Novi Mercedes-AMG ?etiri-cilindri?ni turbo motor iz ultra moderne proizvodnje

?etiri pobjede: sa snagom do 310 kW (421 KS), ovaj potpuno novorazvijeni Mercedes-AMG 2.0-litreni M 139 motor najsnažniji je turbo ?etiri-cilindri?ni serijski proizveden motor na svijetu.

S ovim motorom, marka Mercedes-AMG je za ?ak 30 kW (41 KS) nadišla prethodni najsnažniji motor M 133. Maksimalni okretni moment je tako?er pove?an sa 475 Nm na 500 Nm. Sa specifi?nom snagom po litri obujma od 155 kW (211 KS), novi Mercedes-AMG turbo motor visokih performansi može se usporediti s mnogim dobro poznatim motorima iz super automobila.

Ovaj novi i vrlo u?inkoviti agregat proizvodi se na inovativnoj proizvodnoj liniji u Affalterbachu, prema principu „jedan ?ovjek, jedan motor”.
Ovaj ?etverocilindraš, koji je dostupan u dvije izvedbe razli?itih snaga, osigurat ?e agilne performanse za kompaktne modele marke Mercedes-AMG: s 310 kW (421 KS) kao S-model i 285 kW (387 KS) u osnovnoj ina?ici. Ova politika ponude proizvoda ve? se pokazala uspješnom kod V8 AMG Performance modela te bolje zadovoljava želje klijenata.

Osim samim performansama, izraženima u brojkama, ovaj novi motor impresionira svojim trenutnim odzivom. Sad je krivulja okretnog momenta pažljivo uravnotežena (“torque shaping”): maksimalni okretni moment od 500 Nm (480 Nm u osnovnoj izvedbi) dostupan je u rasponu od 5000 do 5250 o/min (4750 do 5000 o/min u osnovnoj izvedbi). S ovom konfiguracijom, AMG-ovi inženjeri postigli su isporuku snage koja je sli?na atmosferskim motorima, za još uzbudljivije iskustvo vožnje. Inženjeri su tako?er uspjeli realizirati dinami?ki rastu?u krivulju momenta pri nižim okretajima motora, ?ime se poboljšala agilnost. Zahvaljuju?i ve?em okretnom momentu pri višim okretajima ovaj se motor rado vrti. Nadalje, visoki maksimalni broj okretaja motora (do 7200 o/min) potvr?uje da je M 139 sportski motor.

“S prethodnim motorom ve? smo postavili standarde u ovom segmentu. Ovaj, u biti novi, ?etiri-cilindri?ni motor shvatili smo kao izazov i priliku da postignemo još bolje zna?ajke. To smo uspjeli s nizom ponekad revolucionarnih rješenja. S motorom M 139 još jednom smo impresivno demonstrirali stru?nost marke Mercedes-AMG u razvoju i proizvodnji motora. Ne samo da je specifi?na snaga po litri obujma dosad nedostignuta za jedan turbo motor nego i visoka razina u?inkovitosti tako?er demonstrira da motor s unutrašnjim sagorijevanjem još uvijek ima dodatni potencijal,” kaže Tobias Moers, predsjednik tvrtke Mercedes-AMG GmbH.

Zašto je ponovo uveden princip „jedan ?ovjek, jedan motor”
Ovaj novi motor u potpunosti se sklapa ru?no. Na prvom katu MG-ove tvornice motora u Affalterbachu instalirana je potpuno novo projektirana proizvodna linija, u kojoj je Mercedes-AMG podigao princip „jedan ?ovjek, jedan motor” na sasvim novu razinu s Industry 4.0 metodama koje uklju?uju najnovija saznanja u ergonomiji, rukovanju materijalima, osiguraju kvalitete, održivosti i u?inkovitosti. Tijekom implementacije Industry 4.0 tehnologije, AMG-ove ru?ne operacije sklapanja na sli?an na?in slijede viziju ”pametne proizvodnje”. Isti?u se maksimalnom fleksibilnoš?u te su transparentne i vrlo u?inkovite. Štite i poboljšavaju kvalitetu motora i proizvodnog procesa koriste?i inovativne i digitalne tehnologije.

