Die B-Klasse: Neues Zeitalter in der Kompaktklasse
Stuttgart
03.10.2011
Der Antrieb: High Tech unter der Motorhaube
  • Neue Benzinmotoren-Familie M270: 1,6 und 2,0 Liter Hubraum
  • Neuer Dieselmotor OM651/D18: Weniger Hub, weniger Reibung
  • Neues Doppelkupplungs-Getriebe 7G-DCT: Neues Automatik-Erlebnis
  • Neues Handschaltgetriebe F-SG 310: 6 Gänge in kompakter Form
  • ECO Start-Stopp-Funktion: In allen Modellen serienmäßig
Ein Modellwechsel, der auch unter der Haube stattfindet: Die neue B-Klasse bekommt sowohl neue Benzin- als auch Dieselmotoren sowie neue Schalt- und Automatikgetriebe. Alle Aggregate wurden im Unternehmen entwickelt, die Fertigung erfolgt an den Standorten Stuttgart-Untertürkheim und -Hedelfingen, Gaggenau/Baden und Kölleda/Thüringen. Durch die zeitgleiche Entwicklung konnten Motoren und Getriebe perfekt aufeinander abgestimmt werden, zum Beispiel bei der Umsetzung der ECO Start-Stopp-Funktion, die bei allen B‑Klasse Modellen serienmäßig an Bord ist.
Gemeinsam ist den neuen Aggregaten der Einsatz neuester Technologien für höchste Effizienz, hohe Laufruhe, hohe Durchzugskraft schon bei sehr niederen Drehzahlen, sie sind hinsichtlich kommender Abgasvorschriften zukunftsfähig und leicht. Im Hinblick auf den Quereinbau wurden die grundsätzlich Turbo-aufgeladenen Motoren und beide Getriebe sehr kompakt ausgelegt, was der B-Klasse einen für Fronttriebler vorbildlich kleinen Wendekreis von elf Metern beschert. Die Motor-/Getriebelagerung über zwei
in diesem Marktsegment ungewöhnliche Hydrolager sowie zwei Pendelstützen sorgt für eine außergewöhnlich gute Abkopplung der Antriebseinheiten von der Karosserie.
Mit den neuen Vierzylinder-Ottomotoren (interne Bezeichnung M270) startet eine komplett neue Motorenbaureihe. Das Brennverfahren basiert auf der Mercedes-Benz Direkteinspritzung der dritten Generation, die im vergangenen Jahr mit den BlueDIRECT-V6- und V8-Aggregaten eingeführt wurde, und macht diese Technik erstmals in der Kompaktklasse verfügbar. Die neuen Vierzylinder wurden sowohl für den Quer- als auch für den Längseinbau konzipiert. In der neuen B-Klasse sind sie zunächst mit 1,6 Liter Hubraum verfügbar, als B 180 mit 90 kW (122 PS) und als B 200 mit 115 kW (156 PS). Ihr maximales Drehmoment von 200 bzw. 250 Nm steht bereits ab 1.250/min zur Verfügung.
Der neue Diesel-Vierzylinder ist eine Weiterentwicklung des von der C- bis zur S-Klasse eingesetzten OM651, einem Common-Rail-Direkteinspritzers der dritten Generation. Im Hubraum auf 1,8 Liter reduziert und in vielen Details optimiert, wird der Selbstzünder erstmals bei Mercedes-Benz quer eingebaut. Als B 180 CDI stehen 80 kW (109 PS) zur Verfügung, als B 200 CDI sind es 100 kW (136 PS). Das maximale Drehmoment beträgt 250 bzw. 300 Nm, ab 1.400 bzw. 1.600/min.
Eine weitere Mercedes-Benz-Premiere ist das neue Doppelkupplungs-Getriebe 7G-DCT in der B-Klasse. Extrem kompakt, dank sieben Gängen extrem variabel in der Anpassung der Motordrehzahl, durch eine elektrische Ölpumpe Start-Stopp fähig, schaltet es ohne Zugkraftunterbrechung und kombiniert den Komfort einer Automatik mit der Effizienz eines Schaltgetriebes.
Das gleichfalls äußerst kompakt als Dreiwellen-Getriebe konzipierte neue Schaltgetriebe ist ein enger Verwandter des DCT. Hoher Schaltkomfort, geringe Schaltkräfte und geringe innere Reibung sowie geringes Gewicht zählen zu seinen wichtigsten Eigenschaften.
Die neuen Benzinmotoren: High Tech in der Kompaktklasse
Direkteinspritzung mit schnellschaltenden Piezo-Injektoren für Mehrfacheinspritzung, vollvariable Nockenwellenverstellung für Ein- und Auslass, geregelte Ölpumpe, schaltbare Wasserpumpe, hohe Verdichtung (10,3:1) trotz Turboaufladung, Scavenging für verzögerungsfreies Ansprechen des Turboladers, schnelles und komfortables Start-Stopp-System – die technischen Details der neuen Generation von Vierzylinder-Ottomotoren lesen sich wie ein High Tech-Katalog der Motorenbaukunst.
