Verbrennungsmotor

Das schlagende Herz des Mercedes-AMG ONE

Mercedes-AMG ONE Komponenten

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Mercedes-AMG ONE Komponenten

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Wir hatten das Glück mit Adam Allsopp, dem Project ONE Powertrain Director, sprechen zu können. Er gewährte uns detaillierte technische Einblicke in den Verbrennungsmotor (ICE), die von Herausforderungen geprägte Entwicklungsgeschichte und die Kraft dieser einzigartigen Maschine.

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Der Verbrennungsmotor (Internal Combustion Engine, ICE) ist das schlagende Herz des Mercedes-AMG ONE. Das Team, das an dieser fantastischen Maschine arbeitet, musste viele Aufgaben lösen, um das Projekt zu verwirklichen – die Verbindung von hoher Leistung, hoher Effizienz und der Einhaltung von Emissions-, Geräusch- und Sicherheitsstandards für die Straße war eine ganz besondere.

Atemberaubende Innovationen, ein Meisterwerk der Ingenieurskunst und ultimative Performance: Werfen Sie einen Blick ins Innere des Mercedes-AMG ONE – einem einzigartigen Fahrzeug mit der Seele eines F1-Autos.

Technische Fakten


Herzstück des Mercedes-AMG Project ONE Verbrennungsmotor

  • MGU-H U/MIN 100.000
  • MGU-K U/MIN 36.000
  • MGU-Fs U/Min  50.000 bei vMax
  • Systemleistung 782 kW (1.063 PS)
  • Lebensspanne in Kilometern 50.000
Mercedes-AMG ONE Motor
Mercedes-AMG ONE Motor

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Mercedes-AMG hat es sich zu seiner Mission gemacht, das Unmögliche möglich zu machen. Wir sprachen mit Adam Allsopp, Project ONE Powertrain Director von Mercedes-AMG High Performance Powertrains, über die signifikantesten technischen Aspekte des Verbrennungsmotors und die Komponenten, aus denen dieses, wie er sagte, "völlig andere Auto als alles, was ich bisher gefahren bin", besteht.

Dies war ein enormes Unterfangen auf allen Ebenen mit einem Team, das sich primär mit der Konstruktion von Rennmaschinen beschäftigt und ein solches Projekt noch nie zuvor verwirklicht hatte.

Mercedes-AMG ONE Motor

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

 

Können Sie uns erzählen, wie stolz Sie auf diesen Motor sind und was die aufregendste Eigenschaft daran ist?

Unser Team ist sehr stolz auf diesen Motor. Niemand sonst war in der Lage, einen Formel-1-Motor, eine Maschine, die Rennen gewinnen soll, indem sie höchste Effizienz und Leistung ohne Rücksicht auf Emissionen und Lärm erreicht, so anzupassen, dass sie alle Voraussetzungen für das Fahren auf öffentlichen Straßen erfüllt. Wir haben die letzte Etappe erreicht, um dies zu verwirklichen.

Was war Ihr Schwerpunkt bei der Entwicklung des Verbrennungsmotors (ICE)?

Unser Schwerpunkt war es vor allem, diesen Motor haltbarer zu machen als den eines klassischen Rennwagens. Ein Formel-1-Motor kann nur wenige Rennen überstehen, bevor er ersetzt werden muss. Der Motor im AMG ONE ist nun für 50.000 Kilometer ausgelegt. Sowohl der ICE- als auch der Elektromotor wurden angepasst, aber das technische Grundgerüst des Formel-1-Autos ist immer noch dasselbe Danach war unsere nächste Hürde die Partikelemission: Ein Formel-1-Motor produziert ohne Katalysator und Filter hohe Emissionen, und auch gasförmige Emissionen spielen hier eine Rolle. Um die richtigen Werte zu erreichen, haben wir die Kraftstoffgemischaufbereitung und die Verbrennung optimiert, ein Kanaleinspritzsystem und die neueste Filter- und Katalysatortechnologie hinzugefügt.

Es war ein harter Weg, um dorthin zu gelangen, wo wir jetzt sind. Die Verteilung und die Gemischaufbereitung wurden verbessert, indem zusätzlich zur Kraftsstoffdirekteinspritzung die Kanaleeinspriztung auf der anderen Seite des Zylinderkopfes hinzugefügt wurde. Dies, zusammen mit einem optimierten Luftstrom, etwas kleineren Einlasskanälen und dem Einsatz der neuesten Nachbehandlung, hat wirklich den Unterschied ausgemacht. Obwohl diese Änderungen einen gewissen Einfluss auf die maximale Leistungsabgabe des Motors hatten, befinden wir uns immer noch auf einem extrem hohen Niveau. Die Katalysatoren werden bereits vor dem Start des Motors vorgeheizt, wobei 16 Kilowatt elektrische Energie in beheizten Katalysatoren verwendet werden. Dies führt in Kombination mit dem angewandten Drei-Wege-Prinzip zu einer sehr guten Leistung bei den freigesetzten gasförmigen Emissionen. Für noch bessere Emissionswerte unter allen Bedingungen, einschließlich der realen Fahremissionen, sorgt die innovative Filtertechnologie.

