30 juli 2014
AMG

AMG

AMG ontwikkelt 4.0-liter V8 biturbomotor

30 juli 2014 | Mercedes-AMG presenteert de AMG 4.0-liter V8 biturbomotor. Het is een nieuwe ontwikkeling en wordt het sportieve hart van de nieuwe Mercedes-AMG GT-auto. Deze achtcilinder onderscheidt zich door zijn lichtgewicht constructie en zijn hoge mate aan efficiency en duurzaamheid. Met een piekvermogen tot 375 kW (510 pk) en maximumkoppel van 650 Nm levert de nieuwe AMG V8 prestaties op autosportniveau.

De nieuwe AMG V8 heeft twee turbo's die niet aan de buitenkant, maar tussen de cilinderbanken in V-opstelling zijn gemonteerd. Een constructie die door experts als 'hot inside V' wordt aangeduid. De voordelen van deze constructie zijn een compact motorontwerp, een optimale respons en lage uitlaatgasemissies. Dry sump-smering maakt het mogelijk de motor lager in de motorruimte te plaatsen, waardoor het zwaartepunt lager komt te liggen, wat weer de basis vormt voor een hogere bochtensnelheid. De M178 (interne typeaanduiding) van AMG is daarmee 's werelds eerste sportwagenmotor met 'hot inside V' en dry sump-smering. Met een drooggewicht van 209 kg is de nieuwe AMG V8 tevens de lichtste motor in zijn klasse.

De piek van 650 Newtonmeter is beschikbaar over een toerengebied tussen 1.750 en 4.750 tpm. Met een cilinderinhoud van 3.982cc is de V8 wat technologie betreft nauw verwant aan de AMG 2.0-liter turbomotor in de A45 AMG, de CLA 45 AMG en de GLA 45 AMG. Momenteel is die motor de krachtigste serieproductie viercilindermotor ter wereld. Beide AMG-motoren hebben dezelfde boring-slagverhouding voor een uitstekend toerenkarakter. De brandstof/lucht mengverhouding wordt verzorgd door een derde-generatie directe brandstofinjectie met piëzo-injectoren. De AMG 4.0-liter V8 biturbo voldoet aan de Euro 6 emissie-eisen voor de maximale partikeluitstoot die in 2016 van kracht worden.

AMG

Het aluminium onderblok wordt vervaardigd met behulp van zandgietseltechnologie en wordt gekenmerkt door een zogenaamd 'closed deck' ontwerp waarbij de ruimte tussen de cilinderbanken gesloten is. Daarmee wordt extreme sterkte verkregen waarbij het gewicht zo laag mogelijk blijft, terwijl deze constructie bestand is tegen een hogere inspuitdruk tot zelfs 130 bar.

'Spectacle honing' is nog zo'n maatregel om de wrijving en daarmee het brandstofverbruik te beperken. Bij dit proces krijgen de cilinderwanden hun mechanische bewerking terwijl de cilinderbanken al in positie gemonteerd zijn. Een speciale mal wordt op het motorcarter geschroefd op de plek waar later de cilinderkop wordt aangebracht. Elke mogelijke vervorming in de cilinder die in de eindmontage zou kunnen ontstaan wordt daarbij ontdekt en tijdens het honen van de cilinders weggewerkt, ten gunste van zowel de duurzaamheid van de motor als het olieverbruik. De nieuwe AMG V8 heeft gegoten lichtgewicht aluminium zuigers die extra sterk zijn.

Dankzij het gebruik van dry sump-smering is een conventioneel oliecarter overbodig. Daardoor kan de motor, die al laag werd gemonteerd, nog eens 55 millimeter zakken. Daarmee is het zwaartepunt van de auto nog verder verlaagd, wat ideaal is voor een sportwagen met extreme bochtensnelheid. Naast een verbeterde wendbaarheid zorgt dry sump-smering voor een optimale motorsmering, zelfs bij hoge snelheden in bochten.

AMG

In de M178 maakt de dry sump-smering gebruik van een zuigpomp, een drukpomp en een extern oliereservoir met een inhoud van twaalf liter. Het systeem pompt in totaal negen liter olie rond. De oliezuigpomp onttrekt de olie direct uit het krukashuis, de cilinderkoppen en kleppentrein en voert de olie door naar het externe oliereservoir bij een pompvermogen van maximaal 250 liter per minuut. De olie blijft daar slechts vijf seconden alvorens opnieuw door de high-performance motor te worden rondgepompt.