Die neuen Vollaluminium-Motoren mit zwei obenliegenden, kettengetriebenen Nockenwellen sind beim Brennverfahren enge Verwandte der BlueDIRECT- V‑Motoren, die Mitte 2010 ihre Weltpremiere in der S-Klasse hatten und seither in den Luxus- und Oberklassemodellen von Mercedes-Benz neue weltweite Maßstäbe bei Leistung und Verbrauch gerade unter Alltagsbedingungen setzen. Das Direkteinspritzsystem mit strahlgeführter Verbrennung, das Mercedes-Benz als erster Pkw-Hersteller in der Serie angeboten hat, haben die Motoreningenieure zur Direkteinspritzung mit strahlgeführter Verbrennung der dritten Generation weiterentwickelt. Der Systemdruck beträgt bis zu 200 bar und wird kennfeldabhängig auf jeweils optimalen Druck geregelt. Komplett neu entwickelte Piezo-Injektoren ermöglichen zur optimalen Gemischbildung bis zu fünf Einspritzungen pro Arbeitstakt, eine Multifunkenzündung sorgt für die sichere Entflammung des Gemischs. Ergebnis ist eine hervorragende Ausnutzung des Kraftstoffs bei minimalen Emissionen. Im Zusammenspiel mit der stufenlosen Verstellung von Einlass- und Auslassnockenwelle bietet die Direkteinspritzung auch die Voraussetzung für das so genannte Scavenging.
Durch ein teilweises Überschneiden der Öffnungszeiten von Einlass- und Auslassventil spült ein Teil der angesaugten kalten Frischluft das im Zylinder befindliche heiße Abgas in den Abgaskrümmer, wodurch sich die Füllung im Vergleich zum konventionellen Betrieb wesentlich verbessert. Außerdem spricht der Turbolader durch den erhöhten Massenstrom im Abgasstrang insbesondere bei niedrigen Drehzahlen erheblich rascher an – ein „Turboloch“ wird vermieden. Die Direkteinspritzung sorgt dafür, dass das Frischgas bei Eintritt in den Zylinder noch nicht mit Treibstoff vermischt ist, wie das bei Motoren mit Saugrohreinspritzung der Fall wäre. Dadurch kommt es nicht zu unerwünschten Spülverlusten, also dem Austreten unverbrannten Benzins in den Abgaskrümmer. So stellt der neue Vierzylinder in der B-Klasse sein maximales Drehmoment schon bei 1.250/min bereit und hält dieses bis 4.000/min. Gerade im Zusammenspiel mit dem neuen 7G-DCT-Getriebe, dessen Steuerung mit dem Motorsteuergerät kommuniziert, reagiert der neue Vierzylinder auf Gaspedalbewegungen sehr spontan, andererseits kann bei Konstantfahrt eine längere Übersetzung gewählt werden, was Verbrauch und Geräusche weiter senkt.
Auch bei hoher Last behalten die Turbo-Motoren ihr vorbildliches Verbrauchsverhalten bei, weil das Gemisch zur Kühlung des Zylinderkopfs bis 200 km/h nicht angefettet werden muss (Volllastanreicherung). Ein zweiteiliger Wassermantel mit optimaler Querstromkühlung sowie feine, nur drei Millimeter starke Kühlkanäle zwischen Zündkerzen und Injektoren bringen das kühlende Nass an die entscheidenden Stellen. Neu entwickelt wurde auch das Wärmemanagement: Im Kaltbetrieb strömt dank einer schaltbaren Wasserpumpe mit strömungsoptimiertem Kugelventil kein Kühlmittel durch den Motor, so werden die Brennräume nach dem Start schnell erwärmt. Der Thermostat ist elektronisch geregelt, die Kühlmittel-temperaturen werden in Abhängigkeit von Fahrweise und Umgebungs-bedingungen eingestellt. Der Thermostat selbst ist ebenfalls ein strömungsoptimiertes Kugelventil. Im Interesse hoher Effizienz ist auch die Ölpumpe wie in den V-Motoren volumenstromgeregelt.
Die neue Vierzylinder-Generation hat einen Zylinderabstand von 90 Millimetern und baut auch durch die geschickte Anordnung der Nebenaggregate sehr kurz. Die Premierenvariante mit 1,6 Liter Hubraum ist mit einem Hub von 73,7 mm bei einer Bohrung von 83,0 mm kurzhubig ausgelegt. Die hohlgegossene Kurbelwelle ist ein weiterer Faktor für das geringe Gewicht von 137 kg.
Die Daten der B-Klasse mit Ottomotor im Überblick:
Modell
B 180 BlueEFFICIENCY
B 200 BlueEFFICIENCY
Zylinder Anordnung/Zahl
 