“Za sklapanje motora M 139 u potpunosti smo revidirali princip ”jedan ?ovjek, jedan motor”. Rezultat je ultra moderan proizvodni proces usmjeren na ljude. Kako bi to postigli, kreirali smo idealne radne uvjete u svijetloj, precizno organiziranoj i ?istoj okolini za naše zaposlenike. To pruža najbolju osnovu za nastavak osiguravanja naše visoke razine kvalitete ?ak i ako tehnologija postaje više kompleksna”, kaže Emmerich Schiller, izvršni organizacijski direktor i ?lan uprave tvrtke Mercedes-AMG GmbH.

Zašto 180-stupanjska rotacija donosi mnoge prednosti
Novi motor isti?e se raznim inteligentnim dizajnerskim zna?ajkama. U usporedbi sa sli?nim popre?no ugra?ivanim M 260 ?etiri-cilindri?nim motorom u modelima ”35” ili s prethodnim M 133 motorom, novi Mercedes-AMG M 139 rotira se oko svoje okomite osi za 180 stupnjeva. To zna?i da su turbo punja? i ispušna grana sada pozicionirane straga, sa strane vatrozida kad se gleda odostraga. Time je usisni sustav pozicioniran sprijeda. Ova konfiguracija omogu?uje najtanju mogu?u i aerodinami?ki povoljnu konstrukciju prednjeg dijela vozila. Nadalje, novi raspored omogu?uje poboljšano usmjeravanje zraka s kra?im udaljenostima i manjim brojem skretanja – na usisnoj i ispušnoj strani.

Kako valjkasti ležajevi poboljšavaju odziv turbo punja?a
Novi turbo punja? s dva vijka kombinira optimalni odziv pri niskim okretajima motora s ve?om snagom u gornjem rasponu okretaja. Nadalje, ku?ište turbine podijeljeno je u dva paralelna kanala. Zajedno su na sli?an na?in podijeljene linije u ispušnoj grani, što omogu?uje odvojeno usmjeravanja protoka ispušnih plinova do turbine.
Cilj je sprije?iti da pojedina?ni cilindri negativno utje?u jedan na drugoga tijekom ciklusa optere?enja te poboljšati ciklus gasa. Rezultat je ve?i okretni moment pri nižim okretajima motora te ekstremno dobar odziv.

Osovine kompresora i turbina po prvi put imaju valjkaste ležajeve – kao i u vrhunskoj izvedbi AMG-ovog 4.0-litrenog V8 motora u 4-vratnom modelu AMG GT Coupé. Valjkasti ležajevi smanjuju mehani?ko trenje unutar turbo punja?a na minimum. Time punja? spremnije reagira i brzo postiže maksimalnu brzinu do 169.000 o/min.
Kako elektroni?ka kontrola tlaka prednabijanja optimizira odziv

S maksimalnim tlakom prednabijanja od 2,1 bara (1,9 za osnovni model), ovaj 2.0-litreni turbo može se pohvaliti vrhunskim zna?ajkama i u ovom pogledu. Elektroni?ki kontrolirani otpusni ventil ispušnog sustava omogu?uje precizniju i fleksibilniju kontrolu tlaka prednabijanja uz optimiziranje odziva, pogotovo prilikom ubrzavanja kod djelomi?nog optere?enja. Tijekom ovog procesa u obzir se uzimaju razni parametri.

Glavni ulazni signali u kontrolnu jedinicu otpusnog ventila su tlak prednabijanja, pozicija zaklopke gasa i tendencija lupanja. Modificirani signali uklju?uju temperaturu usisnog zraka, temperaturu motora, broj okretaja motora i atmosferski tlak. To tako?er omogu?uje privremeno pove?anje tlaka prednabijanja (overboost) tijekom ubrzavanja.

