Mercedes: Fahrplan Antriebstechnik
In Stuttgart hat man in den letzten fünf Jahren einiges gelernt über Technik-PR, hauptsächlich, dass man sowas machen sollte. Deshalb präsentierten sie in einer Messehalle aktuelle und künftige Antriebe
Mercedes stellt Eckpunkte der in den nächsten Jahren relevant werdenden Antriebe vor. Fangen wir an beim aktuell neuen Diesel-Vierzylinder OM 654, denn der wird seit April 2016 in der E-Klasse an Endkunden ausgeliefert. Das Abgas stand weit oben im Pflichtenheft, als dieser Motor vor rund sechs Jahren geplant wurde. Das fängt schon im Brennraum an, denn ohne gute Werte bei den Rohemissionen sind die kommenden strengen Abgasvorschriften kaum noch einzuhalten. Daimler setzt hier auf Stufenmulden in den Stahlkolben, eine Abwandlung des Omega-Brennraums durch die namensgebende Stufe. Dazu kommen die üblichen Maßnahmen der Reibminderung, zum Beispiel die von AMG-Motoren bekannte „Nanoslide“-Beschichtung, bei der Eisen- und Kohlenstoffatome in ein Kristallgitter auf die Zylinderlaufbahnen des Alu-Motorgehäuses aufgetragen werden, was eine sehr harte, glatte, aber für die Ölschmierung noch ausreichend poröse Schicht ergibt.
Die Abgasnachbehandlung liegt wie bei den Euro-6-Motoren von Volkswagen direkt am Motorblock. Damit sollen die Funktionseinheiten schnell auf Arbeitstemperatur kommen, wie es für Realemissionsmessungen oder auch neue Zyklenmessungen nötig ist. Die neuen Zyklen sehen ein weiter verkürztes Intervall zum Erreichen der vollen Reinigungsleistung vor, im Realbetrieb werden solche Zeiten unter Umständen gar nicht berücksichtigt.
Mercedes: Fahrplan Antriebstechnik (24 Bilder)
(Bild: Daimler)
Dazu kommen zwei Abgasrückführungen (Hochdruck und Niederdruck), beide gekühlt und ein wassergekühlter Abgasturbolader mit elektrisch verstellbaren Leitschaufeln. Dahinter im Abgasstrom sitzt ein Oxidations-Kat und danach eine Kombi-Einheit Partikelfilter/SCR-Kat. Der Partikelfilter ist dabei SCR-reaktiv beschichtet, um seine große Fläche sinnvoll zweifach zu nutzen. Einen Ammoniak-Sperrkatalysator wie bei Nutzfahrzeugen gibt es indes noch nicht, das „lieber etwas zu viel“ dieses Segments in der Adblue-Dosierung ist also nicht möglich. In einer Daimler-Messung der Dekra blieb der Motor von 0° bis 25° C unter 80 g/km beim Stickoxid-Ausstoß, eine Messung der Zeitschrift Auto, Motor und Sport bestätigt ebenfalls eingehaltene Echtweltwerte.
Der Aufwand ist hoch, doch scheint er sich (noch) zu lohnen: Dieselmotoren behalten ja ihre Vorteile, aufgrund derer sie vor allem von Transport- und Personenbeförderungsunternehmen gekauft werden. Im typischen Taxibetrieb wird der Fahrersitz einer E-Klasse 24 Stunden lang nicht kalt. Ähnlich sieht es bei Mercedes-Benz Trucks aus oder überhaupt im NFZ-Bereich. Investitionen lohnen sich hier offenbar, daher gibt Daimler immer wieder an: „Wir glauben an die Zukunft des Dieselmotors“ – und damit auch, sein Abgas sauber halten zu können.
Ottomotor, 48 V, Mildhybrid
Daimler möchte sich seit jeher auch über die Umweltschiene verkaufen. Deshalb war der Mercedes S 500 das erste Großserienauto mit einem Partikelfilter für die Emissionen aus der Benzindirekteinspritzung. Da diese Emissionen ab 2017 reguliert werden, folgen die weiteren Otto-Motorisierungen der S-Klasse im Zuge ihrer Modellpflege 2017. Danach baut Daimler die Filter nach und nach in allen Benzin-Direkteinspritzern ein.
