologiebausteine des Rumpfmotors ist die CO2-Effizienz. Im Zentrum steht damit die Reibungsreduzierung, eine weitere Optimierung des Ölkreislaufs durch ein "SplitOiling-Konzept", Verbrennungsoptimierungen und der Einsatz einer CAMTRONIC mit frühem Einlassschluss.

Reibungsoptimierung

Mit dem Ziel, die Verluste durch Reibung beweglicher Teile im Motor weiter zu verringern, wurden zahlreiche Detailmaßnahmen umgesetzt. Dazu gehören:

 Reihenmotor mit 12 mm Schränkung

 Wegfall des Riementriebs durch konsequente Elektrifizierung aller Nebenaggregate, durch Einsatz des ISG

 Reibungsarmer, kurzer Kettentrieb

 Kurbelwellenlagerung mit Pleuelölversorgung für jeweils zwei Hubzapfen aus einer sichelförmigen Versorgungsnut im Grundlager

 Kolben mit optimierten Kolbenringen

 Zylinderbeschichtung durch NANOSLIDE® Technologie der neuesten Generation

 Ölkreisoptimierung durch druckgeregeltes Zweikreissystem und Öldurchsatzreduzierung

 Einsatz von niedrig viskosem Öl

Kurbelgehäuse und Kurbeltrieb

Das Kurbelgehäuse ist im Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt. Die Kolbenlaufbahn wird mit dem von Mercedes­Benz patentierten Lichtbogendrahtspritzverfahren bearbeitet.

Die hausintern entwickelte NANOSLIDE® Technologie reduziert deutlich die Reibverluste gegenüber Graugussbuchsen.

Hierbei wird im Lichtbogendrahtspritzverfahren eine Eisenschicht auf das vorbearbeitete Kurbelgehäuse gespritzt. Die anschließende Feinbearbeitung erzeugt eine spiegelglatte, reibungsoptimierte Laufbahn, die sehr verschleißfest ist und so dünn ist, dass ein optimaler Wärmetransport zum Kühlmittelmantel sichergestellt ist.

Kurbelwelle und Pleuel bestehen aus geschmiedetem Stahl.

Durch die gestiegene spezifische Leistung nehmen die thermischen und mechanischen Belastungen auf den Kolbenboden zu. Um diese Belastungen zu reduzieren und die Temperatur des Kolbenbodens zu verringern, erhalten die Kolben Kühlkanäle. Die durch die Kolbenkühlung erzielte Kolbenbodentemperatur begünstigt eine stabile Verbrennung und senkt die innermotorischen Emissionen. Die Kolbenkühlung ist in das Thermomanagement des Ölkreislaufs integriert.

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Ölkreislauf - "SplitOiling-Konzept"

Ein wichtiges Entwicklungsziel des Ölkreislaufs ist eine hohe Verstellperformance der Nockenwellen. Dies dient vor allem der Verminderung der Emissionen und der Umsetzung hoher Fahrdynamikansprüche.

Ziel ist es daher, den hydraulischen Nockenwellensteller mit dem nötigen Öldruckniveau so zu versorgen, dass eine Verstellung mit der erforderlichen Geschwindigkeit bereits ab Leerlaufdrehzahl möglich ist.

Bei einem 6-Zylinder-Reihenmotor entstehen hierbei aufgrund der im Hauptbetriebsbereich hemmenden mittleren Nockenwellen-Lastmomente hohe Anforderungen an das Öldruckniveau.

Hier kommt erstmals das so genannte "SplitOiling-Konzept" zum Einsatz. Dabei handelt es sich um einen Ölkreislauf, der permanent einen hydraulisch fest geregelten Hochdruck für den Nockenwellensteller und einen kennfeldgeregelten Niederdruck für die restlichen Schmierstellen mit nur einer volumenstromvariablen Flügelzellenölpumpe zur Verfügung stellt.

Die Hardware des Managementsystem für den Niederdruck ist Platz sparend in das Ölfiltermodul integriert. Hier wird über ein Magnetventil ein Vorsteuerkolben angesteuert, welcher den notwendigen Querschnitt zwischen Hochdruck und Niederdruck frei gibt. Ein Druck- und Temperatursensor in der Hauptölgalerie schließt den Regelkreis.