Za hla?enje turbo punja?a, osim ulja i vode, koristi se svježi zrak. Usmjerava se na punja? kroz rešetku hladnjaka, preko pokrova motora koji je izveden kao deflektor zraka i zrak usmjerava ispod poklopca motora. Koncept se temelji na principima i iskustvu ste?enom glede hla?enja interno ugra?enih turbo punja?a u trenuta?nim AMG 4.0-litrenim V8 motorima, po?evši s modelom AMG GT iz 2014. Nadalje, ku?ište turbine ima integriranu izolaciju.

Prednosti bloka motora
Potpuno aluminijski blok motora je hladno lijevani element koji se isti?e izvanrednim zna?ajkama materijala. U ovom procesu otopljeni aluminij se lijeva u metalni kalup uz pomo? gravitacije. Zahvaljuju?i dobroj termi?koj vodljivosti, vodom hla?eni kalup omogu?uje brzo hla?enje i stvrdnjavanje otopine. Rezultat je fino zrnasta i gusta struktura koja jam?i vrlo visoku ?vrsto?u. Kompleksne unutrašnje geometrije mogu se realizirati uz pomo? uba?enih pješ?anih jezgri.

Takozvana konstrukcija s punim blokom motora (closed-deck) – poznata iz moto utrka – osigurava izvanrednu krutost uz malu masu te omogu?uje maksimalne tlakove sagorijevanja do 160 bara. Podru?ja oko cilindara uglavnom su puna, a pokrov uklju?uje samo manje kanale za rashladnu teku?inu i motorno ulje. Sklop bloka motora s laganom radilicom od kovanog ?elika i klipovima od kovanog aluminija s optimiziranim prstenima klipova kombinira nisko trenje i visoku ?vrsto?u. Maksimalni broj okretaja motora je 7200 o/min, a maksimalna snaga se razvija na 6750 o/min. Karter uklju?uje pregradne plo?e tako da unato? ve?em karteru, ?ak i pri višim popre?nim silama, uvijek ima dovoljno ulja za podmazivanje svih bitnih komponenata.

Zašto je na stjenke cilindara nanesen NANOSLIDE premaz
Kako bi se smanjilo trenje izme?u klipova i cilindara, stjenke su premazane patentiranom NANOSLIDE tehnologijom. To stjenkama osigurava zrcalnu površinu za minimalno trenje, a obloga je dvostruko tvr?a od konvencionalnih obloga od sivog lijeva i time ih ?ini puno izdržljivijima. NANOSLIDE tehnologiju razvila je kompanija Daimler AG te je zašti?ena s više od 90 grupa patenata i preko 40 patenata. Premaz je prvi put korišten za AMG-ov motor M 156 te je nakon toga korišten i u drugim AMG-ovim motorima, a tako?er se može prona?i i u Formula 1 motoru tima Mercedes AMG Petronas Motorsport.

Kako ve?i ispušni ventili osiguravaju brže cikluse ispušnih plinova
Promjena pozicije i lagano naginjanje ubrizgava?a i sustav svje?ica u glavi cilindra omogu?ili su zna?ajno pove?anje ispušnih ventila u odnosu na one koji se ugra?uju u prethodni motor M 133. Ve?i popre?ni presjeci ispuha omogu?uju da plinovi izlaze iz komora za sagorijevanje s malim gubitcima te smanje ukupni u?inak ventiliranja klipova.
U?inkovitije hla?enje glave cilindara postignuto je brtvama glave s manjom visinom ugradnje i provrtom za hla?enje u blizini komore za sagorijevanje, u podru?ju izme?u brtvi ispuha. Hla?enje je tako?er poboljšano s bliskom geometrijom vodene košuljice, bržim protokom i optimiziranim volumetrijskim protokom. Višeslojna i tehnološki napredna valovita metalna brtva izolira glavu cilindara od bloka motora.

