Nel 2017 la più grande offensiva dei motori nella storia di Mercedes-Benz giungerà alla sua fase decisiva. Dopo il nuovo motore diesel quattro cilindri presentato nella primavera del 2016, l’anno prossimo debutteranno altri quattro membri della nuovissima famiglia di motori: sei cilindri in linea per le motorizzazioni diesel e benzina, un nuovo motore quattro cilindri a benzina ed un nuovo biturbo V8. Allo stesso tempo tecnologie in grado di lasciare il segno come il motorino di avviamento-alternatore integrato (Integrated Starter-Generator, ISG), la rete di bordo a 48 volt ed il compressore elettrico supplementare (eZV) saranno presentati in anteprima mondiale. La messa a punto dei diversi veicoli viene fatta sui modernissimi banchi prova nel Powertrain Integration Center (AIZ) di Sindelfingen, anch’esso nuovo.
“Più potente, più parca nei consumi e più pulita – la nuova famiglia di motori modulari di Mercedes-Benz offre la propulsione perfetta per ogni veicolo”, afferma Thomas Weber, 62 anni, Membro del Board of Management di Daimler AG e Responsabile Daimler Group Research e Mercedes-Benz Cars Development.
“La costante ottimizzazione dei nostri motori high-tech gioca un ruolo decisivo nel percorso verso la mobilità sostenibile. Essi devono essere progettati per tutti i requisiti attuali e futuri. Un fattore decisivo per il successo è l’elettrificazione estesa della catena cinematica”.
Coerentemente elettrificato: il nuovo motore a benzina a sei cilindri in linea M 256
Il nuovo motore a benzina a sei cilindri in linea M 256 rappresenta un esempio di elettrificazione con rete di bordo a 48 volt: una nuova sovralimentazione intelligente dotata, tra le altre cose, di compressore elettrico supplementare (eZV), ed il motorino di avviamento-alternatore integrato (Integrated Starter-Generator ISG) garantiscono un’eccellente guidabilità senza turbo lag. L’ISG svolge funzionalità ibride quali il boost o il recupero dell’energia, permettendo anche quelle riduzioni dei consumi finora ad esclusivo appannaggio delle tecnologie ibride ad alta tensione. In conclusione il nuovo 6 cilindri in linea vanta le prestazioni di marcia tipiche di un 8 cilindri con consumi decisamente inferiori. Il nuovo motore a benzina (codice interno: M 256) debutterà l’anno prossimo a bordo della nuova Classe S.
Grazie all’elettrificazione viene meno la trasmissione a cinghia per gli organi ausiliari sul lato frontale del motore, che diventa così più corto.
Ingombro ridotto unito alla separazione spaziale di aspirazione/scarico, lascia spazio ad un sistema di trattamento dei gas di scarico vicino al motore. La rete di bordo a 48 volt viene usata non solo per le utenze dai consumi elevati quali la pompa dell’acqua ed il compressore del climatizzatore, ma anche per il motorino di avviamento-alternatore integrato (ISG), che nel contempo grazie ad un’efficiente recupero di energia alimenta la batteria stessa.
Ulteriore punto di forza è l’ineguagliata fluidità di funzionamento del motore sei cilindri in linea.Potenza e coppia restano nel range dell’attuale otto cilindri, cioè superiori a 300 kW (408 CV) ed a 500 Nm. Rispetto alla precedente versione V6 è stato possibile ridurre di circa il 15% le emissioni di CO2 legate al funzionamento del motore.
Con i suoi 500 cm3 il nuovo motore ha la stessa cilindrata unitaria della famiglia di propulsori premium diesel presentata l’anno scorso, come anche della famiglia di quattro cilindri a benzina.
Il diesel per autovetture più potente nella storia Mercedes: il sei cilindri OM 656
Anche la nuova motorizzazione di punta della famiglia di diesel premium ha sei cilindri in linea. Tra le caratteristiche dell’OM 656 troviamo il processo di combustione con cavità di combustione a gradini, il turbocompressore a gas di scarico a due stadi e, per la prima volta, il comando valvole variabile CAMTRONIC. La costruzione è caratterizzata dalla combinazione di basamento in alluminio e pistoni in acciaio e superfici di scorrimento dei cilindri rivestite con la perfezionata tecnologia NANOSLIDE®. Sebbene la potenza sia stata considerevolmente aumentata rispetto al modello precedente OM 642 (oltre 230 kW/313 CV invece di 190 kW/258 CV), il nuovo motore ha consumi ridotti di oltre il 7%.