Das neue System stellt auch bezüglich der Regelungssoftware eine Herausforderung dar. Diese wurde grundlegend an das "SplitOiling-Konzept" angepasst und mit weiteren Features zu einem Teil des intelligenten Thermomanagements ausgeweitet. Hierzu gehört unter anderem die bedarfsgerechte Kolbenkühlung, die ohne zusätzliche Kanäle und elektrische Stellglieder realisiert wird.

Die angepasste Verbraucherversorgung auf der Niederdruckseite sorgt für einen geringstmöglichen Öldurchsatz und ist gleichzeitig Teil des Thermomanagements. Im Warmlauf können so die Partikelemissionen signifikant reduziert werden.

Durch den schnellen Öldruckaufbau bei Motorstart, ein bereits ab Leerlaufdrehzahl verfügbares Hochdruckniveau und die frühe Verstellbereitschaft der Nockenwellensteller wird der gewünschte Beitrag bzgl. Agilität, Emission und Verbrauch erreicht.

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Zylinderkopf und Verbrennung

Die hohe Literleistung von 106,7 kW/Liter bei kompakter Bauweise (Zylinderabstand 90 mm, Bohrung 83 mm Durchmesser) führt zu einer hohen Wärmebelastung im Zylinderkopf.

Zur Optimierung des Wärmehaushalts wird ein integrierter Ladeluftkühler eingesetzt, der trotz des hohen Aufladegrads eine sehr gute Kühlung der komprimierten Luft erreicht. Darüber hinaus besticht der Ladeluftkühler mit sehr guter Gleichverteilung bei maximal 5 K Differenz über die einzelnen Zylinder.

Auch durch den Verbau spezieller Auslassventile konnte die Wärmebelastung verringert werden. Erstmals werden natriumgefüllte Auslassventile als Hohltellerventile eingesetzt, die sich durch eine deutlich verbesserte Wärmeabfuhr gegenüber den bisherigen hohl gebohrten Ventilen mit Natriumfüllung im Schaft auszeichnen. Weiterhin konnte durch kleinere Auslassventile und eine Zündkerze mit hoher Wärmeleitfähigkeit und kleinerem Durchmesser (Gewinde M10) die Kühlung im Kopf gesteigert und somit die Klopfneigung vermindert werden.

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Ventiltrieb und CAMTRONIC

Zur Darstellung verbrauchsgünstiger Steuerzeiten wurde der Verstellbereich der Einlassnockenwelle auf 70° Kurbelwinkel (KW) vergrößert.

Außerdem kommt im M 256 die Mercedes­Benz CAMTRONIC zum Einsatz - eine variable Motorsteuerung, die eine zweistufige Hubumschaltung auf der Einlassseite möglich macht.

Die Kombination aus CAMTRONIC und variablem Nockenwellensteller mit großem Verstellbereich ermöglicht sowohl auf großem Ventilhub über eine Atkinson-Steuerzeitenstrategie als auch auf kleinem Ventilhub eine deutliche Reduzierung der Ladungswechselverluste im niederen Lastbereich.

Der Betrieb auf kleinem Ventilhub erfordert verbrennungsstabilisierende Maßnahmen. Um den erschwerten Entflammungsbedingungen durch die deutlich verringerte Ladungsbewegung und den geringeren Gemischtemperaturen zum Zündzeitpunkt Rechnung zu tragen, wird der Kraftstoff über mehrere Teileinspritzungen in den Brennraum eingebracht und die Entflammung bei Bedarf durch Mehrfunkenzündung unterstützt.

Zur weiteren Stabilisierung der Verbrennung über gesteigerte Ladungsbewegung wurde außerdem ein asymmetrisches Nockenprofil gestaltet. Der so entstehende Drall überlagert sich mit dem verbleibenden in Bewegung stehenden Kraftstoff-Luft-Gemisch und sorgt für einen stabileren Motorlauf bei niedrigsten Lasten.

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Funktionsablauf Ventilhubumschaltung CAMTRONIC

Mit der Ventilhubumschaltung CAMTRONIC erfolgt an der Einlassnockenwelle eine kennfeldgesteuerte Umschaltung zwischen einem kleinen und einem großen Nockenhub der Einlassventile.