Dvije bregaste osovine u glavi motora kontroliraju 16 ventila uz pomo? težinski optimiziranih klackalica. Namještanje bregaste osovine na usisnoj i ispušnoj strani omogu?uje izvrstan odziv i optimizira ciklus gasa za svaku radnu to?ku. Još jedna zna?ajka je CAMTRONIC kontrola ventila na ispušnoj strani, s dva brijega po ventilu. Brjegovi imaju razli?ite geometrije, stoga ovisno o postavkama brijega u ovisnosti o uvjetima vožnje, ispušni ventili mogu biti otvoreni kratko ili dugo vrijeme – za još bolji odziv pri niskim okretajima motora, udobnu i štedljivu vožnju pri srednjim okretajima i isporuku maksimalne snage u gornjem rasponu okretaja.

Kako ubrizgavanje goriva kombinira najbolje od oba svijeta
Turbo prednabijanje i direktno ubrizgavanje sa sprejem vo?enim procesom sagorijevanja ne samo da dozvoljava visoku snagu nego tako?er poboljšava termodinami?ku u?inkovitost i time smanjuje potrošnju goriva i emisije.

Po prvi put, novi ?etiri cilindri?ni motor visokih performansi ima dvostupanjsko ubrizgavanje goriva. U prvom stupnju posebno brzi i precizni piezo ubrizgava?i gorivo ubacuju u komore za sagorijevanje pri tlaku do 200 bara. Povremeno se rado o višestrukom procesu te ga prema potrebi kontrolira upravlja?ki sustav motora.

U drugom stupnju provodi se dodatno ubrizgavanje u usisnu granu uporabom solenoidnih ventila. To je potrebno kako bi se postigla visoka specifi?na snaga motora. Elektroni?ki kontrolirana opskrba gorivom ima radni tlak od 6,7 bara.

Kako sofisticirani sustav hla?enja pove?ava snagu
Visoka snaga zahtijeva inteligentno zamišljen sustav hla?enja. Dodatni hladnjak u luku kota?a nadopunjuje veliki hladnjak u prednjem dijelu. Niskotemperaturni krug tako?er se koristi za me?uhladnjak zraka/vode. Zajedno sa serijski spojenim me?uhladnjakom, protok rashladne teku?ine koja te?e kroz hladnjake osigurava elektri?na pumpa visokih performansi. To osigurava idealno hla?enje jako stla?enog zraka prednabijanja, ?ime se doprinosi optimalnim performansama motora.

Hla?enje ulja mjenja?a integrirano je u krug hla?enja motora, te pri tome pomaže izmjenjiva? topline koji je direktno ugra?en na mjenja?. Kontrolna jedinica motora je ugra?ena na ku?ište filtra zraka, gdje je hla?ena protokom zraka.

Zašto elektri?na pumpa za vodu donosi razne prednosti
Ova, prema potrebi kontrolirana, elektri?na pumpa za vodu visokih performansi radi neovisno o broju okretaja motora. Kasnije aktiviranje tijekom faze zagrijavanja motora zna?i da se blok motora brže zagrijava, uz pozitivan u?inak na trenje, potrošnju i emisije. Pumpa se tako?er može uklju?iti ili isklju?iti prema potrebi tijekom vožnje s manjim optere?enjem ili manjim brojem okretaja. Nadalje, ova elektri?na pumpa za vodu osigurava maksimalnu snagu motora i optimalnu disipaciju topline u cijelom rasponu okretaja motora. Tako?er štiti od termi?kih ošte?enja kada motor radi u praznom hodu pri visokim okolnim temperaturama.

Funkcije kao što su upravljanje alternatorom, ECO start/stop funkcija s brzim pokretanjem motora, funkcija krstarenja i filtar benzinskih ?estica tako?er su dio tehnološkog paketa novog AMG-ovog ?etiri-cilindri?nog motora.

Kako novi proces olakšava posao i poboljšava u?inkovitost
Novi AMG 2.0-litreni turbo ?etiri-cilindri?ni motor s internom oznakom M 139, u potpunosti se sklapa ru?no prema tradicionalnom AMG-ovom principu „jedan ?ovjek, jedan motor” – ali uz potpuno novi digitalno podržani proces i logisti?ku organizaciju.

