Die neue V-Motorengeneration von Mercedes-Benz: V6-Motor auf dem Prüfstand (Foto: Daimler)

Auf den Prüfständen lassen sich die unterschiedlichsten Straßen- und Lastsituationen simulieren, um alle denkbar möglichen Einsatzzwecke abzubilden wie etwa Heiß- und Kaltstart, Stop-and-Go und Dauerläufe unter den unterschiedlichsten Bedingungen. Insgesamt 52 000 Stunden, davon 27 000 im Dauerlauf, brachten zum Beispiel die neuen V8-Motoren von Mercedes-Benz samt ihren Nebenaggregaten auf Prüfständen hinter sich.

Die neue V-Motorengeneration von Mercedes-Benz: Ein Motor wird in den Prüfstand gebracht (Foto: Daimler)

Parallel dazu starteten ausgiebige Versuchsfahrten, die in alle Klimazonen der Erde führten – in die arktische Kälte des Winters hoch im Norden ebenso wie in die erbarmungslose Hitze im Death Valley (USA), in den Sand der Wüste, in die dünne Luft alpiner Regionen oder in den tropischen Dschungel. Dazu standen schnelle Runden auf abgesperrten Strecken wie den Hochgeschwindigkeitsovalen von Nardo (Italien) und Papenburg auf dem Programm, ebenso Stop-and-Go in verkehrsreichen Städten. Unterm Strich legten die verschiedenen Erprobungsfahrzeuge mit dem neuen V8-Motor fast 7 Millionen Kilometer unter den verschiedensten Bedingungen zurück. Für das V6-Triebwerk gelten vergleichbare Werte.

Der Entwicklungsprozess hatte freilich lange vor diesen praktischen Erprobungen begonnen – an den Bildschirmen der Motor-Ingenieure. Dort fanden mithilfe moderner Rechner die grundsätzlichen Konzeptberechnungen statt. Alle Mechanik­funktionen wurden hier konzipiert und Alternativen gegeneinander abgewogen, der Öl- und Wasserkreislauf, die verschiedenen Möglichkeiten der Ansaugluft-führung und der Aufladungsstrategien sowie die Brennraumgeometrien inkl. Ein- und Auslasskanal und die Mehrfacheinspritzung entstanden am Bildschirm und wurden dort berechnet.

1800 Rechenkerne (Cores) stellten für diesen Entwicklungsprozess die nötige Rechenleistung zur Verfügung. Über 2 Millionen Core-Stunden pro Jahr wurden benötigt, um alle Motorfunktionen und Motorteile für ein optimales Ergebnis zu berechnen und abzusichern.

Ohne die modernen Rechner wäre es nicht möglich gewesen, technische Grenzen auszuloten und neue Verfahren wie etwa die Mehrfacheinspritzung zu nutzen. Denn die große Rechenleistung nutzen die Ingenieure nicht nur für konstruktive Berechnungen, sondern auch um alle Motorfunktionen zu simulieren und zu testen.

Schließlich errechneten die Ingenieure am PC die optimale Auslegung aller Bauteile, sodass sie genau vorgegebene Kriterien erfüllten und zur Produktion der ersten Prototypen freigegeben werden konnten. So liefen schließlich bereits die ersten Triebwerke der neuen V-Motorengeneration von Mercedes-Benz auf dem Prüfstand auf Anhieb zuverlässig und erfüllten die hohen Erwartungen.

Den deutlichen Effizienzsprung erzielte Mercedes-Benz durch den Einsatz einer serienmäßigen Start-Stopp-Einrichtung und, unter anderem, einer neu entwickelten Benzin-Direkteinspritzung mit strahlgeführter Verbrennung, Mehrfacheinspritzung und Mehrfunkenzündung. Mit der neuen Generation der V-Motoren zeigt Mercedes-Benz, dass Verbrennungstriebwerke bei konsequenter Weiterentwicklung noch Potenzial haben und auch V6- und V8-Motoren mit ihrer hohen Laufkultur künftig sinnvoll eingesetzt werden können.