Wesentliche Eingangsgrößen sind Motordrehzahl, -last und -temperatur. Im Teillastbereich werden die Einlassventile mit dem kleinen Nockenhub betätigt. Dadurch öffnen diese nicht so weit und schließen früher. Die kurze Öffnungsdauer in Verbindung mit einer weiter geöffneten Drosselklappe führt zur Entdrosselung im Teillastbereich, der geringere Ventilhub senkt die Reibleistung. Beides führt zu einer Kraftstoffeinsparung. Die Umschaltung ist abhängig von der Lastanforderung des Fahrers.

Die Umschaltung erfolgt durch folgende Bauteile:

 Stellglied CAMTRONIC Einlass Zylinder 1 und 2

 Stellglied CAMTRONIC Einlass Zylinder 3 und 4

 Stellglied CAMTRONIC Einlass Zylinder 5 und 6

Die Stellglieder werden vom Steuergerät ME mit einem pulsweitenmodulierten Signal angesteuert.

Die Einlassnockenwelle besteht aus folgenden Bauteilen: Auf die Trägerwelle sind 6 zerspanend hergestellte Nockenstücke verbaut. Jedes Nockenstück steuert die Einlassventile eines Zylinders. Die Stellglieder CAMTRONIC betätigen jeweils 2 Nockenstücke gleichzeitig.

Die Nocken selbst verfügen pro Ventil in Form eines Doppelnockens über zwei Hubkurven. Ist die steilere Hubkurve aktiviert, wird der Ventilhub vergrößert und die Ventile bleiben länger geöffnet. Wird auf die flachere Hubkurve umgeschaltet, ist der Ventilhub verkürzt und die Ventile schließen eher.

Steigt die Drehzahl des Motors oder wird die Lastanforderung erhöht, werden die Nockenstücke auf der Einlassnockenwelle auf den großen Nockenhub umgeschaltet.

Dazu wird eine Spule im entsprechenden Stellglied bestromt und ein Stößel fährt in eine entsprechende Kurvenbahn auf dem Nockenstück. Durch die Drehung der Nockenwelle und die Formgebung der Kurvenbahn werden die Nockenstücke axial verschoben und der größere Nocken wirkt auf die Einlassventile. Anschließend bewirkt eine Steigung in der Kurvenbahn, dass der Stößel wieder in die Ausgangsposition gebracht wird.

Zum Rückstellen der Nockenwelle auf den kleinen Hub fährt ein zweiter Stößel in die benachbarte Kurvenbahn und die Rückstellung erfolgt sinngemäß.

Die Positionsbestimmung der Stößel erfolgt über einen integrierten Hallsensor im Stellglied.

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Integrierter Startergenerator

Mit dem M 256 gelingt Mercedes­Benz der Einstieg in ein 48-V-Bordnetz. Als Energiespeicher dient eine 48-V-Lithium-Ionen-Batterie mit einem Energieinhalt von knapp 1 kWh. Die Batterie konnte sehr kompakt integriert und mit einer bedarfsgesteuerten Kühl- und Heizungsanlage kombiniert werden.

Der integrierte Startergenerator wird in der so genannten "P1-Konfiguration" fest mit der Kurbelwelle verschraubt und ist zwischen Motor und dem Automatikgetriebe 9G-TRONIC angeordnet. Die Leistungselektronik befindet sich im Bauraum des nicht mehr notwendigen Ritzelstarters.

Die Aufgabe des Integrierten Startergenerators ist der Energieaustausch zwischen der Antriebswelle und dem 48-V-Bordnetz. Er wird dabei auf unterschiedliche Weise betrieben.

Im Motorbetrieb kann er sowohl den stehenden Verbrennungsmotor starten (Starter) als auch die rotierende Antriebswelle beschleunigen, indem er ein Motordrehmoment liefert.

Im Generatorbetrieb kann er elektrische Energie erzeugen (Generator) und übernimmt die Versorgung des 48-V-Bordnetzes sowie die Ladung der 48-V-Bordnetzbatterie (G1/3).

Wegen der integrierten Bauweise wird das Drehmoment ohne zwischengeschaltete Übertragungselemente zwischen dem integrierten Startergenerator und der Kurbelwelle übertragen.

Das Steuergerät Startergenerator stellt die elektrische Verbindung zwischen dem Drehstromsystem des integrierten Startergenerators und dem Gleichstromsystem des 48-V-Bordnetzes her.

Im integrierten Startergenerator befinden sich eine Drehstromwicklung mit Permanenterregung, ein Resolver zur Erfassung der Winkellage und zwei Temperatursensoren.