U svim aktivnostima najvažniji su ljudi. Zaposlenicima u njihovom poslu optimalno pomažu digitalni alati. Fokus je na uporabi inteligentne i fleksibilne tehnologije. Klju?ni element u ovom modernom proizvodnom procesu je kombinacija vrlo fleksibilne proizvodne linije i unaprijed konfiguriranim kolicima za sklapanje koja koriste autonomni transportni sustav.

Aspekt održivosti tako?er je fundamentalni dio planiranja proizvodne linije za motor M 139. Proizvodnja koristi obnovljive izvore energije te zna?ajno smanjuje CO2 emisije, potrošnju vode i otpad.

Kako nova kolica za sklapanje olakšavaju posao
Kolica za sklapanje na kojima se sastavlja M 139 razvijena su sa zaposlenicima koji rade kao tim. Kolica imaju vlastiti neovisni izvor napajanja i ne trebaju kabele napajanja. Sve potrebne radne teku?ine i alati ergonomski su raspore?eni na i oko klica, što olakšava rad, minimizira udaljenosti i poboljšava u?inkovitost. Integrirano tablet ra?unalo pomaže zaposlenicima s preciznim i jasno formuliranim radnim uputama. Tiskani priru?nici i vodi?i su dio prošlosti – proizvodnja sada ne uklju?uje papir.

Zašto to zaposlenici nazivaju ”plavo nebo”
Novi beži?ni odvija?i odmah su pri ruci te se više ne moraju hvatati odozgora na svakoj radnoj poziciji, kao prijašnji ovješeni alati s kabelom. Zaposlenici zbog toga svoje radno mjesto nazivaju “plavo nebo” jer više nema kabela koji vise sa stropa. Radionica za sklapanje pruža svijetao i prozra?an osje?aj te stvara ugodnu radnu klimu. Sveobuhvatna digitalizacija poboljšava u?inkovitost i fleksibilnost proizvodnog procesa: svaki alat je spojen na WLAN radionice za sklapanje motora – što omogu?uje automatsko namještanje potrebnog momenta pritezanja za odgovaraju?i stupanj sklapanja. Nadalje, svi završeni zadaci su digitalno snimljeni te jam?e optimalno osiguravanje kvalitete, reproduktivnost i transparentnost.

Prednosti autonomnih transportnih sustava
Svakog tehni?ara prati autonomni transportni sustav. Njegova kolica imaju to?no one komponente koje treba za sklapanje motora.
Transportni sustavi utovaruju se u Mercedes-AMG logisti?kom centru u Marbachu te se pravovremeno isporu?uju na proizvodnu liniju. Autonomna kontrola tako?er se provodi preko unutrašnje WLAN veze, a sve komponente mogu se digitalno pratiti.
Kolica za sklapanje i transport izvedena su sa crno-bijelim Mercedes-AMG izgledom te nose slogane kao što su “START YOUR ENGINE” ili “AMG PERFORMANCE INSIDE”. To doprinosi motivaciji i identifikaciji s kompanijom. Sli?no tome, pod radionice ima sjen?anje i bijelo-crvene trake koje podsje?aju na rubnjake i trake za vo?enje na trka?im stazama.

Zašto su ispitne stanice tako?er više u?inkovite
Broj ispitnih stanica smanjen je grupiranjem nekoliko individualnih stanica u tri središnje stanice: test momenta, test curenja ulja/rashladne teku?ine i sustava goriva, kao i kompletne vodene košuljice motora. Rezultat je zna?ajna ušteda vremena i time ve?a u?inkovitost. I u ovom slu?aju svi parametri i izmjerene vrijednosti digitalno se snimaju i spremaju tako da se može pratiti sklapanje svakog pojedinog motora.

Filozofija sklapanja „jedan ?ovjek, jedan motor” poznata je zna?ajka marke Mercedes-AMG. Druga karakteristi?na zna?ajka motora M 139 je AMG plo?ica na motoru koja nosi potpis tehni?ara koji je sklopio motor. Svi tehni?ari koji sklapaju ovaj novi ?etiri-cilindri?ni motor prošli su dodatnu iscrpnu obuku.

Kratki pregled tehni?kih podataka