Mercedes hat auf dem Genfer Autosalon 2012 eine komplett neue A-Klasse
vorgestellt, die mit ihrem Vorgänger nichts mehr gemein hat. Auch bei
den Motoren und Getrieben betritt Mercedes zum Teil Neuland. Wir stellen
vor, was die neue A-Klasse antreibt.
Variabler Hub
Die dritte Generation der A-Klasse kommt mit drei Benzinern und vier Dieselmotoren auf den Markt. Die Benziner, alles Direkteinspritzer mit Turbo, leisten 122, 156 oder 211 PS und bieten zwischen 200 und 350 Newtonmeter Drehmoment. Die beiden schwächeren Motoren haben 1,6 Liter Hubraum und können gegen Aufpreis auch mit einem Doppelkupplungsgetriebe kombiniert werden, beim stärksten Benziner im A 250 ist es immer mit dabei. Eine Wandlerautomatik wie in den Vorgängern gibt es in der neuen A-Klasse nicht mehr. Mercedes hat sich entschieden, bei den neuen 1,6-Liter-Motoren auf einen vollvariablen Ventilhub zu verzichten. Stattdessen setzt man auf eine klassische Drosselklappe und auf eine zweistufige Ventilhubverstellung auf der Einlassseite. Ein Stellmotor (Aktuator) bewegt dabei zwei verschiebbare Stücke der Nockenwellen, damit kommt ein anderes Nockenprofil zum Einsatz, sodass die Ventile je nach Anforderung unterschiedlich weit öffnen. Diese Hubverstellung, Mercedes nennt das System Camtronic, funktioniert über einen elektronisch gesteuerten Aktuator, der oben in der Mitte auf der Nockenwelle sitzt.
Die dritte Generation der A-Klasse kommt mit drei Benzinern und vier Dieselmotoren auf den Markt. Die Benziner, alles Direkteinspritzer mit Turbo, leisten 122, 156 oder 211 PS und bieten zwischen 200 und 350 Newtonmeter Drehmoment. Die beiden schwächeren Motoren haben 1,6 Liter Hubraum und können gegen Aufpreis auch mit einem Doppelkupplungsgetriebe kombiniert werden, beim stärksten Benziner im A 250 ist es immer mit dabei. Eine Wandlerautomatik wie in den Vorgängern gibt es in der neuen A-Klasse nicht mehr. Mercedes hat sich entschieden, bei den neuen 1,6-Liter-Motoren auf einen vollvariablen Ventilhub zu verzichten. Stattdessen setzt man auf eine klassische Drosselklappe und auf eine zweistufige Ventilhubverstellung auf der Einlassseite. Ein Stellmotor (Aktuator) bewegt dabei zwei verschiebbare Stücke der Nockenwellen, damit kommt ein anderes Nockenprofil zum Einsatz, sodass die Ventile je nach Anforderung unterschiedlich weit öffnen. Diese Hubverstellung, Mercedes nennt das System Camtronic, funktioniert über einen elektronisch gesteuerten Aktuator, der oben in der Mitte auf der Nockenwelle sitzt.
Dreiteilige Nockenwelle
Die Nockenwelle selbst besteht aus drei Teilen: einer Trägerwelle und zwei daraufgeschobenen, seitlich verschiebbaren Stücken mit den Nocken zur Ventilbetätigung. Diese beiden variablen Stücke sitzen links und rechts vom Aktuator. Ein Stück betätigt die Ventile von Zylinder eins und zwei, das andere bedient Zylinder drei und vier. Die Fläche des Nockens, mit der die Ventile über Rollenkipphebel betätigt werden, ist nur halb so breit wie bei einem herkömmlichen Nocken. Der Platzbedarf in der Breite ist daher identisch.
Die Nockenwelle selbst besteht aus drei Teilen: einer Trägerwelle und zwei daraufgeschobenen, seitlich verschiebbaren Stücken mit den Nocken zur Ventilbetätigung. Diese beiden variablen Stücke sitzen links und rechts vom Aktuator. Ein Stück betätigt die Ventile von Zylinder eins und zwei, das andere bedient Zylinder drei und vier. Die Fläche des Nockens, mit der die Ventile über Rollenkipphebel betätigt werden, ist nur halb so breit wie bei einem herkömmlichen Nocken. Der Platzbedarf in der Breite ist daher identisch.