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Aufladung

Die Zielsetzung des neu entwickelten Aufladekonzepts ist, bestes Ansprechverhalten bei gleichzeitig hohen Motorleistungen zu erreichen. Die anspruchsvolle Bauraumsituation durch die im Motorraum liegenden Abgasreinigungskomponenten, gepaart mit dem Wunsch nach einem hohen Verblockungsgrad bei den Komponenten der Motorfamilie, gaben den Ausschlag für ein Einzel-Turbo-Konzept.

Um beim 320 kW-leistungsgesteigerten Motor trotz des naturgemäß größeren Abgasturboladers im unteren Drehzahlbereich ein beeindruckendes Ansprechverhalten sicherzustellen, kommt hier ein elektrischer Zusatzkompressor zum Einsatz, der in das 48-V-Bordnetz integriert ist.

Bei dem im M 256 verwendeten Abgasturbolader handelt es sich um einen "Twinscroll" Abgasturbolader mit luftspaltisoliertem Abgaskrümmer inkl. Flutentrennung der Zylinder 1 bis 3 und 4 bis 6. Die hohe Fertigungstiefe ermöglicht für das Turbinenradgehäuse den Einsatz eines besonders hochwertigen Low-Nickel-Stahls in Kombination mit einem speziellen Niederdruck-Gießverfahren.

Besonderer Wert wurde auf die gegendruckoptimierte Gasführung, die Auslegung der Trennstelle von Turbinenradgehäuse zu Krümmer und die Dichtheit der Schiebesitze zueinander gelegt. Durch diese Auslegung werden Ladungswechselverluste deutlich minimiert und es ergibt sich bereits bei kleinsten Abgasmassenströmen ein sehr gutes Ansprechverhalten des Abgasturbolader.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Verbindung von geringen internen Leckageraten und dem Luftspaltisolierungskonzept des Krümmers. Hierdurch wird eine deutlich reduzierte Oberflächentemperatur des Abgaskrümmers und somit eine Entspannung der thermischen Situation auf der "heißen Seite" des Motors erreicht - vor allem bei hochdynamischen Fahrten sowie in Nachheizphasen.

Zum schnellen Erreichen der für die Abgasreinigung im Katalysator notwendigen Temperatur wurden das elektrisch geregelte Wastegate und dessen Abströmung simulativ auf bestmögliche Gleichverteilung optimiert.

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Aufladung Funktionsablauf

Der Funktionsablauf ist in folgenden Teilfunktionen gegliedert:

 Funktionsablauf Ladedruckregelung

 Funktionsablauf Schubumluft

 Funktionsablauf elektrische Zusatzaufladung

Funktionsablauf Ladedruckregelung

Die Ladedruckregelung erfolgt über das Stellglied Ladedruckregelklappe (M16/7). Das Stellglied wird kennfeld- und lastabhängig vom Steuergerät ME zur Ladedruckregelung angesteuert. Dazu wertet das Steuergerät ME die Signale folgender Sensoren und Funktionen des Motormanagements aus:

 Druck- und Temperatursensor Ladeluft (B4/32), Ladedruck und Ladelufttemperatur

 Druck- und Temperatursensor vor Drosselklappe (B28/26), Ladedruck und Ladelufttemperatur

 Druck- und Temperatursensor nach Abgasturbolader (B28/17), Ladedruck und Ladelufttemperatur

 Drucksensor nach Luftfilter (B28/11), Ansaugdruck

 Fahrpedalsensor (B37), Lastanforderung vom Fahrer

 Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

 Klopfregelung, Getriebeüberlastschutz, Überhitzungsschutz

Im Volllastbetrieb wird maximaler Ladedruck aufgebaut.

Zur Verringerung des Ladedrucks wird der Abgasstrom für den Antrieb des Turbinenrads, durch das Öffnen der Ladedruckregelklappe, über einen Bypass umgeleitet.

Das Stellglied Ladedruckregelklappe betätigt über ein Gestänge die Ladedruckregelklappe, die den Bypass verschließt. Durch den Bypass wird ein Teil des Abgasstroms am Turbinenrad vorbei gelenkt, wodurch der Ladedruck geregelt und die Turbinendrehzahl begrenzt wird. Damit kann der Ladedruck an die momentane Lastanforderung des Motors angepasst werden.