Erheblich weniger Verbrauch trotz deutlich mehr Leistung, so lautete das Entwicklungsziel der Motoren-Ingenieure von Mercedes-Benz für die neue V-Motoren-Generation. Mercedes-Benz hat die neuen Sechs- und Achtzylinder entwickelt, weil optimierte Verbrennungsmotoren gegenüber anderen Antriebssystemen nach wie vor spezifische Vorteile hinsichtlich Reichweite, Betankungszeit sowie Kosten bieten und gleichzeitig das größte Potenzial haben, um kurzfristig signifikante Verbrauchssenkungen im Alltagsbetrieb zu erzielen.

„Die neuen Sechs- und Achtzylinder von Mercedes-Benz bilden eine einzigartige Synthese aus souveräner Kraftentfaltung, Komfort und Effizienz“, so Dr. Thomas Weber, im Vorstand der Daimler AG verantwortlich für Konzernforschung sowie Entwicklung Mercedes-Benz Cars. „Beide überzeugen mit Fahrkultur auf höchstem Niveau und beispielhafter Umweltfreundlichkeit.“

Die neue Motorenfamilie von Mercedes-Benz setzt konsequent auf Modularisierung.Sie erlaubt den Einsatz sowohl mit Start-Stopp-Funktion, dem Vierradantrieb 4MATIC und auch mit Hybridmodul.

Der V8 spielt in einer neuen Liga

Auf der Basis des sehr erfolgreichen Vorgängers wurde der neue V8 konsequent weiterentwickelt. So holt er beispielsweise aus 15 Prozent weniger Hubraum (4663 statt 5461 cm3) 320 kW (435 PS) und damit rund 12 Prozent mehr Leistung als sein Vorgänger (285 kW/388 PS). Das Drehmoment stieg von 530 Newtonmetern auf 700 Newtonmeter – ein Plus von 32 Prozent.

Die neue V-Motorengeneration von Mercedes-Benz: Der neue V-Achtzylinder der Generation M 278 (Foto: Daimler)

Da das hohe maximale Drehmoment bereits ab 1800 Umdrehungen pro Minute zur Verfügung steht, entwickelt der neue Hightech-V8 bereits bei niedrigen Drehzahlen souveräne Kraftentfaltung und eine selbst für Achtzylinder einzigartige Laufruhe und Laufkultur.

Hohe Leistung aus weniger Hubraum erzielten die Mercedes-Benz Ingenieure beim neuen V8 vor allem durch den Einsatz von zwei Abgasturboladern – je einem pro Zylinderbank. Die Turbolader haben die Motor-Ingenieure so ausgelegt, dass sie hohes Drehmoment schon bei niedrigen Drehzahlen bereitstellen – gegenüber dem Vorgängermotor erzielten sie bei 2000 U/min sogar ein Plus von mehr als 40 Prozent. Hervorragende 600 Newtonmeter stehen zwischen 1600 und 4750 U/min an. Damit spürt der Fahrer kein Turboloch, sondern erlebt den neuen V8 so angenehm und souverän wie einen mächtigen 7-Liter-V8-Saugmotor.

Der V6 beeindruckt besonders mit geringem Verbrauch

Der neue Sechszylinder ist ein Saugmotor; dank des modularen Konzepts hat er das Potenzial für den künftigen Einsatz eines Turboladers. Die markanteste Veränderung des neuen V6-Motors zum Vorgängertriebwerk ist ein von 90 Grad auf 60 Grad verkleinerter V-Winkel zwischen den Zylinderbänken. Dadurch konnte die Ausgleichswelle gegen Schwingungen erster Ordnung entfallen. Als Ergebnis registriert der Fahrer ein exzellentes Komfortniveau.

Die neue V-Motorengeneration von Mercedes-Benz: Der neue V-Sechszylinder der Generation M 276. (Foto: Daimler)

Für den V6 wurde ein komplett neues Luft- und Abgassystem in Verbindung mit einem schaltbaren Resonanzsaugrohr und optimierten Ein- und Ausströmverhältnissen entwickelt. Dadurch konnte die Leistung aus 3499 cm3 Hubraum auf 225 kW (306 PS) gesteigert werden (Vorgänger in der S-Klasse bei gleichem Hubraum 200 kW /272 PS). Das Drehmoment stieg von 350 Newtonmetern auf 370 Newton meter und steht zwischen 3500 und 5250 Umdrehungen pro Minute zur Verfügung.

Innovative Technik macht V6- und V8-Motoren zukunftsfähig

Sowohl der neue V6- als auch der neue V8-Motor von Mercedes-Benz haben Kurbelgehäuse, Kolben und Zylinderköpfe aus Aluminium. Die Kurbelwelle, Pleuel und Ventile sind aus speziellem Schmiedestahl gefertigt.

