Motorentechnik im Detail: Der 6,3 Liter-V8-Motor im Mercedes-Benz E 63 AMG

Kraftvolle Leistungsentfaltung, hohe Durchzugskraft, faszinierende Agilität – und gleichzeitig maßvoller Kraftstoffverbrauch. Diese scheinbar gegensätzlichen Qualitäten vereint der AMG 6,3-Liter-V8-Motor des neuen Mercedes-Benz E 63 AMG. Möglich macht dies ein ganzes Paket effizienzsteigernder Maßnahmen. Mit einer Höchstleistung von 386 kW/525 PS aus 6208 Kubikzentimeter Hubraum zählt der AMG 6,3-Liter-V8-Motor zu den leistungsstärksten serienmäßigen Achtzylinder-Saugmotoren weltweit.

Der AMG 6,3-Liter-V8-Motor (Foto: Daimler AG)
Der AMG 6,3-Liter-V8-Motor (Foto: Daimler AG)

Die Nenndrehzahl von 6800/min sowie die maximale Drehzahl von 7200 Umdrehungen weisen ihn als Hochdrehzahlmotor aus. Aber auch seine enorme Durchzugskraft kann überzeugen: Mit 630 Newtonmetern bei 5200/min bietet der AMG-V8 mehr Drehmoment als alle anderen Saugmotoren dieser Hubraum- und Leistungsklasse. Kräftiger Durchzug bei niedrigen Drehzahlen, spontanes Ansprechverhalten und begeisternde Drehfreude sind die Stärken des 2005 präsentierten AMG 6,3-Liter-V8-Motors.

Mit einem Kraftstoffverbrauch von 12,6 Litern auf 100 Kilometer unterbietet der neue E 63 AMG das Vorgängermodell trotz 8 kW/11 PS Mehrleistung um 1,7 l/ 100 km oder 12 Prozent. Damit nimmt die neue Hochleistungslimousine im Wettbewerbsumfeld eine Spitzenposition ein. Diese signifikante Verbrauchsreduzierung ermöglicht ein ganzes Bündel innovativer Maßnahmen: So ist der E 63 AMG das erste AMG Modell, bei dem das Generatormanagement mit Rekuperation der Bremsenergie zur Serienausstattung zählt. Auch die geregelte Kraftstoffversorgung, die reibungsoptimierte LDS-Beschichtung der Zylinderlaufbahnen sowie das AMG SPEEDSHIFT MCT 7-Gang-Sportgetriebe mit verbrauchsoptimiertem Getriebe-Fahrprogramm Controlled Efficiency und nasser Anfahrkupplung, die den Drehmomentwandler ersetzt, helfen entscheidend bei der Effizienz.

Die wichtigsten Daten im Überblick:

Mercedes-Benz
E 63 AMG
Zylinderanordnung
V8
Zylinderwinkel
90°
Ventile pro Zylinder
4
Hubraum
6208 cm3
Bohrung x Hub
102,2 x 94,6 mm
Zylinderabstand
109 mm
Verdichtungsverhältnis
11,3 : 1
Leistung
386 kW/525 PS
bei 6800/min
Leistung pro Liter
62,2/84,6 kW/PS
Max. Drehmoment
630 Nm bei 5200/min
Drehmoment pro Liter
101,5 Nm
Maximaldrehzahl
7200/min
Motorgewicht (trocken)
199 kg
Kraftstoffverbrauch nach NEFZ gesamt
12,6 l/100 km
CO2-Emission
299 g/km
Beschleunigung 0-100 km/h
4,5 s
Höchstgeschwindigkeit
250 km/h*
* elektronisch begrenzt