Entdrosselt
Und wozu der ganze Aufwand? Andere Hersteller setzen schon geraume Zeit auf eine vollvariable Ventilhubverstellung, BMW macht dies mit Valvetronic seit 2001 in den Vierzylindern. Der Vorteil der Mercedes-Lösung soll unter anderem schlicht in deutlich geringeren Kosten liegen. Zum anderen verspricht Mercedes, im Teillastbereich mit der Camtronic gegenüber dem Vorgänger bis zu zehn Prozent sparsamer zu sein. Im NEFZ, der ja nicht nur im Teillast gefahren wird, soll der Verbrauch mit Camtronic um rund 3,5 Prozent sinken. Bei niedrigen Drehzahlen und geringer Last arbeitet Mercedes mit kleinem Ventilhub und schließt das Einlassventil früh. Damit kann man die Drosselklappe schon bei geringer Last vergleichsweise weit öffnen und vermeidet so die typischen Drosselverluste zumindest teilweise. Die Steuerung der Last erfolgt bei geringem Drehmoment über die Drosselklappe, bei mittlerem Drehmoment über die Stellung der Einlassnockenwelle und erst bei erhöhtem Drehmoment über mehr Druck vom Turbolader. Fordert der Fahrer die maximale Kraft ab, wird auf großen Ventilhub umgeschaltet. Die Laststeuerung erfolgt dann wieder konventionell über die Drosselklappe oder über den Aufladegrad des Turboladers.
Und wozu der ganze Aufwand? Andere Hersteller setzen schon geraume Zeit auf eine vollvariable Ventilhubverstellung, BMW macht dies mit Valvetronic seit 2001 in den Vierzylindern. Der Vorteil der Mercedes-Lösung soll unter anderem schlicht in deutlich geringeren Kosten liegen. Zum anderen verspricht Mercedes, im Teillastbereich mit der Camtronic gegenüber dem Vorgänger bis zu zehn Prozent sparsamer zu sein. Im NEFZ, der ja nicht nur im Teillast gefahren wird, soll der Verbrauch mit Camtronic um rund 3,5 Prozent sinken. Bei niedrigen Drehzahlen und geringer Last arbeitet Mercedes mit kleinem Ventilhub und schließt das Einlassventil früh. Damit kann man die Drosselklappe schon bei geringer Last vergleichsweise weit öffnen und vermeidet so die typischen Drosselverluste zumindest teilweise. Die Steuerung der Last erfolgt bei geringem Drehmoment über die Drosselklappe, bei mittlerem Drehmoment über die Stellung der Einlassnockenwelle und erst bei erhöhtem Drehmoment über mehr Druck vom Turbolader. Fordert der Fahrer die maximale Kraft ab, wird auf großen Ventilhub umgeschaltet. Die Laststeuerung erfolgt dann wieder konventionell über die Drosselklappe oder über den Aufladegrad des Turboladers.
Turbulente Nachhilfe
Allerdings nimmt bei einem kleineren Ventilhub und einem frühen Einlassschluss die Turbulenz im Brennraum im Bereich der Zündkerze ab. Die Verwirbelung wird aber benötigt, beeinflusst sie doch maßgeblich die Verbrennungsgeschwindigkeit und das Durchbrennen des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Um dies zu kompensieren, wird im niedrigen Teillastbereich durch eine Mehrfacheinspritzung die Turbulenz erhöht, eine Mehrfachzündung soll eine sichere Entflammung garantieren.
Allerdings nimmt bei einem kleineren Ventilhub und einem frühen Einlassschluss die Turbulenz im Brennraum im Bereich der Zündkerze ab. Die Verwirbelung wird aber benötigt, beeinflusst sie doch maßgeblich die Verbrennungsgeschwindigkeit und das Durchbrennen des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Um dies zu kompensieren, wird im niedrigen Teillastbereich durch eine Mehrfacheinspritzung die Turbulenz erhöht, eine Mehrfachzündung soll eine sichere Entflammung garantieren.