Zum Technologiepaket der neuen Motorengeneration zählen einige Neuentwicklungen, die in dieser Kombination einzigartig sind:

• Die weiterentwickelte Direkteinspritzung der 3. Generation mit strahlgeführter Verbrennung und Piezo-Injektoren erschließt in Verbindung mit einer Multi-Spark Ignition weitere Möglichkeiten zur Verbrauchsoptimierung – beim V8 durch ein weiterentwickeltes homogenes Brennverfahren, beim V6 durch ein neues Schichtbrennverfahren mit deutlich erweitertem Kennfeldbereich und mit verbrauchsoptimaler Magerverbrennung.
• Zusammen mit der Start-Stopp-Technik, Schaltpunktverschiebung und konsequenter Reibleistungsreduzierung werden Verbesserungen im Fahrverbrauch von über 20 Prozent möglich.
• Die Leistungsaufnahme von Nebenaggregaten wurde abgesenkt. Dazu zählen eine optimierte Wasserpumpe mit Wärmemanagement der 2. Generation, eine geregelte Ölpumpe, eine mengengeregelte Kraftstoffhochdruckpumpe sowie ein intelligentes Generatormanagement.

Mittels konsequenten Leichtbaus und Feinoptimierung wurde außerdem die Triebwerkreibung im Vergleich zum Vorgängermotor deutlich reduziert.

Mit der neuen Generation der V-Motoren zeigt Mercedes-Benz, dass Verbrennungsmotoren bei konsequenter Weiterentwicklung noch  viel Potenzial haben und auch V6- und V8-Motoren mit ihrer hohen Laufkultur zukunftsfähig sind.

Audi baut  schon seit über 30 Jahren Dieselmotoren – der erste Selbstzünder der Marke war ein Fünfzylinder-Sauger mit Vorkammer-Einspritzung, er gab sein Debüt 1978. Elf Jahre später startete die Marke als Technik-Pionier durch und revolutionierte den Diesel-Markt. Unter dem Kürzel TDI vereinten sich die Direkteinspritzung, die Turboaufladung und ein vollelektronisches Motor-Management zu einer ganz neuen Dimension der Antriebstechnik.

Seitdem hat die von Audi entwickelte Technologie dem Selbstzünder zu einem ungeahnten technischen Höhenflug und einem überwältigenden Markterfolg verholfen.

Der TDI von Audi hat mit dem alten Diesel-Bild „lahm, laut, schmutzig“ ein für allemal aufgeräumt, er hat es ins Gegenteil verkehrt. Heute führt nahezu jeder Hersteller diese Technik im Programm.

„20 Jahre TDI bedeuten 20 Jahre Fortschritt und Dynamik, sportliche Power und Effizienz“, sagt Michael Dick, Vorstandsmitglied der AUDI AG für Technische Entwicklung. „Der TDI hat entscheidend zum Aufstieg unserer Marke in das Premiumsegment beigetragen. Er ist heute die erfolgreichste Effizienztechnologie der Welt, unübertroffen in der Relation von Kraftentfaltung und geringem Verbrauch.“

Der Vater der TDI-Technologie von Audi ist Richard Bauder, der auch heute noch die Dieselmotorenentwicklung leitet. Der Startschuss fiel 1976, noch unter dem Eindruck der Ölkrise von 1973, wie Bauder berichtet. „Wir haben damals versucht, einen Verbrennungsmotor mit einem möglichst niedrigen Verbrauch zu entwickeln. Wir haben alle nur denkbaren Konzepte untersucht, bis hin zum Zweitakt-Diesel, und dabei unterschiedliche Einspritz- und Brennverfahren analysiert und weiterentwickelt. Einer unserer großen Durchbrüche war der Zweifeder-Düsenhalter in der Einspritzdüse  – er hat die Voreinspritzung einer kleineren Kraftstoffmenge erlaubt. Damit wurde die Verbrennung weicher und die Akustik besser – die Grundvoraussetzung für den Einsatz im Pkw.“

Der erste TDI war vom Start weg ein großer Erfolg. Der Fünfzylinder, im Audi 100 der dritten Generation installiert, brachte es mit 2.461 cm3 Hubraum auf 88 kW (120 PS) und auf 265 Nm Drehmoment, Letztere bei 2.250 1/min. Eine Verteilereinspritzpumpe injizierte den Kraftstoff in die Brennräume.