Zur Überwachung der aktuellen Druck- und Temperaturverhältnisse in der Ladeluftstrecke vom Abgasturbolader bis zum Ladeluftverteiler wertet das Steuergerät ME die Signale der Druck- und Temperatursensoren aus und passt den Ladedruck an die motorischen Anforderungen an.

Funktionsablauf Schubumluft

Der Abgasturbolader dreht durch die Massenträgheit von Welle, Verdichter- und Turbinenrad nach Schubbeginn etwas nach. Beim schnellen Schließen der Drosselklappe läuft darum eine Ladedruckwelle zurück zum Verdichterrad. Diese Ladedruckwelle würde dort einen Zustand mit niedrigem Fördervolumen und hohen Druckverhältnissen verursachen, was zum Laderpumpen führt (kurzer Heulton und mechanische Beanspruchung). Das Öffnen des Umschaltventils Schubumluft verhindert dies durch den schnellen Druckabbau über einen Bypass in die Ansaugseite des Abgasturboladers.

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Im Lastbetrieb des Motors wird der Bypass durch eine mit Ladedruck beaufschlagte Membran geschlossen gehalten.

Ist der Motor abgestellt, wird die Membran über eine integrierte Feder im Umschaltventil Schubumluft in den Dichtsitz gedrückt. Erkennt das Steuergerät ME über die Istwert-Potenziometer (M16/6r1, M16/6r2) das Schließen der Drosselklappe und somit den Schubbetrieb, wird das Umschaltventil Schubumluft angesteuert. Dabei wird die Membran gegen die Federkraft und den Ladedruck aufgezogen und öffnet den Bypass zur Ansaugseite. Der überschüssige Ladedruck wird dadurch abgebaut.

Wechselt der Motor vom Schubbetrieb in den Lastbetrieb, wird das Umschaltventil Schubumluft nicht länger angesteuert. Die Feder drückt die Membran in Richtung des Dichtsitzes. Dort wird die Membran vom vorherrschenden Ladedruck in den Dichtsitz gezogen und verschließt somit wieder den Bypass.

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Funktionsablauf elektrische Zusatzaufladung

Der Ladedruck ist direkt abhängig von der Drehzahl des Abgasturboladers, welcher vom Abgasstrom angetrieben wird. Daher ist der erzeugbare Ladedruck des Abgasturboladers im unteren Drehzahlbereich eher gering und steigt erst mit zunehmender Drehzahl des Motors. Bei rascher und hoher Leistungsabfrage durch den Fahrer dauert es eine gewisse Zeit, bis maximaler Ladedruck aufgebaut werden kann, sodass die volle Leistung des Motors zur Verfügung steht. Dieses Verhalten bei aufgeladenen Motoren wird "Turboloch" genannt.

Um dem Turboloch entgegenzuwirken und um über das ganze Drehzahlspektrum hinweg gleichmäßig hohen Ladedruck zur Verfügung zu haben, wird ein Teil des Ladedrucks im unteren Drehzahlbereich durch den elektrischen Zusatzkompressor (M60/1) erzeugt. Der so bereitgestellte Ladedruck kann bis zu 450 mbar betragen.

Das Motormanagement errechnet abhängig von Lastanforderung, Betriebszustand des Motors und Umgebungsbedingungen den Soll-Ladedruck zu jeder Motordrehzahl. Da der Abgasturbolader im niedrigen Drehzahlbereich nicht den Soll-Ladedruck aufbauen kann, wird die Druckdifferenz zwischen Ist-Ladedruck und Soll-Ladedruck durch Ansteuerung des elektrischen Zusatzkompressors ausgeglichen. Dazu berechnet das Motormanagement die dem benötigten Ladedruck zugemessene Drehzahl des Zusatzkompressors.

Der Zusatzkompressor wird in einem Drehzahlspektrum bis 3000/min über einen internen CAN-Bus vom Steuergerät ME angesteuert.

Der eingesetzte kühlmittelgekühlte, elektrische Zusatzkompressor sorgt mit einer Leistung von über 5 kW für einen noch spontaneren Ladedruckaufbau. Er wird auf der kalten Seite des Motors, kurz vor Eintritt in den Ladeluftkühler positioniert und erreicht innerhalb von 300 ms eine Drehzahl von bis zu 70.000/min und ein Druckverhältnis von maximal 1,45.