Um ineffiziente Bereiche des Ottomotors in Sachen Verbrauch und Durchzug zu verbessern, wird Daimler ebenfalls 2017 den dann erscheinenden Reihensechszylinder M 256 mit einem direkt hinter der Kurbelwelle angeflanschtem Starter-Generator kombinieren, der also Lichtmaschine (Generator) und Anlasser (Starter) ersetzt. Dieses Bauteil leistet kräftige 15 kW und schleppt den Motor mit über 1000/min an. Der Startvorgang wird also erstens effizienter und zweitens kaum noch spürbar. Damit kann die Motorsteuerung den Motor dann viel häufiger als heute üblich ausschalten, also außer im Stand auch in gleitenden Fahrzuständen.
Bei den Vierzylindern wird es 2017 eine Variante mit einem Riemen-Starter-Generator geben. Sie erkennen ihn am zweiten Riemenspanner, denn er hat ja durch seinen zweifachen Einsatz zwei Belastungsrichtungen. Auch diese E-Maschine hat mit gut 12 kW viel Leistung, aus demselben Grund wie die angeflanschte Einheit im Sechszylinder. Sie setzt nur eben auf bestehende Befestigungen, um in bestehende Bauräume zu passen.
Beide Konzepte müssen im Licht einer späteren Umrüstung auf 48 Volt Bordspannung gesehen werden, erst teilweise, irgendwann vollkommen. Damit wird der Startergenerator zum Gehilfen in drehmomentschwachen Bereichen des Benziners, er kann Bremsenergie in einer Pufferbatterie speichern und sie beim Boosten abgeben. Zusätzlich möchte Mercedes rein elektrisches Anfahren und Rangieren anbieten.
Batterieelektrische Antriebe
Wenn man die E-Klasse oder S-Klasse mit Hybridantrieb rein auf Elektromotor fährt, erhält man einen Vorgeschmack darauf, wie schön eine elektrische Mercedes-Limousine fährt. Derzeit eben leider nur sehr kurz. Deshalb gleich die gute Nachricht: Im Herbst auf dem Pariser Autosalon wird Mercedes endlich ein „großes elektrisches Auto” vorstellen, also entweder eine große Limousine oder einen SUV, damit es aus Stuttgart endlich ein Angebot analog zu Teslas S oder X gibt. Dazu wird es (ebenfalls endlich) eine neue Bodengruppe geben, die einen flachen, durchgängigen Batterieträger enthält, wie es bei allen von Grund auf konstruierten Elektroautos aus Batterie- und Fahreigenschaftsgründen üblich ist. Als Reichweite gibt man „500 km” an, das Auto sollte also in der Realität grob so weit kommen wie ein Tesla S mit der größten Batterie.
Ebenfalls im Herbst auf dem Autosalon wird die neue Generation des elektrischen Smart stehen, ebenfalls mit Batterieträger-Bodengruppe. Sie wird in Paris in drei Modellen des Smart vorgestellt, dem Smart Fortwo Coupé, dem Fortwo Cabrio und dem Smart Forfour. Der Verkaufsstart der Elektro-Smarts wird in den USA noch 2016 stattfinden, weil dort ein Viertel aller gefertigten elektrischen Smarts verkauft wurden. Europa folgt Anfang 2017.
Intelligente Induktivladung und Haustechnik
Daimler will wie andere Autohersteller nicht nur das Elektrofahrzeug verkaufen, sondern Komplettlösungen in Paketen. 2017 kommt deshalb eine induktive Ladeplatte für die Garage. Sie funktioniert mit dem Plugin-Hybridantrieb des S-Klasse-Facelifts 2017. Das Auto parkt einfach grob über dieser Platte, verhandelt mit ihr die bestmöglichen Feldstärken und schaltet dann auf. Befinden sich metallische Gegenstände zwischen Geberspule am Boden und Nehmerspule am Fahrzeug, erhält der Benutzer eine Warnmeldung nebst Aufforderung, den Gegenstand zu entfernen.
