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Weltpremiere einer neuartigen Benzin-Direkteinspritzung im CLS 350 CGIStuttgart - Nach intensiver Entwicklungsarbeit präsentiert Mercedes-Benz den weltweit ersten Benzinmotor mit Piezo-Direkteinspritzung und strahlgeführtem Brennverfahren.
Gute Kombination: Souveränes Fahr-Erlebnis bei höchster Wirtschaftlichkeit
Bahnbrechende Erfindung: Nach außen öffnende Piezo-Injektoren Schnelle und hochpräzise Piezo-Injektoren sind die wichtigsten Bauteile der neuartigen Benzin-Direkteinspritzung. Auf ihrer Erfindung und seriengerechten Umsetzung basieren die wichtigsten Fortschritte des strahlgeführten Brennverfahrens. Die Piezo-Ventile des Mercedes-Sechszylinders öffnen ihre Düsenspitzen nach außen und bilden dabei einen nur wenige Mikrometer großen Ringspalt, der den Kraftstoffstrahl formt und für seine gleichmäßige, hohlkegelförmige Ausbreitung sorgt. Dank ihrer Schaltzeiten in Bruchteilen von Millisekunden ermöglichen die Piezo-Injektoren auch die für den Magerbetrieb notwendige Mehrfach-Einspritzung pro Arbeitstakt und schaffen mit dieser flexiblen und zugleich effizienten Steuerung des Brennverfahrens eine wichtige Voraussetzung für die vorbildlichen Verbrauchswerte des Motors. Per Gemisch- und Verbrennungssimulation berechnete Kolben mit spezieller Muldenform unterstützen den Einspritzvorgang, indem sie das magere Gemisch im Zündbereich zusammenhalten und verhindern, dass es sich in Richtung Zylinderwand ausbreitet. So leistet die Kolbenform ihren Beitrag für die nahezu vollständige Kraftstoffverbrennung und die günstigen Verbrauchs- und Abgaswerte des Benzin-Direkteinspritzers. Eine Hochdruckpumpe mit nachgeordnetem Verteiler und Druckventil übernimmt die Kraftstoffversorgung und die bedarfsgerechte Mengenregelung. Mit bis zu 200 bar übertrifft das System den Kraftstoffdruck einer herkömmlichen Kanaleinspritzung um rund das 50-fache. Doppelter Effekt: Geringe Rohemissionen und hohe Abgastemperaturen
In Westeuropa bietet Mercedes-Benz den Benzin-Direkteinspritzer in der CLS-Klasse anstelle des bisherigen CLS 350 an.
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Der 215 kW/292 PS starke Sechszylinder
wird in der zweiten Jahreshälfte 2006 in der CLS-Klasse an den Start
gehen. Durch die neuartige Einspritztechnologie erzielt Mercedes-Benz
gegenüber dem hocheffizienten V6-Benzinmotor mit Kanaleinspritzung und
vollvariabler Ventilsteuerung im europäischen Fahrzyklus nochmals eine
Kraftstoffersparnis von zehn Prozent. Der verbraucht 9,1 je 100 Kilometer.
Mercedes-Benz ist damit eine beachtliche Leistungssteigerung bei gleichzeitig
deutlicher Verbrauchseinsparung gelungen. Das zukunftsweisende
Einspritzverfahren, mit dem die Stuttgarter Automobil-marke erneut
Technologie-Trendsetter ist, ermöglicht eine weitaus bessere
Kraftstoffausnutzung und damit einen höheren thermodynamischen Wirkungsgrad
als bei dem bisherigen wandgeführten Brennverfahren mit Direkteinspritzung.
Das neue Konzept bildet die Basis für zukünftige Motoren-Entwicklungen
in dieser Leistungsklasse. Den entscheidenden Vorteil bietet der CGI-Motor
(Stratified-Charged Gasoline Injection) im so genannten Schichtmodus, wenn
das Triebwerk mit hohem Luftüberschuss und damit sehr
verbrauchsgünstig arbeitet. Dank einer Mehrfach-Einspritzung ist dieser
„Magerbetrieb“ erstmals auch in höheren Drehzahl- und
Lastbereichen möglich: Bei jedem Arbeitstakt werden die Brennräume
binnen Sekundenbruchteilen mehrmals hintereinander mit Kraftstoff versorgt,
um auf diese Weise Gemischbildung, Verbrennung und Verbrauch deutlich zu
verbessern. Der vorteilhafte Schichtbetrieb war bisher nur im niedrigen
Teillastbetrieb möglich; der Mercedes-Direkteinspritzer wird hingegen
noch bei Geschwindigkeiten von über 120 km/h im „mageren“
Schichtmodus gefahren. Bei voraus-schauender Fahrweise mit annähernd
konstanter Geschwindigkeit unterbietet der CGI-Motor den Kraftstoffverbrauch
des Sechszylinders mit herkömmlicher Einspritztechnik auf Landstraßen
und Autobahnen um bis zu 1,5 Liter je 100 Kilometer. Das entspricht einer
Verbrauchseinsparung von bis zu 15 Prozent.