De on-demand aansturing van de oliedrukpomp houdt rekening met het motortoerental, de temperatuur en belastingkarakteristieken die door het motorstuurapparaat worden opgeslagen. In het kader van een consequente lichtgewicht constructie van de motor zijn het onderste deel van het oliecarter en het oliereservoir beide vervaardigd uit kunststof.

De cilinderkoppen van de AMG 4.0-liter V8 biturbomotor zijn vervaardigd uit een zirkoniumlegering voor maximale weerstand tegen hoge temperaturen en thermische geleiding. Vier bovenliggende nokkenassen bedienen in totaal 32 kleppen. Verstelbaarheid van de nokkenassen aan de in- en uitlaatkant zorgt voor een uitstekende respons en optimaliseert de verbrandingscyclus voor iedere afzonderlijke cilinder. Geoptimaliseerde klepveren en een kleppentrein met klepstoters genereren aanvullende brandstofbesparing.

AMG

Een combinatie van biturbolading en directe brandstofinspuiting met gerichte verbranding verhoogt de thermodynamische efficiency, waarbij de brandstofconsumptie en de uitlaatgasemissies worden beperkt. Bijzonder snelle en precieze piëzo-injectoren verstuiven de brandstof die onder hoge druk in de acht verbrandingskamers wordt gespoten. Meervoudige injectie geschiedt 'on-demand', waardoor een homogeen brandstof-luchtmengsel wordt gegarandeerd. De aanvoer van brandstof wordt elektronisch gestuurd en is volledig variabel bij een brandstofdruk tussen 100 en 200 bar.

Aan beide zijden van de einddemper bevindt zich een klep die variabel wordt bediend, afhankelijk van de transmissiestand, de vermogensbehoefte van de bestuurder en het motortoerental. Bij lage belasting en motortoerentallen blijven de kleppen gesloten. Daarbij leggen de uitlaatgassen een langere weg af en stromen ze door een extra dempingunit zodat het motorgeluid plezierig doch onderdrukt klinkt, waarbij nadrukkelijk hoorbare frequenties op efficiënte wijze worden weggefilterd.

Wanneer de bestuurder accelereert, openen de kleppen zich op progressieve wijze. Daarbij volgt een deel van de uitlaatgassen nog de langere, akoestisch gedempte weg door het uitlaatsysteem en het andere deel de kortere afstand. Onder vollast bij hoge motortoerentallen worden beide kleppen geheel geopend, waardoor de inzittenden kunnen genieten van de krachtige, typerende sound van een AMG V8. Waarbij er geen enkele twijfel bestaat over het prestatiepotentieel van de 375 kW (510 pk) achtcilinder biturbo.

AMG

Voor een optimaal vermogen, zelfs bij hoge buitentemperaturen, maakt Mercedes-AMG gebruik van indirecte lucht-water turboluchtkoeling. De turboluchtkoeler heeft een gescheiden watercircuit met een lage temperatuur. Als gevolg van het geoptimaliseerde doorstroomprofiel van de turboluchtkoeler is de temperatuur van de inlaatlucht maximaal 180 graden Celsius. De lage-temperatuurkoeler met het watercircuit zorgt ervoor dat de door de turbo's samengeperste inlaatlucht op effectieve wijze wordt afgekoeld alvorens in de verbrandingskamers terecht te komen. Zelfs onder vollast wordt een lage inlaattemperatuur gewaarborgd. Een grote radiateur in het front van de auto zorgt voor de gecontroleerde koeling van het koelwater dat door het lage-temperatuurcircuit stroomt. Extreem korte luchtinlaatkanalen staan borg voor een optimale respons.

Het koelwater van de motor wordt gekoeld op basis van een efficiënt 'cross-flow' principe, een driefase thermostaat warmt het koelwater daarnaast sneller op. Omdat de waterpomp wordt aangedreven door een ketting in plaats van de gebruikelijke poly-V-riem, wordt een vereenvoudigd riemsysteem gebruikt met minder spankracht. Voordeel: minder verlies van aandrijfkracht. Met een doorstroomsnelheid van 420 liter pompt de waterpomp per minuut het equivalent van meer dan twee badkuipen vol water rond.

Een externe motoroliekoeler achter de voorspoiler van de Mercedes-AMG GT draagt bij aan het warmtemanagement van de V8-motor. Een tweefase oliepomp zorgt voor de circulatie van de olie en varieert de doorstroomhoeveelheid afhankelijk van de motorbelasting en het toerental, ten gunste van het brandstofverbruik. Bij hoge motortoerentallen stroomt er per seconde meer dan een liter olie door de olieleidingen en –kanalen. Voor gewichtsbesparing zijn tal van olie- en waterleidingen gemaakt van aluminium.