Mercedes-AMG ONE Bestandteil
Mercedes-AMG ONE Bestandteil

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Was waren die größten Erfolge bei der Entwicklung und Implementierung im AMG ONE? Und was waren die größten technischen Herausforderungen bei der Entwicklung dieses Motors?

Die größte Herausforderung bestand für uns darin, einen Rennmotor nicht nur auf der Rennstrecke fahr- und einsetzbar zu machen, sondern auch im Straßenverkehr. Zum Vergleich: Ein Formel-1-Auto läuft im Leerlauf bei einer Drehzahl von 4.000 bis 5.000 Umdrehungen pro Minute – das ist in einer städtischen Umgebung nicht machbar. Das ist nicht nur viel zu laut, sondern würde unter normalen, städtischen Fahrbedingungen auch zu höheren Emissionen führen. Der Einbau der elektrischen Vorderachse stellte auch sicher, dass ein Fahrer das Fahrzeug in der Stadt ohne Probleme und unter allen Bedingungen bedienen kann. Crashtests und Sicherheitsanforderungen waren eine weitere Herausforderung, mit der wir konfrontiert waren, und die sich von der Arbeit mit einem rein auf den Rennsport ausgerichteten Formel-1-Motor unterschied.

Dies war ein enormes Unterfangen an allen Fronten mit einem Team, das sich primär mit der Konstruktion von Maschinen für den Renneinsatz beschäftigt und ein solches Projekt noch nie zuvor in Angriff genommen hatte. Einer der größten Triumphe, die wir erlebt haben, war daher die Zertifizierung der „Pass-by-Noise“-Tests. Hinzu kommt, dass wir den inoffiziellen Rundenrekord für ein öffentliches Straßenauto auf einer britischen Rennstrecke innerhalb des ersten Testtages um zwei Sekunden gebrochen haben. Das positive Feedback, das wir von den Fahrern erhalten haben, dass dieses Auto nicht nur erstaunlich schnell ist, sondern auch einfach zu fahren ist, ist ebenfalls ein großer Triumph für uns.

Wir wissen, dass der AMG ONE den Formel-1-Motor von 2016 nutzt. Dennoch mussten einige Änderungen am Motor vorgenommen werden, um ihn straßentauglich zu machen. Worin unterscheidet er sich am meisten?

Ja, der Motor gleicht zum Großteil dem Formel-1-Motor von 2016. Zur Erreichung der Ziellaufleistung mussten wir aber zum Beispiel das Verdichtungsverhältnis reduzieren und das Kurbelgehäuse verstärken. Das Herz des Formel-1-Motors ist aber gleich geblieben – das war auch der Sinn dieses Fahrzeugs. Hinzu kommen weitere Komponenten, die wir hinzugefügt haben, wie zum Beispiel die Kanaleinspritzung oder den elektrisch beheizten Katalysator. Dies ist das einzige Auto auf der Straße, das einen pneumatischen Ventiltrieb hat, dazu haben wir noch eine pneumatische Pumpe ergänzt. Um das NVH (Noise Vibration Harshness)-Niveau zu erreichen, wurden außerdem kleine Änderungen am Zahntrieb zwischen Kurbel- und Nockenwelle vorgenommen. Trotz der Ergänzungen sind die Gemeinsamkeiten mit dem Formel-1-Motor unverkennbar.

Mercedes-AMG ONE Kraftstoffeinspritzung
Mercedes-AMG ONE Kraftstoffeinspritzung

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Könnten Sie uns einige besondere Komponenten in diesem Motor nennen, die Sie gerne hervorheben möchten? Welche Auswirkungen haben diese auf die Fahrdynamik und wie innovativ sind sie?

Es gibt kein Auto auf der Straße, das mit einem pneumatischen Ventiltrieb fährt. Dadurch kann der Motor bei extrem hohen Drehzahlen laufen, etwa 11.000. Ein F1-Rennwagen kann noch höhere Drehzahlen erreichen, aber man muss die Fähigkeiten und Grenzen von Komponenten wie dem Getriebe und anderen respektieren, weshalb wir die Drehzahl gedeckelt haben. Mit dem Turbolader auf 7.000 Umdrehungen pro Minute zu drehen, fühlt sich bereits erstaunlich an; über 7.000 Umdrehungen pro Minute fühlt es sich dann an wie eine Kraftexplosion. Der Turbolader, oder MGUH, erzeugt eine extreme Steigerung des Motors mit rund 80 Kilowatt Leistung, während er gleichzeitig Energie für die Batterie gewinnt und die Elektromotoren antreibt.