So bleibt weniger zurück
Eingespritzt wird durch Piezo-Injektoren, die sich genauer steuern lassen als die normalerweise verwendeten Magnet-Injektoren, weil sie schneller geschaltet werden können. Bis zu fünf Einspritzungen pro Arbeitstakt, eine davon zum Zündzeitpunkt, sollen dafür sorgen, dass der Kraftstoff schneller verdampft und weniger weit in den Brennraum vordringt. In der Folge schlägt sich so weniger Kraftstoff an den Wänden im Brennraum nieder. Diese Kraftstoffrückstände würden zu mehr Partikeln führen – doch die stehen mit der für 2014 geplanten Abgasnorm Euro 6 auch bei Benzin-Direkteinspritzern verstärkt unter Beobachtung. Mercedes will mit dem neuen Motor in der Warmlaufphase die Partikelemission gegenüber dem Vorgänger um 90 Prozent gesenkt haben. Alle drei Motoren sollen schon heute die Grenzwerte für die Euro-6-Norm unterbieten. Ganz bewusst hat Mercedes auf ein mageres Schichtladekonzept mit inhomogener Gemischbildung verzichtet. Die erfordert eine aufwändigere und damit teurere Abgasnachbehandlung – im engen Budget dieser Klasse lässt sich das nur schwer unterbringen.
Eingespritzt wird durch Piezo-Injektoren, die sich genauer steuern lassen als die normalerweise verwendeten Magnet-Injektoren, weil sie schneller geschaltet werden können. Bis zu fünf Einspritzungen pro Arbeitstakt, eine davon zum Zündzeitpunkt, sollen dafür sorgen, dass der Kraftstoff schneller verdampft und weniger weit in den Brennraum vordringt. In der Folge schlägt sich so weniger Kraftstoff an den Wänden im Brennraum nieder. Diese Kraftstoffrückstände würden zu mehr Partikeln führen – doch die stehen mit der für 2014 geplanten Abgasnorm Euro 6 auch bei Benzin-Direkteinspritzern verstärkt unter Beobachtung. Mercedes will mit dem neuen Motor in der Warmlaufphase die Partikelemission gegenüber dem Vorgänger um 90 Prozent gesenkt haben. Alle drei Motoren sollen schon heute die Grenzwerte für die Euro-6-Norm unterbieten. Ganz bewusst hat Mercedes auf ein mageres Schichtladekonzept mit inhomogener Gemischbildung verzichtet. Die erfordert eine aufwändigere und damit teurere Abgasnachbehandlung – im engen Budget dieser Klasse lässt sich das nur schwer unterbringen.
Frühe Kraft
Resultat all dieser Bemühungen, so Mercedes, sind ein geringerer Verbrauch, weniger Emissionen und mehr Kraft schon im unteren Drehzahlbereich. Im A 250 steht ab 1.200 Umdrehungen das maximale Drehmoment von 350 Newtonmeter zur Verfügung. Bei den 1,6-Liter-Motoren steht die Kraft ab 1.250 Touren bereit. In einem Versuchsträger, einer aktuellen C-Klasse, konnten wir uns einen ersten Eindruck vom 156-PS-Benziner verschaffen. Der zieht merklich besser durch als sein gleich starker Vorgänger, wirkt aber im Drehzahlbereich über 5.000 U/min ein wenig zäh. Bis zu dieser Marke beschleunigt der Antrieb selbst die schwere C-Klasse allerdings ziemlich nachdrücklich. Für eine abschließende Beurteilung ist es aber noch zu früh, denn bei dem von uns gefahrenen Motor fehlte noch die Feinabstimmung für die Serie.