Während der Ansteuerung des Zusatzkompressors werden zur Überwachung des Ladedrucks die Signale des Druck- und Temperatursensors nach Drosselklappe erfasst. Läuft der Abgasturbolader allein, erfolgt die Druckmessung über den Druck- und Temperatursensor nach Abgasturbolader.

Der elektrische Zusatzkompressor ist auf der linken Motorseite hinter dem Ladeluftkühler zwischen Abgasturbolader und Drosselklappe angeordnet.

Auftretende Störungen werden an das Steuergerät ME gesendet und dort als Fehler abgelegt. Über XENTRY Diagnostics kann manuell eine Solldrehzahlvorgabe eingegeben werden.

Abgasreinigung

Als Mitglied der neuen Motorenfamilie wurde auch beim M 256 das Konzept einer motornahen Verblockung des notwendigen Katalysatorvolumens verfolgt, um damit eine schnellstmögliche Aufheizung nach dem Kaltstart zu ermöglichen. Weiterhin ist der M 256 mit einem modernen Ottopartikelfilter (OPF) ausgestattet.

Die verwendete katalytische Beschichtung wurde neu entwickelt und ist ebenfalls Gegendruck optimiert. Die Lambdaregelung erfolgt über eine lineare Lambdasonde vor Katalysator und eine Sprung-Sonde zwischen den beiden Katalysatoren.

Die gesamte Katalysatorbox ist vollständig isoliert und als Modulbaukasten so ausgeführt, dass mit entsprechenden Erweiterungen weltweite Emissionsvorschriften erfüllt werden. Der in der ersten Ausbaustufe im Unterboden platzierte Ottopartikelfilter (OPF) bietet heute eine effektive Möglichkeit, die Partikelanzahl deutlich zu reduzieren. Die Funktionsweise der OPF-Technologie basiert auf dem Konzept des Dieselpartikelfilters. Neben einem ausreichend hohen Partikelabscheidungsgrad ist eine möglichst niedrige Abgasgegendruckerhöhung durch den OPF ein entscheidendes Merkmal für die Anwendung im Fahrzeug.

Das OPF-Volumen selbst wurde so gewählt, dass einerseits eine optimale Filtrationseffizienz gewährleistet und andererseits genügend Volumen für die Ölaschedeposition im OPF mit zunehmender Laufleistung vorhanden ist. In Summe bietet das modular aufgebaute Konzept ein leistungsfähiges, gegendruckoptimiertes Abgasreinigungssystem, das die Emission auch unter realen Fahrbedingungen (Emission der hohen Leistungsdichte) des neuen M 256 gerecht wird.

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Abgasanlage

Die Hauptaufgaben der Abgasanlage sind:

 Reinigung der Verbrennungsgase

 Ableiten der Verbrennungsabgase aus dem Fahrzeug

 Dämpfung der Druckstöße, die bei der explosionsartigen Verbrennung in den Brennräumen entstehen.

 Reduzierung der Schallemissionen

Die Auslegung der Abgasanlage hat einen deutlichen Einfluss auf das zur Verfügung stehende Drehmoment im nutzbaren Drehzahlbereich des Motors.

Die Abgasanlage ist passiv am Ladungswechsel beteiligt, die Form der Anlage beeinflusst die in ihm stattfindenden Schwingungen der Abgase. Diese Schwingungen unterstützen das Ausströmen der Verbrennungsgase aus dem Brennraum bei geöffnetem Auslassventil.

Mit variablen Steuerzeiten und einer klappengesteuerten Abgasanlage wird so das beste Ergebnis erzielt.

Die Stellmotoren Abgasklappe betätigen zur Geräuschoptimierung der Abgasanlage die Abgasklappen im jeweiligen Abgasendrohr.

Die Stellmotoren Abgasklappe werden vom Steuergerät Antriebsstrang (N127) kennfeldabhängig angesteuert.

Dabei können die Abgasklappen voll geschlossen oder geöffnet sein oder sie sind stufenlos in eine je nach Kennfeld hinterlegte Zwischenposition eingestellt.

Die Stellmotoren Abgasklappe sind diagnosefähig und geben bei Nichtöffnen der Abgasklappen eine Rückmeldung an das Steuergerät Antriebsstrang, das dann die Motorleistung reduziert.

 Je nach eingestelltem Fahrprogramm sind unterschiedliche Kennfelder für das Öffnungsverhalten der Abgasklappen im Steuergerät hinterlegt.