Il nuovo motore diesel sei cilindri OM 656 ed il quattro cilindri OM 654 già presentato sono stati progettati per rispettare le future normative in materia di emissioni (RDE: Real Driving Emissions). Tutti i componenti rilevanti ai fini di un’efficiente riduzione delle emissioni sono montati direttamente sul motore. L’approccio tecnologico integrato costituito dal nuovo processo di combustione con cavità di combustione a gradini, dal ricircolo dei gas di scarico dinamico a più vie e dal post-trattamento dei gas di scarico posizionato vicino al motore, per la prima volta con un comando valvole variabile, permette di ridurre ulteriormente i consumi mantenendo le emissioni ai livelli più bassi. Il post-trattamento dei gas di scarico presenta una ridotta dissipazione del calore e condizioni di funzionamento vantaggiose, essendo posizionato in modo isolato vicino al motore. Questo viene rafforzato dall’albero a camme di aspirazione inseribile CAMTRONIC, che supporta il riscaldamento dell’impianto di scarico, neutrale dal punto di vista dei consumi.
Numero cilindri secondo necessità: il nuovo motore biturbo V8 a benzina M 176
Dinamica erogazione di potenza unita a superiore efficienza: il nuovo biturbo (codice interno: M 176) è uno dei motori V8 a benzina più parsimoniosi a livello mondiale. Tra le sue peculiarità ci sono l’esclusione automatica dei cilindri nel carico parziale ed il turbocompressore nella V dei cilindri. Con una cilindrata di 3.982 cm3 il nuovo biturbo V8 eroga 350 kW (476 CV) e dispone di una coppia massima di circa 700 Nm a partire da 2.000 giri/min. Il nuovo motore consumerà circa il 10% di carburante in meno rispetto al suo predecessore da 335 kW (455 CV). Il nuovo V8 con questa tecnologia verrà introdotto l’anno prossimo sulla nuova Classe S.
Per ridurre i consumi, nel nuovo M 176 in presenza di condizioni di carico parziale vengono disattivati contemporaneamente quattro cilindri con l’ausilio della distribuzione variabile CAMTRONIC. In questo modo non soltanto vengono ridotte le perdite per variazioni di carico, ma nel contempo aumenta il rendimento totale dei cilindri rimasti attivi, spostando il punto di funzionamento verso carichi superiori.
Potenza per litro sportiva: il nuovo motore a benzina quattro cilindri M 264
Un motore a quattro cilindri da due litri con una potenza al litro di circa 100 kW: il nuovo motore a benzina top di gamma di Mercedes-Benz (codice interno: M 264) si fa strada in un mondo di prestazioni che finora erano riservate a propulsori di grande cilindrata a sei cilindri. Allo stesso tempo questo motore consuma molto meno carburante rispetto a un motore sei cilindri equiparabile. Fra le particolari caratteristiche del motore si possono annoverare il turbocompressore a gas di scarico twin scroll, il motorino di avviamento-alternatore a 48 V azionato a cinghia (RSG) e la pompa dell’acqua elettrica a 48 V.
L’RSG svolge anche funzionalità ibride, consentendo così un calo dei consumi:
- Avviamento comfort: l’avviamento e l’iniziale aumento di regime del motore sono quasi impercettibili
- Boost nella gamma di regime fino a 2.500 giri/min
- Recupero di energia fino a 12,5 kW
- Spostamento del punto di carico: funzionamento nello spettro della mappatura più conveniente
- Marcia per inerzia a motore spento
Per un maggiore rendimento e per un tempo di risposta più rapido, Mercedes-Benz utilizza la tecnologia twin scroll per la sovralimentazione del motore turbo. Diversamente da quanto accade nei sistemi di tipo tradizionale, in un turbocompressore a gas di scarico twin scroll i canali dei gas di scarico di ogni coppia di cilindri sono riuniti in un collettore a flusso ottimizzato. Questo concetto di sovralimentazione, grazie ad una sistematica separazione dei flussi provenienti dai vari cilindri, assicura una forte coppia nel campo dei bassi regimi con una grande potenza specifica. Le altre misure volte al miglioramento dell’efficienza sono la distribuzione variabile CAMTRONIC di aspirazione ed un pacchetto per la riduzione degli attriti interni.