Resultat all dieser Bemühungen, so Mercedes, sind ein geringerer Verbrauch, weniger Emissionen und mehr Kraft schon im unteren Drehzahlbereich. Im A 250 steht ab 1.200 Umdrehungen das maximale Drehmoment von 350 Newtonmeter zur Verfügung. Bei den 1,6-Liter-Motoren steht die Kraft ab 1.250 Touren bereit. In einem Versuchsträger, einer aktuellen C-Klasse, konnten wir uns einen ersten Eindruck vom 156-PS-Benziner verschaffen. Der zieht merklich besser durch als sein gleich starker Vorgänger, wirkt aber im Drehzahlbereich über 5.000 U/min ein wenig zäh. Bis zu dieser Marke beschleunigt der Antrieb selbst die schwere C-Klasse allerdings ziemlich nachdrücklich. Für eine abschließende Beurteilung ist es aber noch zu früh, denn bei dem von uns gefahrenen Motor fehlte noch die Feinabstimmung für die Serie.
Vier Diesel
Die Dieselmotoren sind zum Teil schon aus der neuen B-Klasse bekannt. Angeboten werden vier Motoren, wobei es im A 180 CDI zwei Motoren mit 109 PS gibt. Der eine hat 1.461 ccm und wurde zusammen mit Renault entwickelt. Dort arbeitet er beispielsweise seit kurzem im überarbeiteten Mégane. In der A-Klasse gibt es ihn nur mit Schaltgetriebe. Der zweite 109-PS-Diesel, mit 1,8-Liter Hubraum, ist dagegen nur mit einem Doppelkupplungsgetriebe zu haben und teilt sich seine Basis mit dem A 200 CDI, für den es beide Getriebe-Optionen gibt. Dort liefert er 136 PS und 300 Newtonmeter. Der stärkste Selbstzünder A 220 CDI bietet 170 PS (350 Newtonmeter) und soll als einziger in der Dieselpalette schon die Euro-6-Vorgaben erfüllen. Damit wäre er seiner direkten Konkurrenz etwas voraus, doch BMW könnte mit einem entsprechend umgerüsteten 120d schnell reagieren – schließlich gab es einen entsprechenden Motor im gerade abgelösten Dreier gegen Aufpreis auch schon mit Euro 6. Gut möglich, dass Mercedes hinsichtlich der Leistung noch nachlegt, denn BMW bietet im aktuellen 125d noch einmal deutlich mehr PS an.
Die Dieselmotoren sind zum Teil schon aus der neuen B-Klasse bekannt. Angeboten werden vier Motoren, wobei es im A 180 CDI zwei Motoren mit 109 PS gibt. Der eine hat 1.461 ccm und wurde zusammen mit Renault entwickelt. Dort arbeitet er beispielsweise seit kurzem im überarbeiteten Mégane. In der A-Klasse gibt es ihn nur mit Schaltgetriebe. Der zweite 109-PS-Diesel, mit 1,8-Liter Hubraum, ist dagegen nur mit einem Doppelkupplungsgetriebe zu haben und teilt sich seine Basis mit dem A 200 CDI, für den es beide Getriebe-Optionen gibt. Dort liefert er 136 PS und 300 Newtonmeter. Der stärkste Selbstzünder A 220 CDI bietet 170 PS (350 Newtonmeter) und soll als einziger in der Dieselpalette schon die Euro-6-Vorgaben erfüllen. Damit wäre er seiner direkten Konkurrenz etwas voraus, doch BMW könnte mit einem entsprechend umgerüsteten 120d schnell reagieren – schließlich gab es einen entsprechenden Motor im gerade abgelösten Dreier gegen Aufpreis auch schon mit Euro 6. Gut möglich, dass Mercedes hinsichtlich der Leistung noch nachlegt, denn BMW bietet im aktuellen 125d noch einmal deutlich mehr PS an.