Mercedes-AMG ONE Komponente
Mercedes-AMG ONE Komponente

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Er ist eines der fantastischsten Merkmale, denn der Turbolader kombiniert hohe Leistung und hohe Effizienz in einem. Auch thermische Energie aus dem Abgas wird wieder nutzbar gemacht. Der MGUK ist zusammen mit der elektrischen Vorderachse, die auf jeder Seite über 120 Kilowatt Leistung verfügt, in die Einspeisung zusätzlicher Energie an der Hinterachse involviert. Alle diese Komponenten arbeiten zusammen, damit das Fahrzeug entweder im Elektromodus oder in einer Kombination aus EV- und Hinterradantrieb fahren kann. Das Hybridsystem und der ICE ergeben zusammen eine Systemleistung von über 1.000 Pferdestärken. Unsere Vorderachse hat über die Torque-Vectoring-Technik ebenfalls einen sehr positiven Einfluss auf die Fahrzeugdynamik. Dies ist ein wunderbares Werkzeug für die Lenkung und insbesondere für die Kurvenfahrt.

Es ist das erste Mal, dass ein elektrischer Turbolader in einem Straßenauto eingesetzt wurde. Könnten Sie uns ein wenig über die Entwicklung dieses Bauteils erzählen, seine Auswirkungen und wie Sie das erreicht haben?

Einen elektrischen Turbolader in dieser Größenordnung sieht man derzeit nicht in Straßenfahrzeugen, da diese Komponente normalerweise den F1-Rennmotoren vorbehalten ist. Da durch den Verbrennungsprozess Temperaturen von bis zu 1.000 Grad erzeugt und dann durch die Turbine geleitet werden, ist es kein einfach zu implementierendes Bauteil. Auf der anderen Seite befindet sich der relativ kühle Kompressor und dazwischen der Elektromotor, der mit extremer Hitze nicht gut zurechtkommt. Wegen dieser Komplikationen wurde ein Turbolader, der bei hohen Drehzahlen mit bis zu 100.000 Umdrehungen pro Minute läuft, bisher nur in der Formel 1 eingesetzt. Hinzu kommen die CO2-Emissionen, die Gesetzgebung und Strafen bei Nichteinhaltung der Grenzwerte als OEM. Einen elektrischen Turbolader in einen so leistungsstarken Motor zu implementieren und dabei alle technischen und gesetzlichen Voraussetzungen einzuhalten, war eine abenteuerliche Herausforderung.

Mercedes-AMG ONE elektrischer Motor
Mercedes-AMG ONE elektrischer Motor

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Durch etwas Feinjustierung konnten wir das Leistungsniveau weiter optimieren, ohne das Fahrverhalten zu beeinträchtigen. Normalerweise wird der Turbolader nur durch den Abgasstrom angetrieben, was bedeutet, dass es immer eine Verzögerung gibt, wenn man als Fahrer beschleunigt. Der Druck muss zunächst durch die auf den Verdichter übertragene Leistung der Turbine erzeugt werden. In diesem Fall dreht der Elektromotor den Turbolader hoch, um genügend Ladedruck auf der Ansaugseite zu erzeugen und so sofort Leistung zu erzeugen. Bereits leichtes Beschleunigen führt zu genügend Ladedruck, der sich positiv und dynamisch auf das Fahrverhalten des Autos auswirkt. Die Effizienz wird ebenfalls erhöht, da die Turbine als Generator für den Elektromotor fungiert, indem sie Wärmeenergie nutzt, die normalerweise verloren gehen würde. Diese Energie wird der Vorderachse oder der Batterie zugeführt, anstatt nur heiße Abgase zu produzieren.

Ich glaube nicht, dass diese Konstruktion spezifisch einzigartig ist, aber ich glaube, dass sie für die Konstruktion von Hochleistungs-Sportwagen immer mehr an Bedeutung gewinnen wird, da die Notwendigkeit wächst, eine höhere Effizienz zu erreichen. Dies geschieht in der Regel durch Downsizing des Motors. In der Vergangenheit produzierte AMG einen Achtzylinder-Saugmotor mit 6,3 Litern Hubraum, jetzt haben wir 4 Liter Hubraum – und wer weiß, wohin uns die Zukunft führen wird? Dies ist ein verstärkter Motor, ein tatsächlicher Achtzylinder mit 4 Litern Hubraum, mit höherer Leistung und höherem Drehmoment als sein Vorgänger mit 6,3 Litern Hubraum. Ein elektrischer Turbolader ist unerlässlich, wenn wir Fortschritte bei der Entwicklung kompakterer, effizienterer und noch leistungsstärkerer Motoren machen wollen.