Ancora più ecocompatibile: il filtro antiparticolato di serie per i motori a benzina
Mercedes-Benz è la prima casa automobilistica ad utilizzare su vasta scala i filtri antiparticolato anche per i motori a benzina al fine di migliorare ulteriormente la compatibilità ambientale. Dopo oltre due anni di esperienza di successo sul campo con S 500, nel 2017 altre varianti della Classe S saranno equipaggiate con i nuovi motori a benzina M 256 ed M 176 con questa tecnologia. Seguirà quindi una graduale implementazione su ulteriori modelli nuovi.
Il filtro antiparticolato per i motori a benzina riduce le emissioni di particolato fine. Funziona in questo modo: il flusso di gas di scarico viene convogliato nell’impianto del filtro antiparticolato. Il filtro ha una struttura a nido d’ape con condotti di aspirazione e di scarico chiusi in modo alternato. In questo modo i gas di scarico vengono obbligati a fluire attraverso un filtro con parete porosa. Si ottiene così la separazione del particolato ed in presenza delle relative condizioni di marcia la costante rigenerazione del filtro.
Nuovo Powertrain Integration Center (AIZ): banchi di prova all’avanguardia
Con il nuovo Powertrain Integration Center (AIZ) nell’estate del 2016 Mercedes-Benz ha messo in funzione uno dei più moderni impianti di banchi prova dell’industria automobilistica. Sui dieci banchi prova vettura ospitati nel moderno edificio di Sindelfingen allestito ex-novo viene realizzata anche la messa a punto fine di motore e cambio, per una perfetta sinfonia di comfort, dinamismo ed agilità. Tra gli highlight ci sono banchi prova su cui la coppia viene misurata con estrema precisione direttamente sulle ruote del veicolo ed un banco prova con camera climatica per prove di altitudine. Utilizzando la depressione è possibile simulare un’altitudine fino a 5.000 metri con temperature che raggiungono – 30 °C mentre il veicolo marcia in modo completamente automatico su un banco di prova a rulli.
Nel nuovo edificio di Sindelfingen in cui ha sede il Mercedes-Benz Technology Center (MTC) si trovano dieci banchi di prova con cui sincronizzare i veicoli con i gruppi propulsori. Per l’edificio di nuova costruzione sono stati utilizzati 16.800 m3 di calcestruzzo, lo stesso volume che sarebbe necessario per riempire cinque piscine olimpioniche, a cui si sommano 2.500 tonnellate di tondini di armatura. Nel progettare l’AIZ si è posta grande attenzione al recupero dell’energia: il 98% dell’energia elettrica in frenata dei banchi prova viene reimmessa nella rete elettrica e per due terzi dell’anno i banchi prova vengono climatizzati con un bilancio energetico neutro, cioè senza utilizzare energia della rete elettrica comune. Quando i dieci banchi prova lavorano in modo continuativo è possibile fornire l’alimentazione elettrica a circa 7.500 utenze domestiche.
Ampliamento del Mercedes-Benz Technology Center
Il nuovo Powertrain Integration Center rientra nel più articolato ampliamento ed intervento di modifica del Mercedes-Benz Technology Center (MTC) di Sindelfingen. Sono già stati messi in funzione il nuovo simulatore di marcia, le gallerie del vento climatiche e la galleria del vento aeroacustica high-tech. Entro il 2018 verranno inoltre realizzati un centro tecnologico d’avanguardia per la sicurezza dei veicoli, un centro di controllo elettronico ed un centro informatico. Il centro informatico si trova al piano superiore dell’AIZ e per alimentare e raffreddare i computer utilizza direttamente la corrente prodotta dai banchi prova del piano terreno.
L’MTC è la sede principale dello Sviluppo autovetture, compreso il design.