Günstiger Kraftstoffverbrauch und gute
Leistungsentfaltung stehen bei dem Benzin-Direkteinspritzer der zweiten
Generation nicht im Widerspruch. Im Gegenteil: Der neu entwickelte Motor
leistet 15 kW/20 PS mehr als der V6 mit konventioneller Einspritztechnik
und entfaltet ein vier Prozent größeres Drehmoment. Damit bietet
das V6-Triebwerk bei höchster Wirtschaftlichkeit ein in der
Sechszylinderklasse bisher nicht gebotenes souveränes Fahr-Erlebnis:
Nur 6,7 Sekunden benötigt der CLS 350 CGI für die Beschleunigung
von null auf 100 km/h und erreicht eine (elektronisch begrenzte)
Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h. Die wichtigsten Daten des neuen
CGI-Motors im Überblick:
Das von den Mercedes-Ingenieuren entwickelte
Brennverfahren mit mehreren kurz aufeinander folgenden Einspritzungen pro
Arbeitstakt dient auch der Lauf-ruhe und dem Abgasverhalten des V6-Motors.
Messungen zeigen, dass sich die Rohemissionen (Kohlenwasserstoffe) in der
Warmlaufphase um mehr als die Hälfte verringern. Zudem lassen sich durch
die gezielte Einspritz- und Verbrennungssteuerung höhere Temperaturen
im Abgaskrümmer erzielen, die ein schnelleres Aufheizen der Katalysatoren
gewährleisten. Bereits zehn Sekunden nach dem Kaltstart erreicht der
Benzin-Direkteinspritzer eine Abgastemperatur von mehr als 700 Grad Celsius.
Die Abgasreinigung übernehmen zwei motornah angeordnete
Drei-Wege-Katalysatoren mit linearer Lambdaregelung, die sofort nach dem
Kaltstart arbeitet. Die Stickoxid-Emissionen verringert Mercedes-Benz auf
zweifachem Wege: durch eine zweiflutige, elektrisch gesteuerte und gekühlte
Abgasrückführung, die je nach Motorbetrieb bis zu 40 Prozent der
Abgase in die Zylinder zurückleitet, sowie durch zwei
NOx-Speicherkatalysatoren am Unterboden des CLS 350 CGI. Während des
Magerbetriebs adsorbieren diese Katalysatoren die Stickoxide und geben sie
in kurzen Regenerationsphasen wieder frei, sodass die Schadstoffe mit-hilfe
der anderen Abgaskomponenten zu unschädlichem Stickstoff reagieren.
Sensoren vor und hinter den Katalysatoren überwachen deren Funktion.
Darüber hinaus bietet der neue CGI-Motor das gleiche einzigartige
Hightech-Paket wie sein Pendant mit herkömmlicher Benzineinspritzung.
Es beinhaltet unter anderem Vierventiltechnik, variable Nockenwellenverstellung
für die Ein- und Auslassseite, zweistufiges Saugrohr, Ausgleichswelle
und ein intelligentes Wärmemanagement mit kennfeldgesteuertem Thermostat.
Kurbelgehäuse und Zylinderkopf des Sechszylinders bestehen aus Aluminium.
Die Zylinder sind mit Laufbuchsen aus reibungsarmer, formbeständiger
und leichter Aluminium-Silizium-Technik ausgestattet. Alle
kraftstoffführenden Bauteile des CGI-Motors bestehen aus Edelstahl oder
Messing; die Rails an den beiden Zylinderbänken und das Gehäuse
der Hochdruckpumpe schmiedet Mercedes-Benz aus Edelstahl. Der neue CLS 350
CGI wird mit schwefelfreiem Super-Kraftstoff betankt und besitzt dank seiner
modernen Technologie das Potenzial, um auch künftige Abgasvorschriften
zu erfüllen.