Mercedes-AMG ONE NVH Komponente
Mercedes-AMG ONE NVH Komponente

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Es ist wirklich aufregend und fühlt sich beim ersten Mal ein bisschen ungewohnt an, weil es so schnell ist. Aber es macht eine Menge Spaß.

Wie wirkt sich der pneumatische Ventiltrieb konkret auf das Fahrgefühl aus?

Obwohl diese Komponenten und Materialien für den Betrieb unter hoher Intensität ausgelegt sind, müssen wir dennoch ihre Grenzen respektieren. Der pneumatische Ventiltrieb kann 11.000 Umdrehungen erreichen, ohne dass die Nockenprofile beeinträchtigt werden; mit einem Nockenprofil, das insbesondere bei hohen Drehzahlen eine fantastische Leistungsabgabe ermöglicht. Der Motor, als ein klassischer Sportwagenmotor, stellt eine lineare oder progressive Leistungsverteilung über die Drehzahl. Das Resultat ist ein völlig anderes Auto als alles, was ich bisher gefahren bin. Es fühlt sich bereits bei 6.000 Umdrehungen unglaublich kraftvoll an. Es ist wirklich aufregend und fühlt sich beim ersten Mal ein bisschen ungewohnt an, weil es so schnell ist. Aber es macht eine Menge Spaß.

Mercedes-AMG ONE pneumatischer Ventiltrieb
Mercedes-AMG ONE pneumatischer Ventiltrieb

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Dies ist der erste ICE in einem straßenzugelassenen Auto, der direkt mit einem 120-kW-Elektromotor gekoppelt ist. Was waren die größten Herausforderungen bei der Umsetzung und warum wurde dies nicht schon früher realisiert? Was sind seine spezifischen Vorteile?

Dieser 120-Kilowatt-Elektromotor basiert direkt auf dem Formel-1-Motor und unterscheidet sich völlig von jeder Konstruktion, die normalerweise in der Massenproduktion verwendet wird. In der Massenproduktion wird er normalerweise direkt an der Kurbelwelle befestigt. In diesem Fall laufen sie mit der gleichen Drehzahl, um ein hohes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich zu erreichen. Die Leistung von Elektromotoren in einem herkömmlichen batteriebetriebenen Elektrofahrzeug ist beim Beschleunigen aus dem Stand am beeindruckendsten. Im Motorsport spielt dies keine so große Rolle; vielmehr steht ein hoher Drehzahlbereich im Vordergrund für eine entsprechende Leistung. Die Motoren sind für verschiedene Zwecke ausgelegt.

Mercedes-AMG ONE Kraftstoffeinspritzung
Mercedes-AMG ONE Kraftstoffeinspritzung

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

Kraftstoffverbrauch kombiniert: 8,7 l/100 km; CO2-Emissionen kombiniert: 198 g/km; Stromverbrauch kombiniert: 32 kWh/100 km | Emissionsangabe [1,2]

In einem Mercedes-Straßenwagen mit einem Hybridmotor, der mit 7.000 Umdrehungen pro Minute läuft, würde auch der Elektromotor mit der gleichen Geschwindigkeit von 7.000 Umdrehungen pro Minute laufen. Unser Elektromotor, der MGUK, läuft mit mehr als 30.000 Umdrehungen pro Minute und erzeugt maximale Leistung bei höheren Geschwindigkeiten, nicht nur ab dem Start. Der Elektromotor bietet eine sehr sportliche Leistungsverteilung in Bezug auf die Umdrehungen. Sein großer Vorteil ist die Kombination des Elektromotors mit einem Hochdrehzahlkonzept, einem extrem hohen Effizienzgrad und einem dahinterliegenden Getriebezug, der ihn direkt mit der Kurbel kuppelt, was zu einer sehr leichten Bauweise führt. Es sieht ein wenig aus wie der Anlasser eines Standard-Verbrennungsmotors. Sie würden sich nie vorstellen, dass der MGUK eine Leistung von 120 Kilowatt hat. Er ist sehr, sehr klein und kann vollständig in den ICE integriert werden.

Die Grundidee ist ähnlich wie bei einer Gasturbine, da sie hohe Drehzahlen und eine hohe Leistungsdichte erzeugt. Genau dieses Konzept nutzen wir auch für die Elektromotoren an der Vorderachse, wo über 50.000 Umdrehungen pro Minute erreicht werden. Dies funktioniert in Kombination mit einem mit der Vorderachse verbundenen Getriebe, um für jedes Rad die richtige Geschwindigkeit zu erzeugen. Maximale Leistung wird auch bei hohen Geschwindigkeiten erzeugt.

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Mercedes-AMG ONE

AMG One

The one and only

Gebaut, um eine Legende zu werden: Der Mercedes-AMG ONE. Das außergewöhnlichste und modernste Rennauto mit Straßenzulassung. Inspiriert von der Formel 1, gespickt mit Superlativen, gemacht für die Straße.

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