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Elektrische Kühlmittelpumpe

Die elektrische Kühlmittelpumpe ist vorn rechts am Motor unterhalb der Abgasanlage angeordnet.

Die elektrische Kühlmittelpumpe sorgt für die bedarfsgerechte Umwälzung des Kühlmittels im Hochtemperaturkreislauf des Motors.

Die elektrische Kühlmittelpumpe wird vom Steuergerät ME (N3/10) über ein LIN-Signal angesteuert. Dabei wird sie nach Auswertung folgender Signale geregelt:

 Kühlmitteltemperatur

 Heizungsanforderung

 Motordrehzahl

 Motordrehmoment

Bei einer Kühlmitteltemperatur unter 75 °C ist die elektrische Kühlmittelpumpe deaktiviert, außer das Steuergerät Klimatisierung (N22/1) fordert eine Pumpenleistung der elektrischen Kühlmittelpumpe an.

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Niedertemperatur Kreisläufe 1 und 2

Niedertemperatur-Kreislauf Bauteilbeschreibung:

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Elektrischer Kältemittelkompressor

Der elektrische Kältemittelkompressor befindet sich links am Motor.

Der elektrische Kältemittelkompressor ist für das Ansaugen und Verdichten des Kältemittels zuständig. Der elektrische Kältemittelkompressor wird abhängig von der Verdampfertemperatur stufenlos von 700 bis 9000/min drehzahlgeregelt.

Der elektrische Kältemittelkompressor wird abhängig von der Außentemperatur, der Temperatur der Hochvoltbatterie sowie bei einem Unfall abgeschaltet. Ist die Außentemperatur < 2 °C, wird der elektrische Kältemittelkompressor generell abgeschaltet.

Das Steuergerät Klimatisierung (N22/1) steuert den elektrischen Kältemittelkompressor über Klimasteuerungs-LIN 2 (LIN B8-2) an.

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Aufbau

Das Steuergerät des elektrischen Kältemittelkompressors regelt die Drehzahl des Elektromotors und die Kältemittelmenge.

Der Elektromotor treibt den Spiralkompressor an.

Dieser besteht aus zwei ineinander verschachtelten Spiralen, von denen eine fest mit dem Gehäuse verbunden ist und die zweite sich kreisförmig in der ersten bewegt.

Dabei bilden die Spiralen innerhalb der Windungen mehrere ständig kleiner werdende Kammern. Das so verdichtete Kältemittel gelangt in diesen Kammern bis zum Zentrum, wo es verdichtet austritt.

Wartung

Die aktuelle Mercedes­Benz Wartungsstrategie gilt auch für den M 256, länderspezifische Abweichungen sind möglich:

 Europa: Fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall “alle 25.000 km/12 Monate“.

 China: Fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall “alle 10.000 km/12 Monate“.

 USA: Fixe Wartungsintervalle mit dem Intervall “alle 10.000 mi/12 Monate“.

 Service A und B immer im Wechsel

Zusatzarbeiten erfolgen in diesen Intervallen (Beispiel Europa):

 Luftfiltereinsatz erneuern: alle 75.000 km/3 Jahre

 Zündkerzen erneuern: alle 75.000 km/3 Jahre

 Kraftstofffilter erneuern, Ottomotoren: 200.000 km/10 Jahre

Ablassen des Motoröls

Der M 256 hat kein Ölsaugrohr mehr und somit auch keinen Ölmessstab.

Das Ablassen des Motoröls erfolgt durch eine Ablassschraube an der Ölwanne. Die Prüfung des Motorölfüllstands erfolgt über einen Sensor in der Ölwanne und über die Anzeige im Kombiinstrument. Diese wird über die Lenkradtasten aufgerufen.

Vorgehensweise zu Motorölstandmessung/-ölwechsel siehe WIS-Dokument AP18.00-P-1812MKI (am Beispiel OM 654 im Typ 213).

Motoröle

Durch den Einsatz des Ottopartikelfilters (OPF) ist bei diesem Motor für den Motorölwechsel, analog zu Motoren mit Dieselpartikelfilter (DPF), aschearmes Motoröl zu verwenden. Für den Service sind nach den Mercedes­Benz Betriebsstoffvorschriften folgende Motoröle frei gegeben:

 229.51

 229.52

 229.61

 229.71

Technische Daten:

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P01.00-3721-76