Pionierleistung: Fast 200 km/h Spitze, Verbrauch 5,7 l/100 km

Mit seiner bulligen Kraft markierte der Motor, der noch Ende 1989 im Audi 100 Avant in Serie ging, den Beginn einer neuen Zeitrechnung. Diesel galten damals als zwar wirtschaftliche und langlebige, jedoch auch temperamentlose Antriebe. Der Audi 100 2.5 TDI aber stieß mit fast 200 km/h Spitze in den Kreis der schnellen Reiselimousinen vor, bei gleichzeitig enormem Spurtvermögen und einem verblüffend niedrigen Verbrauch von 5,7 Liter Diesel/100 km – nach der damals gültigen Norm ermittelt. Damit verbunden war eine souveräne Reichweite.

Auch in der Mittelklasse traten die TDI-Aggregate von Audi zum Siegeszug an. Im Audi 80 sorgte ab 1991 ein Vierzylinder für Vortrieb – der 1,9-Liter leistete 66 kW (90 PS) und 182 Nm. Vier Jahre später kam eine neue Ausbaustufe mit 81 kW (110 PS) hinzu. Die Leistung stieg vor allem durch den Einsatz eines neuen Turboladers mit verstellbaren Leitschaufeln auf der Abgasseite – der sogenannte VTG-Lader mit variabler Turbinengeometrie ermöglichte einen harmonischen und spontanen Anstieg des Drehmoments schon aus dem Drehzahlkeller.

1993 stellte die Marke mit den vier Ringen ihr Diesel-Programm komplett auf TDI-Motoren um.

1994 vollzog Audi den nächsten Schritt; der Fünfzylinder legte auf 103 kW (140 PS) zu. Ein Sechsganggetriebe wurde Serie, der TDI konnte erstmalig mit dem permanenten Allradantrieb kombiniert werden – so entstand der erste TDI quattro. Mit 290 Nm Drehmoment bei 1.900 1/min, 208 km/h Topspeed und 9,9 Sekunden für den Standardsprint setzte er ein unübersehbares Ausrufezeichen. Der TV-Spot mit der Frage „Wo ist der Tank?“ machte ihn legendär:. Der A6 TDI erreichte bis zu 1.300 Kilometer Strecke mit einer Kraftstofffüllung.

1997: Der erste V6-TDI im Pkw

1997 sorgte Audi abermals für eine Revolution – mit dem Debüt des weltweit ersten V6-TDI in einem Pkw. Mit seinem Vierventil-Zylinderkopf, einer weiteren Innovation, kam der 2,5-Liter auf 110 kW (150 PS) und 310 Nm Drehmoment.

Zwei Jahre später folgte der erste V8-TDI von Audi. Im A8 installiert, präsentierte auch er eine zukunftsweisende Technologie – die Common Rail-Einspritzung. Der 3,3-Liter leistete 165 kW (224 PS) und stemmte 480 Nm Drehmoment, auch die 242 km/h Spitze und der leise Lauf vermittelten eine neue Klasse des TDI-Fahrspaßes.

Für die Vierzylinder gab es ebenfalls eine wichtige neue Lösung. Im Jahr 2000 steigerte eine neue Hochdruck-Einspritzanlage, deren integrierte Pumpe-Düse-Elemente 2.050 bar Druck aufbauten, den Output auf 85 kW (115 PS) und später auf 96 kW (130 PS).

In der kleinen Klasse setzte 2001 setzte Audi einen weiteren Meilenstein – der A2 1.2 TDI erzielte einen Durchschnittsverbrauch von 2,99 Liter/100 km. Unter der Haube des kompakten A2 mit der leichten Aluminium-Karosserie arbeitete ein Dreizylinder-Diesel mit 1,2 Liter Hubraum. Er war von seinem größeren Bruder, dem 1.4 TDI, abgeleitet und gab 45 kW (61 PS) und 140 Nm Drehmoment ab. Der A2 3L TDI war das erste fünftürige Dreiliter-Auto der Welt – und ist bis heute das einzige geblieben. 2003 stellte Audi seinem 1,9-Liter-TDI einen größeren Bruder zur Seite, den 2.0 TDI.