R4
R4
Hubraum
[cm3]
1.595
1.595
Nennleistung

[kW/PS] bei [1/min]

90/122
5.000

115/156
5.000
Nenndrehmoment
[Nm] bei [1/min]

200
1.250-4.000

250
1.250-4.000
Verbrauch kombiniert
[L/100 km]
5,9
5,9
CO2-Emission kombiniert
[g/km]
137
137
Die neuen Dieselmotoren: Direkteinspritzer mit 1,8 Liter Hubraum
Seit seiner Weltpremiere im Jahr 2008 setzt der unter dem Namen OM651 bekannte Direkteinspritz-Dieselmotor der vierten Generation Maßstäbe hinsichtlich Leistungs- und Drehmomentcharakteristik, Wirtschaftlichkeit, Abgas-Emissionen und Laufruhe. Er wird so universell eingesetzt wie kein Mercedes-Benz Dieselmotor zuvor und ist bis hinauf zur S-Klasse ein Vorbild als effiziente und kraftvolle Antriebsquelle.
Eine neue Variante mit 1,8 Liter Hubraum zieht nun mit der B-Klasse erstmals ins Kompaktwagen-Segment ein. Für den Quereinbau wurden der Riementrieb der Nebenaggregate, die Turbolader-Einbaulage und die Luftführung geändert. Mit einem Zylinderabstand von 94 Millimetern und dem Antrieb der Nockenwellen über Stirnräder standen der Quereinbau und die dafür nötige kurze Bau­länge bei der Konstruktion des Motors von Anfang an im Lastenheft.
Die Reduzierung des Hubraums erfolgt über eine Reduzierung des Hubs (83 mm statt 99 mm). Die deutlich längeren Pleuel sorgen für geringere Querkräfte-Reibung, reibungsoptimiert wurden auch die beiden Lanchester-Ausgleichs­wellen. Der neue, einstufige Turbolader ist im Wirkungsgrad optimiert, er verfügt über verstellbare Leitschaufeln. Viel Abstimmungsarbeit floss in die Kombination von Motorsteuerung und Steuerung des 7G-DCT. Wie seine großen Brüder in ihrer neusten Version verfügt der Motor zur Umsetzung der Start-Stopp-Funktion über eine Entkopplung des Riementriebs von der Kurbelwelle. Weitere Gemeinsamkeiten sind
  • Common-Rail-Technik mit auf 1.800 bar gesteigertem Raildruck. Der maximale Zünddruck beträgt 200 bar und trägt ebenfalls zur hohen Leistung bei.
  • Die Ölspritzdüsen sowie die Wasserpumpe werden bedarfsgerecht geschaltet, um Energie und damit Kraftstoff zu sparen. Durch die geregelte Ölpumpe werden außerdem der Öldurchsatz und damit der Verbrauch reduziert.
  • Der Motorblock besteht aus Grauguss, der Zylinderkopf aus Aluminium.
  • Ein zweiteiliger Wassermantel im Zylinderkopf sorgt für maximale Kühlung im Bereich der Brennraumplatte; damit werden 200 bar Zünddruck und hohe spezifische Leistung möglich.
  • Die Honung der Grauguss-Laufbahnen wurde deutlich feiner ausgeführt als beim Vorgänger und trägt damit zum Verbrauchsvorteil bei.
  • Die freien Kräfte zweiter Ordnung, die bei einem Vierzylinder-Reihenmotor prinzipbedingt auftreten, kompensieren zwei unten im Motorblock angeordnete Lanchester-Ausgleichswellen, die reibungsarm in Wälzlagern statt in herkömmlichen Gleitlagern laufen.
  • Das Zweimassenschwungrad wurde gezielt auf die hohen Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen ausgelegt, um die Schwingungsanregungen der Kurbelwelle vom Antriebsstrang abzukoppeln - dies trägt zur hohen Laufruhe bei.
Die Daten der B-Klasse mit Dieselmotor im Überblick
Modell
B 180 CDI BlueEFFICIENCY
B 200 CDI BlueEFFICIENCY
Zylinder Anordnung/Zahl
 