Zweistufige Abgasrückführung
Nur der Top-Diesel bekommt eine Abgasrückführung (AGR), die zweigeteilt ist: einmal mit hohem und einmal mit niedrigem Druck. Das soll für einen geringeren Verbrauch und weniger Stickoxidemissionen (NOx) sorgen. Interessant ist dabei besonders der Niederdruckbereich, den nur der A 220 CDI bekommt. Dabei wird erst hinter dem Partikelfilter ein Teil des Abgases abgezweigt und durch einen Kühler geführt. Ein elektrisch betätigtes AGR-Ventil regelt dann, wie viel vom Abgas dem Ansaugbereich wieder beigemischt wird. In der A-Klasse kann dieser Anteil bei bis zu 63 Prozent liegen. Durch das beigemischte Abgas sinkt der Sauerstoffanteil der angesaugten Luft im Zylinder. Das senkt wiederum die Temperatur im Brennraum, was weniger NOx zur Folge hat. Erst wenn auch die letzten 20 Prozent Leistung abgefragt werden, geht der Anteil des beigemischten Abgases gegen Null.
Nur der Top-Diesel bekommt eine Abgasrückführung (AGR), die zweigeteilt ist: einmal mit hohem und einmal mit niedrigem Druck. Das soll für einen geringeren Verbrauch und weniger Stickoxidemissionen (NOx) sorgen. Interessant ist dabei besonders der Niederdruckbereich, den nur der A 220 CDI bekommt. Dabei wird erst hinter dem Partikelfilter ein Teil des Abgases abgezweigt und durch einen Kühler geführt. Ein elektrisch betätigtes AGR-Ventil regelt dann, wie viel vom Abgas dem Ansaugbereich wieder beigemischt wird. In der A-Klasse kann dieser Anteil bei bis zu 63 Prozent liegen. Durch das beigemischte Abgas sinkt der Sauerstoffanteil der angesaugten Luft im Zylinder. Das senkt wiederum die Temperatur im Brennraum, was weniger NOx zur Folge hat. Erst wenn auch die letzten 20 Prozent Leistung abgefragt werden, geht der Anteil des beigemischten Abgases gegen Null.
Zwei Pumpen im Getriebe
Mit der neuen A-Klasse wendet sich Mercedes von der klassischen Wandlerautomatik ab und bietet nur noch ein modernes Doppelkupplungsgetriebe mit sieben Gängen an. Bedient wird es mit einem Lenkstockhebel rechts hinter dem Lenkrad. Bis zu 450 Newtonmeter soll es übertragen können, was zwar derzeit kein Motor in der A-Klasse bietet, doch mit sportlichen AMG-Modellen oder stärkeren Dieselmotoren schnell erreicht ist. Bei der Ölversorgung setzt Mercedes auf eine Arbeitsteilung. Eine mechanische Pumpe sorgt im normalen Fahrbetrieb für den nötigen Öldruck, eine elektrische greift nur ein, wenn mehr Öldruck als normal erforderlich ist oder das Start-Stopp-System in Aktion ist. Ist der Motor beispielsweise vor einer Ampel aus, springt die elektrische Pumpe schon in dem Moment an, in dem der Fahrer den Fuß von der Bremse nimmt. Da die Pumpe recht klein ist, ist der Öldruck im Getriebe schon da, wenn der Motor wieder anspringt und die mechanische Pumpe übernimmt.
Mit der neuen A-Klasse wendet sich Mercedes von der klassischen Wandlerautomatik ab und bietet nur noch ein modernes Doppelkupplungsgetriebe mit sieben Gängen an. Bedient wird es mit einem Lenkstockhebel rechts hinter dem Lenkrad. Bis zu 450 Newtonmeter soll es übertragen können, was zwar derzeit kein Motor in der A-Klasse bietet, doch mit sportlichen AMG-Modellen oder stärkeren Dieselmotoren schnell erreicht ist. Bei der Ölversorgung setzt Mercedes auf eine Arbeitsteilung. Eine mechanische Pumpe sorgt im normalen Fahrbetrieb für den nötigen Öldruck, eine elektrische greift nur ein, wenn mehr Öldruck als normal erforderlich ist oder das Start-Stopp-System in Aktion ist. Ist der Motor beispielsweise vor einer Ampel aus, springt die elektrische Pumpe schon in dem Moment an, in dem der Fahrer den Fuß von der Bremse nimmt. Da die Pumpe recht klein ist, ist der Öldruck im Getriebe schon da, wenn der Motor wieder anspringt und die mechanische Pumpe übernimmt.
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