Neue Generation: Der 3.0 TDI

2003 debütierte ein 4,0-Liter-V8 mit 202 kW (275 PS), er nahm einige Technik-Details der neuen Generation von V-Motoren vorweg. Als erstes echtes Mitglied dieser Familie folgte im Jahr darauf ein neuer V6-TDI mit 3,0 Liter Hubraum. Seine Kennzeichen – 90 Grad Zylinderwinkel, 90 mm Zylinderabstand, Kettenantrieb für die Nockenwellen auf der Rückseite – stehen heute für die neue V-Motoren-Familie von Audi.

Der V6 TDI Motor von Audi mit 3.0 Liter Hubraum (Abbildung: Audi)

Der Dreiliter, 165 kW (224 PS) stark und mit Common Rail-Technologie ausgestattet, besaß als Neuerung Piezo-Injektoren. Sie können  winzige Mengen injizieren; sie realisieren extrem schnelles Öffnen und Schließen mehrfach abgesetzte Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen. Piezo-Kristalle dehnen sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung im Bruchteil von Millisekunden leicht aus. Im Injektor sind mehrere hundert Piezo-Plättchen übereinander gestapelt; die Ausdehnung des Pakets wird direkt auf die Einspritz-Düsennadel übertragen.

Damit ermöglichten die Piezo-Injektoren  einen fein modulierten Druckanstieg und einen homogenen Brennverlauf, der die Motorakustik in die Region von Benzinmotoren brachte. Neu war zudem der Partikelfilter zur Reinigung des Abgases. 2007/2008 erhielt auch der neue 2.0 Vierzylinder TDI eine Common Rail-Anlage mit Piezo-Injektoren. 2009 wurde diese Technologie bei allen Dieselmotoren Standard.

Richard Bauder, der „Diesel-Papst“ von Audi, zieht eine stolze Zwischenbilanz: „1989 haben wir mit 900 bar Einspritzdruck begonnen, heute sind wir bei 2.000 bar. In dieser Zeit haben unsere TDI bezogen auf den Hubraum über 100 Prozent Leistung und 70 Prozent Drehmoment zugelegt. Die Emissionen sind gleichzeitig um 98 Prozent gesunken.“ I n den letzten 20 Jahren hat der TDI einen imponierenden Aufstieg hingelegt, Audi hat in dieser Zeit über fünf Millionen dieser Motoren produziert. Über alle Marken hinweg nutzt heute etwa jeder zweite in Europa gebaute Pkw das TDI-Prinzip.

Die TDI, die Audi heute anbietet,  sind sauber und effizient, zuverlässig, kultiviert, komfortabel und stark. Im Motorsport, dem härtesten Prüflabor der Welt, beweisen sie, wie eng Effizienz und Dynamik bei Audi zusammen gehören.

Der Rennwagen R10 TDI, dessen V12-Diesel über 480 kW (über 650 PS) leistet, hat von 2006 an dreimal in Folge das 24 Stunden-Rennen von Le Mans gewonnen. Sein Nachfolger R15 TDI, der einen V10-Diesel nutzt, belegt seit seinem Debüt 2009 auf Anhieb Spitzenplätze.

Auch in der Serie brillieren die TDI-Motoren von Audi mit ihrer bulligen Kraft. Die Topversion des Q7 hat den stärksten Pkw-Seriendiesel der Welt unter der Haube. Der V12 TDI holt aus seinen 6,0 Liter Hubraum 368 kW (500 PS) und 1.000 Nm Drehmoment – er verleiht dem großen SUV die Performance eines Sportwagens.

Pure Kraft: der V12 TDI 1.000 Nm Drehmoment von Audi (Abbildung: Audi)

Der 2.0 TDI mit 125 kW (170 PS) und 350 Nm Drehmoment ist ein weiterer Sportmotor – er arbeitet so kraftvoll und kultiviert, dass im dynamischen TT und im TT Roadster eine blendende Figur macht. Die leichten, überwiegend aus Aluminium gefertigten Karosserien der Baureihe tragen mit zu den starken Fahrleistungen bei: Das TT Coupé, serienmäßig mit dem permanenten Allradantrieb quattro ausgerüstet, beschleunigt in 7,5 Sekunden von null auf 100 km/h und erreicht 226 km/h Topspeed. Im Mittelverbraucht es jedoch nur 5,3 Liter Diesel pro 100 km.