R4
R4
Hubraum
[cm3]
1.796
1.796
Nennleistung
 
[kW/PS] bei [1/min]
80/109
3.200-4.600
100/136
3.600-4.400

Nenndrehmoment
 
[Nm] bei [1/min]

250
1.400-2.800

300
1.600-3.000
Verbrauch kombiniert
[L/100 km]
4,4
4,4
CO2-Emission kombiniert
[g/km]
114
115
 
Das Doppelkupplungsgetriebe 7G-DCT: Komfortabel und effizient
Nach über 50 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Automatikgetrieben betritt Mercedes-Benz mit dem Doppelkupplungsgetriebe 7G-DCT technisches Neuland: Die neue Kraftübertragung ist ein automatisiertes Dreiwellen-Schaltgetriebe, das aus zwei Teilgetrieben mit jeweils eigener Kupplung besteht. Sowohl die Kupplungsbetätigungen als auch die Gangwechsel erfolgen vollautomatisch und ohne Zugkraftunterbrechung. So ist sowohl eine besonders komfortable aber auch dynamische Fahrweise möglich.
Dank seiner sieben Gänge bietet es eine außergewöhnlich große Spreizung von bis zu 7,99 – das heißt, beim Anfahren, etwa am Berg mit hoher Zuladung, steht eine sehr kurze Übersetzung zur Verfügung, bei Konstantfahrt dagegen kann die Motordrehzahl stark abgesenkt werden. Der Wirkungsgrad des Getriebes ist um neun Prozent besser als bei der bislang in der B-Klasse verwendeten CVT und erreicht erstmals die Effizienz eines Schaltgetriebes.
Das 7G-DCT ist mit einer Länge von 367 Millimetern kompakter und mit einem Gewicht von 86 Kilogramm leichter als bislang auf dem Markt angebotene Getriebe. Bei den Kupplungen handelt es sich um im Ölbad laufende, „nasse“ Lamellenkupplungen. Das speziell entwickelte Hydrauliköl wird aktiv gekühlt, so wird die Funktion des Getriebes trotz der vergleichsweise geringen Füllmenge von sechs Litern auch unter extremen Bedingungen sicher gestellt.
Erstmals versorgen bei einem Getriebe dieser Bauart zwei Ölpumpen, eine mechanische und eine elektrische, das Getriebe mit Öl. Die elektrische Pumpe hält den Öldruck aufrecht, wenn der Motor über die Start-Stopp-Funktion ausgeschaltet wird. Damit ist das Getriebe beim Re-Start des Motors sofort betriebsbereit, das Wiederanfahren erfolgt ohne Verzögerung. Außerdem kann die elektrische Pumpe die mechanische bei Spitzenlasten unterstützen – so konnte die mechanische Ölpumpe kompakter und effizienter ausgelegt werden.
Ebenfalls neu ist die elektrische Ansteuerung der Hydraulik für die Parksperre, die mechanisch verriegelt wird. Durch dieses „Park-by-wire“ konnte die Position des Getriebewählhebels frei gewählt werden: Er befindet sich als Lenkstockhebel rechts hinter dem Lenkrad der B-Klasse, in Kombination mit der elektrischen Parkbremse wurde so in der Mittelkonsole Platz für zusätzliche Ablagen geschaffen.
Dem Fahrer stehen drei Schaltprogramme zur Verfügung:
· ECONOMY: Hier schaltet das Getriebe vollautomatisch und besonders komfortabel. Die Wahl der Gänge erfolgt im Hinblick auf eine besonders ökonomische Fahrweise mit niederen Drehzahlen.
· SPORT: Auch hier schaltet das Getriebe vollautomatisch. Die Schalt- und Reaktionszeiten allerdings sind verkürzt.
· MANUELL: Hier betätigt der Fahrer das Getriebe manuell über Schaltpaddel hinter dem Lenkrad. Schalt- und Reaktionszeiten sind nochmals verkürzt.
Auch im ECO- oder Sport-Modus kann der Fahrer jederzeit manuell über die Schaltpaddel in die Schaltvorgänge eingreifen. Erfolgt keine weitere Betätigung der Paddel, fällt das Getriebe nach zehn Sekunden in den gewählten Automatikmodus zurück – bei Bergabfahrt oder auf kurvenreicher Strecke auch später.
Ein wesentlicher Faktor für die Gesamteffizienz der B-Klasse ist die enge Verzahnung der Steuerungen von Getriebe und Motoren. Der permanente Datenaustausch der Steuergeräte stellt sicher, dass die Motoren immer im optimalen Betriebspunkt betrieben werden. Gefertigt wird das 7G-DCT im Daimler-Werk Stuttgart-Hedelfingen.
Das Sechsgang-Schaltgetriebe: Komfortabel von Hand schalten
Gemeinsam mit dem 7G-DCT wurde das neue Sechsgang-Schaltgetriebe entwickelt, es besitzt eine Reihe von Gleichteilen und wird ebenfalls in Hedelfingen hergestellt. Das Dreiwellengetriebe ist gleichfalls sehr kompakt (Baulänge345 mm) und leicht (Gewicht trocken 46 kg) ausgelegt und lässt
sich durch eine Reihe von Besonderheiten besonders angenehm schalten. Ein integrierter Mag­net auf der Schaltwelle wird durch einen Hallsensor erfasst. Die so erkannte Leerlaufstellung ermöglicht die Start-Stopp-Funktion, das Signal für den Rück­wärtsgang aktiviert die Rückfahrscheinwerfer.
Die große Spreizung von 6,7 dient einerseits einer drehzahlsenkenden Fahrweise, andererseits steht beim Anfahren mit vollbeladener B-Klasse und An­hänger bis zu einem Gesamtgewicht von 3,4 Tonnen genügend Zugkraft zur Verfügung. Die Kupplung wird hydraulisch, die Gänge werden über Seilzüge betätigt.
Die oben liegende Abtriebswelle mit den Gängen drei und vier sowie dem Rückwärtsgang laufen nicht im Ölbad. Das reduziert das Schleppmoment und verbessert so den Schaltkomfort besonders bei niederen Temperaturen. Dem gleichen Ziel dient die Dreifachkonus-Synchronisierung der ersten beiden Gänge, die folgenden Gänge verfügen über eine Doppelkonus-Synchronisie­rung. Die gewichtsoptimierten Aluguss-Schaltgabeln sind zur Reduzierung
der Schaltkräfte auf den Schaltstangen wälzgelagert.
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N.N.
Leiter Baureihen Mercedes-Benz Cars, Testwagenmanagement, Sportkommunikation
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Steffen
Schierholz
Baureihen C-, E,- CLS-Klasse
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