Zu den Komplettlösungen gehören im weiteren Umfeld auch stationäre Batterien für Häuser, die zum Beispiel Strom von der Photovoltaik-Anlage auf dem Dach zwischenspeichern, bis abends das Auto kommt oder Herd, Playstation und Beleuchtung benutzt werden. Die Batterieaktivitäten firmieren im Daimler-Verband unter „Accumotive”, dazu gehören auch die Stationärbatterien. Nach den ersten Auslieferungen im Frühjahr 2016 zu urteilen, läuft das Geschäft gut an. Kunden erhalten eine Batterie, die dazugehörige Leistungselektronik, Steuersoftware und gegebenenfalls die Wallbox mit Autoladestecker. Im Keller oder der Garage steht dann eine mit Plastik verkleidete Batterie variabler Größe mit Mercedes-Stern darauf.
Zu den bestehenden Plugin-Hybrid-Antrieben wird es stufenweise bessere Batterie-Packs geben, die im selben Bauraum etwas mehr Leistungsstunden unterbringen. Mit der E-Klasse führte Daimler auch einen anderen Wandler am Automatikgetriebe der Hybride ein, sodass diese Antriebe nun endlich 2,1 Tonnen ziehen können. Vorher waren sie „nicht anhängertauglich”, was in den Segmenten Obere Mittelklasse und SUV eigentlich ein No-Go war.
Gut liefen laut Eigenaussage auch die Flottentests mit den batterielektrischen Leicht-LKW Fuso Canter, die zum Beispiel in Stuttgart als Hermes-Auslieferungsfahrzeuge eingesetzt werden. 600 kg Batterien reichen für rund 100 km Reichweite, ein Motor mit 110 kW und 650 Nm beschleunigt die Fahrzeuge auf bis zu 90 km/h (elektronisch abgeregelt). Daimler hält seit 2011 rund 90 Prozent der Anteile an Mitsubishi Fuso Truck and Bus. Zudem hat Mercedes 900 elektrische Vitos gefertigt für den Stadtauslieferungsverkehr, sie sind mit 60 kW (280 Nm) motorisiert und mit einer 36-kWh-Batterie ausgestattet.
Brennstoffzelle
Schließlich hat Daimler auch das alte technische Sorgenkind Brennstoffzelle nicht aufgegeben, sondern bietet demnächst zumindest in kleineren Serien einige Fahrzeuge an. Ab 2017 gibt es zum Beispiel einen Mercedes GLC F-Cell, einen Brennstoffzellen-Elektroantrieb mit 9 kWh großer Pufferbatterie und Onboard-Lader. Das batterieelektrische System soll die geringe aktuelle Dichte der Wasserstofftankstellen etwas abfedern. Als kombinierte Reichweite gibt Mercedes „500 km” an.
Der Brennstoffzellenantrieb muss sich den Bauraum mit bestehenden Motoren des GLC teilen. Also wurde der Brennstoffzellen-Stack so konstruiert, dass er in den Motorraum des GLC passt. Er sieht mit dem typischen Plastikdeckel und den Nebenaggregaten daher auf den ersten Blick aus wie ein Vierzylindermotor. Die Wasserstoff-Drucktanks liegen im Kardantunnel und unter der Rücksitzbank. Hinten im Kofferraum liegt die Li-Ion-Batterie. Der Elektromotor befindet ich unter dieser Batterie dort, wo sonst das hintere Differenzial sitzt. Dazu wird eine angepasste Hinterachse eingesetzt. Preise noch offen.
Die Citaro-Busse von Mercedes laufen mittlerweile in vielen Städten weltweit mit batterieelektrischen oder brennstoffzellenelektrischen Antrieben. Diese Fahrzeuge werden auf eine gemeinsame Elektroantriebsplattform gestellt, die es erlauben soll, Städten auch in der Serienfertigung Linien-individuelle Lösungen in Batteriekapazität und Ladetechnik anzubieten. Daimler prognostiziert, dass bis 2030 etwa 70 Prozent aller neu angeschafften Citaro mit Elektroantrieb ausgeliefert werden. (cgl)