Niedriger Verbrauch bei guter Leistung: Der 2.0 Liter 4Zylinder TDI von Audi (Abbildung: Audi)

Noch weniger Verbrauch: Technik aus dem Modularen Effizienzbaukasten

Dieselmotoren verwerten die Energie, die in ihrem Kraftstoff steckt, von Haus aus besonders gut, und die Technologien aus dem Modularen Effizienzbaukasten von Audi steigern diesen Effekt weiter. Intelligent gemanagte Nebenaggregate wie eine bedarfsgesteuerte Ölpumpe beanspruchen weniger Energie. Aufwändige Produktionsmethoden reduzieren die Reibung in den Motoren – bei vielen Aggregaten beispielsweise werden die Zylinderlaufbahnen mit Laserlicht geglättet. Das macht sie noch dauerhafter, senkt den Ölverbrauch weiter und erlaubt niedrigere Spannkräfte bei den Kolbenringen, was die Reibung und den Kraftstoffverbrauch senkt.

Außerhalb der Motoren tragen Start-Stop- und Rekuperationssysteme ebenso zur hohen Effizienz bei wie zahlreiche Maßnahmen an den Fahrzeugen. Sie erstrecken sich vom Karosserieleichtbau in Aluminium bis zu zum LED-Licht und von der hocheffizienten Klimaanlage bis zur ökonomischen Routenführung im Navigationssystem.

Durch dieses geballte Hightech hat Audi heute 33 Modelle mit einer CO2-Emission von weniger als 140 Gramm pro Kilometer im Programm – fast alle mit TDI-Motoren. Sie erzielen vorbildliche Verbrauchswerte. Der 2.0 TDI im A4, 100 kW (136 PS) stark, gibt sich mit 4,6 Liter/100 km zufrieden – ein CO2-Äquivalent von 119 Gramm/km. Der 1.6 TDI, der 2010 in die A3-Baureihe einzieht, leistet 77 kW (105 PS), konsumiert jedoch lediglich 3,8 Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer – entsprechend nur 99 Gramm CO2 pro Kilometer.

Bei der Audi Efficiency Challenge A to B, einer Europa-Tour, die über 4.182 Kilometer führte, haben die beiden Vierzylinder erst vor kurzem ihr Potenzial unter Beweis gestellt: Der A3 1.6 TDI kam auf 3,3 Liter/100 km, der A4 2.0 TDI e auf 4,4 l/100 km. Langstreckenfahrten dieser Art haben bei Audi Tradition – schon die ersten Audi 100 TDI überquerten den Kontinent und erzielten dabei sensationell niedrige Verbrauchswerte und Reichweiten ohne Tankstops.

Der nächste Schritt: Audi clean diesel

Auch 20 Jahre nach der Markteinführung des ersten TDI baut Audi seinen Vorsprung weiter aus und ist glänzend für die Zukunft gerüstet. Die innovative clean diesel-Technologie macht das Abgas noch sauberer, indem sie die Stickoxide zum größten Teil in unschädlichen Stickstoff und Wasser umwandelt. Der 3.0 TDI clean diesel hält schon heute die strengsten in den USA geltenden Abgaslimits und die für 2014 angekündigten Euro 6-Grenzwerte  ein. Sowohl im Q7 als auch im A4 ist er bereits am Markt.

Bei den Kraftstoffen setzt Audi mittelfristig auf die Biotreibstoffe der zweiten Generation wie Sunfuel – sie nutzen auch die Abfälle der Energiepflanzen und nicht, wie heutiger Biodiesel, nur deren Früchte. Bei der Verbrennung geben sie lediglich so viel Kohlendioxid ab, wie sie während ihres Wachstums der Atmosphäre entzogen haben.

Unabhängig davon wird Audi den Verbrauch seiner Fahrzeugflotte weiter senken – bis 2012 um 20 Prozent gegenüber dem Wert von 2007. Die Potenziale, die im TDI stecken, sind noch lange nicht ausgereizt. In den vergangenen 20 Jahren hat Audi mit diesem Motorprinzip eine überwältigende Erfolgsstory geschrieben – und sie wird im nächsten Jahrzehnt fortgesetzt werden.

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.

Energiegewinn beim Bremsvorgang

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