Energiegewinn beim Bremsvorgang

Beim Generatormanagement des neuen E 63 AMG wird in jeder Schubphase des Motors und beim Bremsen kinetische Energie zum Laden der Batterie genutzt und nicht wie sonst üblich nutzlos in Wärme umgewandelt. Diese sogenannte Rekuperation unterstützt den Fahrer nicht nur beim Bremsvorgang, sondern hilft auch, die Bremsenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Im umgekehrten Fall wird der Generator beim Beschleunigen lastfrei geschaltet und entlastet den Motor. Dies spart Kraftstoff: Rund 0,15 Liter auf 100 Kilometer nach NEFZ-Norm und bis zu 0,2 l/100 km im Stadtverkehr mit häufigen Schub- und Bremsphasen.
Die von AMG exklusiv eingesetzte LDS-Beschichtung der Zylinderlaufbahnen (Lichtbogen-Draht-Spritzen) sorgt für höchste Reibungsoptimierung und senkt damit ebenfalls den Kraftstoffverbrauch. In gleicher Weise wirkt die elektronisch geregelte Kraftstoffversorgung: Je nach Leistungswunsch und Außentemperatur wird der bedarfsgeregelte Kraftstoffdruck von 3,6 bis 4,5 bar blitzschnell angepasst. Den Befehl vom Fahrpedal setzt die Motorelektronik binnen Millisekunden in eine entsprechende Solldruckvorgabe um. Diese Regelung garantiert zudem ein schnelles Ansprechverhalten und ein sportliches Schubverhalten in allen Last- und Drehzahlbereichen.

Know-how aus dem Motorsport bei der Konstruktion

Typisch für AMG ist die eng an den Motorsport angelehnte Konstruktion des AMG 6,3-Liter-V8-Motors. Wie bei reinrassigen Rennmotoren üblich, haben sich die Ingenieure von AMG beim Vollaluminium-Kurbelgehäuse des Achtzylinders für die sogenannte in Closed-Deck-Bauweise entschieden. Zur Realisierung eines besonders torsionssteifen Kurbelgehäuses ist das Gehäuseunterteil als Bedplate ausgeführt. Damit ergibt sich eine sehr steife Lagergasse für die Kurbelwelle, die problemlos hohe Verbrennungsdrücke verkraftet und Strömungsverluste im Kurbelraum reduziert. Der dadurch verbesserte mechanische Wirkungsgrad hilft bei der Absenkung des Kraftstoffverbrauchs. Ein im Bedplate integrierter Ölhobel reduziert die Schaumbildung des Motoröls. Die auf höchste Belastungen ausgelegte Kurbelwelle ist feingewuchtet, besteht aus geschmiedetem Stahl der hochwertigen Legierung 42CrMo4V, dreht sich in fünf Kurbelwellenlagern und verfügt über sechs Gegengewichte für perfekten Massenausgleich. Verdrehsteifigkeit, Dauergestaltfestigkeit und Massenträgheit genügen ebenfalls höchsten Ansprüchen. Je zwei Leichtbaupleuel sitzen an einem der vier Hubzapfen, die Pleuel selbst sind als geschmiedete Crack-Pleuel ausgeführt. Das bedeutet, dass eine Sollbruchstelle mittels Laserstrahl höchste Präzision beim Fertigungsprozess ermöglicht. Durch mechanische Bearbeitung werden zudem engste Gewichtstoleranzen zwischen den einzelnen acht Pleueln sichergestellt. Das gleiche Prinzip wird auch bei den gegossenen Leichtbaukolben angewandt. Sie bestehen aus einer dauer- und hochwarmfesten Legierung. Für eine bestmögliche Kühlung der hoch belasteten Kolbenböden sind druckgesteuerte Ölspritzdüsen im Kurbelgehäuse montiert.

Schaltsaugrohr mit zwei innen liegenden Drosselklappen

Eine perfekte Zylinderfüllung garantiert das strömungsgünstige Ansaugsystem mit großen Querschnitten und das aus Magnesium gefertigte Schaltsaugrohr mit zwei integrierten Drosselklappen. Es hat die Aufgabe, bei niedrigen Drehzahlen über lange Luftwege einen fülligen Drehmomentverlauf zu ermöglichen. Bei höheren Drehzahlen schaltet das Saugrohr dann im Sinne einer hohen Spitzenleistung auf kurze Ansaugwege um. Nur 100 Millisekunden dauert die maximale Öffnung der beiden Drosselklappen bei Vollgas – für den Fahrer erlebbar durch das äußerst agile Ansprechverhalten.

