Polttomoottori jaksaa yhä – Mercedes-Benz palaa kuusisylinteriseen rivimoottoriin

Mercedes-Benz valmistautuu uusilla polttomoottoreilla kiristyviin päästömääräyksiin.

Pariisin autonäyttelyn sähköhuumaa tuskin on laantunut, kun Moottori tutustuu Stuttgartissa Mercedes-Benzin uuteen polttomoottoriperheeseen ja testauskeskukseen.

Syy on yksinkertainen: vaikka tulevaisuus kuuluu sähköautoille, perinteiset mäntämoottorit liikuttavat massoja vielä monen vuosikymmenen ajan. Polttomoottorikehityksen edistysaskeleet kantavat vastuun lähivuosikymmenten päästöistä.

– Olemme investoineet Sindelfingenin testi- ja kehityskeskukseen 600 miljoonaa euroa, Mercedes-Benzin polttomoottorien kehityskeskuksen johtaja tohtori Torsten Eder alleviivaa.

Tuloksena on uusi modulaarinen moottoriperhe. Sen hedelmistä on jo ehditty nauttia uuden E-sarjan E 200d ja E 220d -malleissa, joita liikuttaa uusi nelisylinterinen kaksilitrainen OM 654-työhevonen.

Perheenjäsenten yhdistävä tekijä on 90 millimetrin sylinteriväli ja noin 500 kuutiosenttimetrin iskutilavuus per sylinteri.

Suurin yksittäinen uutinen on Mercedes-Benzin paluu V6-moottoreista takaisin kuusisylinteriseen rivimoottoriin.

Mainos (teksti jatkuu alla)

Mainos päättyy

Miksi rivikuutonen?

Värinättömästi käyvä rivikuutonen on yksi automaailman aarteista. Mekaanisesti hieno moottorityyppi väistyi suosiosta vuosituhannen vaihteessa, kun kiinnostus törmäysturvallisuuteen teki lyhyistä V-moottoreista houkuttelevampia. Vain BMW pitäytyi suorassa kuutosmoottorissa.

Nyt rivimoottorit palaavat suosioon päästösyistä. Erityisesti dieselmoottorit vaativat huippukehittyneitä pakokaasujen puhdistusjärjestelmiä. Monimutkaisuuden ja kalliiden materiaalien vuoksi puhdistusjärjestelmän hinta voi olla jopa kolmannes koko polttomoottorin kustannuksista!

Pakokaasujen puhdistus onnistuu vain korkeissa lämpötiloissa, eli hyvin lähellä sylinterikantta. Koska rivimoottorin pakokaasut poistuvat moottorin yhdeltä puolelta, selviää autonvalmistaja yhdellä puhdistusjärjestelmällä.

Tekninen kehitys taas kompensoi rivimoottorien haittapuolia: moottorit voidaan tehdä aiempaa lyhyemmiksi, ja nykyaikainen koritekniikka selviää törmäystesteistä kunnialla pidemmänkin moottorin kanssa.

Mercedes-AMG:n rakentama M 176. Nelilitraisen V8-bensiinimoottorin kaksi turboahdinta ovat asennettu sylinteriryhmien väliin. Kuusisylinteristen yläpuolelle sijoittuva moottori korvaa vähitellen suuremmat V8-moottorit Mercedes-Benzin mallistossa.

Toinen vaihtoehto olisi käyttää V-moottoria, jossa pakokanavat osoittavat V:n sisään. Tällaista rakennetta käyttää esimerkiksi Audin nelilitrainen V8 TDI. Rakenne sopii suureen Q7-katumaasturiin, mutta pienemmissä henkilöautoissa pakokaasun puhdistuslaitteiston vaatima tila moottorin ja korin välissä ei välttämättä riitä.

Mercedes-Benzin kohdalla rivimoottorin valintaan vaikuttavat myös tuotantosyyt. Neljä- ja kuusisylinterisiä moottoreita voidaan valmistaa osittain samoilla tehtailla ja laitteilla. Esimerkiksi sylinterilohkon koneistus vaatii aivan eri työkalut V- ja rivimoottoreille.

Uuden moottoriperheen ainoa V8 onkin jätetty Mercedes-AMG:n vastuulle. Nelilitrainen M 176 on kevyesti muokattu versio Mercedes-AMG C 63 S:n ja Mercedes-AMG GT S:n hirmumoottorista. Tehdas kertoo voimanlähteen päätyvän uudistuvaan S-sarjaan, mutta sitä on saanut G 500 -malliin jo vajaan vuoden ajan.

Sähköinen ahdin

Dieselpuolelle esitellään kolmilitrainen kuusisylinterinen OM 656-rivimoottori, joka ensi esitellään uudistuvan S-sarjan keulalla ensi vuoden puolivälissä.

Moottoriperheen teknologiajohtaja on bensiinikäyttöinen kolmilitrainen nimeltään M 256. Rivikuutonen on suunniteltu korvaamaan osa V8-moottoreista, joten siihen on ladattu täysi arsenaali huipputekniikkaa.

Voimantuotto taataan twin scroll -turboahtimella, ja ahtoviive eliminoidaan sähköisellä kompressoriahtimella.

Koska kompressorin sähkömoottori tarvitsee peräti 5 kilowatin tehon, on autossa perinteisen 12 voltin sähköjärjestelmän rinnalla uusi 48 voltin järjestelmä.

Sitä hyödynnetään perinteisen vauhtipyörän korvaavassa generaattori/sähkömoottori -yhdistelmässä. Kampiakselin päähän asennettu yksikkö tarjoaa 15 kilowattia kiihdytystehoa tai saman verran energian talteenottoa jarrutuksissa. Voimakas sähkömoottori tekee start/stop –järjestelmistä aiempaa miellyttävämpiä.