Steifer Ventiltrieb, vier oben liegende Nockenwellen

Die 32 Ventile in den Zylinderköpfen werden mit Tassenstößeln betätigt. Ihre Platz sparende Bauweise erlaubt einen steifen Ventiltrieb und damit hohe Drehzahlen bei gleichzeitig großen Ventilöffnungsquerschnitten, wovon die Leistungs- und Drehmomentausbeute profitieren. Die groß dimensionierten Einlassventile haben einen Durchmesser von 40 Millimetern, ihre Pendants auf der Auslassseite messen 34 Millimeter.

Alle vier oben liegenden Nockenwellen verfügen über eine stufenlose und variable Betätigung im Bereich von 42 Grad. Die Verstellung der Nockenwellen auf der Ein- und Auslassseite geschieht last- und drehzahlabhängig und ermöglicht neben höchsten Leistungs- und Drehmomentwerten auch einen stabilen Leerlauf sowie vor allem geringe Abgaswerte. Je nach Drehzahl kann die Ventilüberschneidung im Sinne einer optimalen Versorgung der Brennräume mit Gemisch und einem bestmöglichen Abtransport der Abgase variiert werden. Den Antrieb übernehmen eine Doppelrollenkette und miteinander verspannte Zahnradpaare.

Motorkühlung aufwendig gelöst

Für die Ölkühlung des Motors ist eine leistungsfähige Ölpumpe im Einsatz. Die Motorwasserkühlung erfolgt – wie bei reinrassigen Rennmotoren auch – nach dem aufwendigen Querstromprinzip. Im Sinne einer optimalen innermotorischen Reibung und der Kraftstoffersparnis wird zudem die Temperatur des Kühlwassers variabel gesteuert. Das leichte, kompakte und leistungsfähige, hinter den großen Öffnungen der AMG Frontschürze angeordnete Kühlmodul für Wasser-, Motor-, Getriebe- und Servolenkungsöl garantiert unkritische Betriebstemperaturen – selbst unter härtester Belastung beim Rennstreckeneinsatz. Die heiße Luft vom Sauglüfter der Motorölkühlung entweicht über die seitlichen Öffnungen in der Frontschürze.

Markanter AMG V8-Sound, leistungsfähige Abgasreinigung

Der neu komponierte AMG V8-Sound erfüllt alle Erwartungen an eine leistungsstarke High-Performance-Limousine: Kraftvoller Motorklang beim Beschleunigen und gleichzeitig zurückhaltender Lauf beim gleichmäßigen Dahingleiten für Mercedes-typische Langstreckentauglichkeit. Diesen Zielkonflikt haben die AMG Experten mit einer neu entwickelten Sport-Abgasanlage gelöst; sie verfügt über sorgfältig aufeinander abgestimmte Rohrquerschnitte und zwei verchromte, neu gestaltete Doppelendrohre.

Mit Hilfe wirkungsvoller Abgastechnologie erfüllt der E 63 AMG die aktuellen EU-5-Abgasgrenzwerte und sämtliche Anforderungen des US-Marktes (LEV-II-Standard, On-Board-Diagnose II und Lambdasonden-Diagnose).

Motorproduktion in traditioneller Handarbeit

Die Montage des AMG 6,3-Liter-V8-Motors erfolgt traditionell in Handarbeit. In der 2002 eröffneten AMG Motorenmanufaktur fertigt jeweils ein hoch qualifizierter Techniker nach der Philosophie „Ein Mann, ein Motor“ ein Achtzylinder-Triebwerk unter Einhaltung strengster Qualitätsstandards. Als Beweis höchster Sorgfalt dient dabei seine Unterschrift auf der charakteristischen AMG Motorplakette. Die Produktion dauert rund drei Stunden.

Bei den renommierten „International Engine of the Year Awards 2009“ wurde der AMG 6,3-Liter-V8-Motor gleich zweimal als bestes Triebwerk ausgezeichnet. In den Klassen „Best Performance Engine“ und „Above 4 litres“ kam der Hochdrehzahl-Saugmotor jeweils mit großem Abstand auf den ersten Platz.

Das Leistungsdiagramm des (Abbildung: Daimler AG)
Das Leistungsdiagramm des AMG 6,3-Liter-V8-Motors (Abbildung: Daimler AG)

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