Mercedes-Benz ISG — ISG-yksikkö. Etualan roottori pyörii kampiakselin mukana taustalla näkyvän staattorin (kappale, jossa kuparista kiedottuja käämejä) sisällä.

ISG:ksi (Integrated Starter Generator) nimetty teknologia sumentaa perinteisen polttomoottorin ja hybridin rajaa.

Mercedes-Benz ottaa 48 voltista kaiken irti. M 256-moottorissa ilmastoinnin kompressori ja vesipumppukin pyörivät sähkömoottoreilla, joten perinteisiä apulaitehihnoja ei tarvita. Se lyhentää ja yksinkertaistaa moottoria.

Voimanpakkauksen numeroarvot pysyvät yhä salassa, mutta tarjolla on yli 400 hevosvoimaa ja 500 newtonmetriä.

Mercedes-Benz BSG — BSG, eli apulaitehihnalla toimiva sähkömoottori/generaattori.

Huippumoottorin teknologiasta nauttii myös tuleva kaksilitrainen nelisylinterinen M 264 -bensiinimoottori. Koska uutuus on nykyisen M 274 -moottorista kehitetty versio, ei siihen ole voitu asentaa syvälle moottorin rakenteisiin vaikuttavaa ISG-yksikköä. Korvaava ratkaisu on apulaitehihnalla toimiva laturin ja sähkömoottorin yhdistelmä, jonka teho on 12,5 kilowattia.

Molempien uusien bensiinimoottorien pakokaasut puhdistetaan dieselmoottorien tavoin hiukkassuodattimella. Teknologiaa on testattu jo kahden vuoden ajan S500-mallissa.

Suoraruiskutuksen myötä bensiinimoottoritkin ovat alkaneet kehittää dieseleistä tuttuja pienhiukkasia. Myös Volkswagen Group on ilmoittanut aloittavansa hiukkassuodattimien asentamisen bensiinimoottorisiin malleihin ensi vuonna.

Päästö- ja kulutuskysymys noussee nykyistäkin kuumemmaksi teemaksi vuonna 2017, kun vanhentunut NEDC-kulutusmittaussykli korvataan uudella WLTP-mittaussyklillä. Worldwide harmonized Light Vehicle Test Procedureksi nimetty ajosykli halutaan maailmanlaajuiseksi standardiksi.

Nykyaikaisen dieselmoottorin perässä on melkoinen pakoaasujen putsauslaitteisto: ylhäällä keskellä olevan turboahtimen jälkeen pakokaasut kulkeutuvat hapetuskatalysaattorin ja hiukkassuodattimen läpi ja sekaan suihkutetaan AddBlue-liuosta, jolla SCR-katalysaattori pelkistää typen oksidit typeksi ja vedeksi.

Uusi sykli on pyritty rakentamaan nykyaikaisia ajo-olosuhteita ja -nopeuksia vastaavaksi. Euroopassa sitä täydennetään ajonaikaisilla mittauksilla, jossa koeauton päästöjä ja kulutusta mitataan autoon asennettavalla mittauslaitteistolla.

Se asettanee uusimmatkin huippumoottorit kovaan testiin – Mercedes-Benzin edustajat kertovat tyynesti uusien moottoreiden olevan valmiina haasteeseen.

Uudet moottorit

Mainos (teksti jatkuu alla)

Mainos päättyy

Kaksilitrainen diesel OM 654

Moottorityyppi: suora nelosmoottori, turboahdin
Yhden sylinterin tilavuus: 488 cm³
Iskutilavuus: 1950 cm³
Sylinteriväli: 90 mm
Poraus: 82 mm
Isku: 92,3 mm
Teho: 143 kW (195 hv)
Huippuvääntö: 400 Nm
Puristussuhde: 15,5:1

Kolmelitrainen diesel OM 656

Moottorityyppi: suora kuutosmoottori, kaksi turboahdinta
Yhden sylinterin tilavuus: 488 cm³
Iskutilavuus: 2 927 cm³
Sylinteriväli: 90 mm
Poraus 82 mm
Isku: 92,4 mm
Teho: yli 230 kw ( 313 hv)
Huippuvääntö: yli 650 Nm
Puristussuhde: 15,5:1

Kaksilitrainen bensiini M 264

Tekniset tiedot julkaistaan myöhemmin, perustuu nykyiseen M274-moottoriin. Varustettu hihnankäyttöisellä sähkömoottori/generaattorilla.

Mainos (teksti jatkuu alla)

Mainos päättyy

Kolmelitrainen bensiini M 256

Moottorityyppi: suora kuutosmoottori, kaksi turboahdinta, sähköinen kompressoriahdin
Yhden sylinterin tilavuus: 500 cm³
Iskutilavuus 2999 cm³
Sylinteriväli: 90 mm
Poraus: 83 mm
Isku: 92,4 mm
Teho: yli 300 kW (yli 408 hv)
Huippuvääntö: yli 500 Nm
Puristussuhde: 10,5:1
Muuta: Kampiakselille integroitu sähkömoottori/generaattori

Nelilitrainen bensiini M 176

Moottorityyppi: V8, kaksi turboahdinta
Yhden sylinterin tilavuus: 498 cm³
Iskutilavuus: 3982 cm³
Sylinteriväli: 90 mm
Poraus: 83
Isku: 92 mm
Teho: yli 350 kW (476 hv)
Huippuvääntö: noin 700 Nm
Puristussuhde: 10,5:1
Muuta: Käytössä jo G 500-mallissa. Lähes identtinen AMG:n M177-moottorin kanssa.

Teksti ja kuvat: Lauri Ahtiainen