OM642LS Technische Details

vor einigen wochen hatte ich schon mal angekündigt, ein paar technische hintergründe zum om642ls zu geben. ich hab mich dazu entschlossen, weil des öfteren anfragen zum chiptuning der alten 231ps-version auf 265ps kommen und insgesamt die vermutung im raume steht, da drehen entwickler am gleichen motor seit jahren nur von zeit zu zeit an der motorsoftware die regler alle ein stück höher, um die aktuelle marketing-anforderung nach mehrleistung zu realisieren. wer die folgende aufzählung liest, wird sehen, daß ein riesenaufwand getrieben wird:

zylinder:
der om 642 ist ein motor aus aluminium. es sind laufbuchsen aus grauguß eingegossen, um die dauerhaltbarkeit zu gewährleisten. beim ls gibt es keine laufbuchsen mehr, der block ist jetzt komplett aus aluminium. dafür werden erstmals in großserie die oberflächen der zylinder mit der nanoslide beschichtung aus dem v8 6.3 von amg vergütet. die beschichtung ist eine durch lichtbogen-drahtspritzen entstehende nonokristalline eisenschicht, die durch spiegelhonung auf maximal 0,15mm abgetragen wird. die honung legt mikroporen frei, die trotz der verspiegelten oberfläche ölanhaftungen ermöglichen. die bilanz ist eine verringerung der reibung gegenüber den graugußbuchsen von 50% und eine gewichtseinsparung von 4,3kg. hier ein bild der laufbahnen im om642ls.
kolben:
dazu kommen neue kolben, verstärkte silizium-aluminiumkolben deren oberfläche durch umschmelzen des kolbenmuldenrings in der mikrostruktur geglättete siliziumkristalle und metallpartikel aufweist. dazu wurde die kühlung der kolben durch eine neue, stärkere, lastabhängig gesteuerte ölpumpe verbessert. die präzisionshonung zusammen mit neuen kolbenringen, deren wärmeausdehnung parallel zur umgebung erfolgt, verringert den ölverbrauch zum vorgänger um 40%. auch der verschleiß wird signifikant verbessert. es werden zudem kolbenbolzen mit einer besonders reibungsarmen dlc (diamond-like carbon)-beschichtung eingesetzt.
zylinderkopf:
der zylinderkopf wurde der höheren temperaturbelastung durch die mehrleistung angepasst. auslassventile und sitzringe sind aus höherwertigem material ausgeführt. der kühlmittelmantel ist geteilt und näher an die kritischen bereiche herangeführt worden, also werden die ventile und der auslaß besser versorgt. die durchströmmenge wurde verbessert, die teilung verbessert zugleich die steifigkeit des zylinderkopfs. um die kaltlaufphase zu verringern und die emissionen zu senken, arbeitet die neue kühlmittelpumpe nun pneumatisch gesteuert und kann so den kreislauf ganz oder teilweise schließen.
motor ansonsten:
das neue design der kolbenböden formt eine neue brennkammer. es reduziert sich gleichzeitig die verdichtung auf nur noch 15,5:1. das erfordert den einsatz keramischer glühkerzen wie sie bisher die bluetec-modelle haben, um einen sicheren start auch bei niedrigen temperaturen und in großen höhen zu gewährleisten. eine neue ölwanne mit geringeren plaschverlusten und geringerer neigung zum aufschäumen des öls wird verbaut.
beatmung:
der lufteinlass wurde dem höheren luftbedarf angepasst und realisiert eine reduzierung des staudruckverlusts um 33%. gleichzeitig wurde die luftführung so verbessert, daß die genauigkeit der beiden luftmengenmesser nicht mehr vom wartungszustand des luftfilters beeinflußt wird. der turbolader ist größer, das schaufelgehäuse und die lageraufnahme sind in höherer materialqualität ausgeführt, der lader ist jetzt kugelgelagert. alleine das kugellager verbessert die beschleunigung eines e350 cdi auf 60m distanz um 1,17m (!).
kraftstoff:
die bosch einspritzung mit gewichtsoptimierter dreikolbenpumpe und piezo injektoren mit acht löchern realisiert jetzt 1800bar. die positionen der injektoren wurden dem neuen design der brennkammer angepasst.
abgas:
die beiden partikelfilter (scr) wurden verkleinert bei gleichzeitiger beibehaltung des freibrennzyklus von bis zu 1000km. die messung der umgebungsvariablen durch zwei temperatursensoren im abgastrakt und eine neue software für die regelung des freibrennzyklus steuern genauer und reduzieren dadurch die thermische belastung durch den freibrennprozess. die querschnitte bis zu den scr-kats wurden der mehrleistung angepasst.

einen motorschaden kann man immer haben. aber richtig, die kolben und der kurbeltrieb sind es heute nicht mehr, die tendenziell schnell aufgeben. damit hat das kompressionsdiagramm als gradmesser für den motorzustand ausgedient. probleme innerhalb des blocks kommen eher vom ventiltrieb und damit von den ventilen. nockenwellen müßen angetrieben werden. optimal wären zahnräder aus titan. die wären aber unbezahlbar, kosten leistung und senken den geräuschkomfort. ketten können sich immer längen, müßen gespannt werden, was am spanner probleme bereiten kann. die nockenwellen selber kann man zwar toll lagern, aber letztlich schleifen die ventileinheiten permanent an den nocken. da ist immer irgendein abtrag von material. zudem sind die ausgleichswellen und ihr antrieb eine neue fehlerquelle, die es früher nicht gab.
dazu ist die peripherie komplex und damit immer eine mögliche fehlerquelle. luft wird verdichtet und gekühlt. diese seite muß total dicht und sauber sein. mit dreckigem luftfilter oder bei unvorsichtigem wechsel von diesem kann man mehr ruinieren als mit irrer fahrweise. die kraft für die verdichtung kommt aus den abgasen vom turbolader. der dreht sechsstellig, ist also ein grundsätzlich kritisches teil. zudem sind diesel stark unter druck - 2,6bar leistet der turbo beim om642ls. ob der kugellager-turbo als neuentwicklung hält, weiß ich nicht. die einspritzung mit 1800bar ist ebenfalls ein stark belastetes teil, dazu kommen die feinen injektoren, die dicht und die winzigen einspritzlöcher frei sowie der piezo-stack performand bleiben muß. immerhin wird der turbolader beim diesel weniger warm als beim benziner und ladedruck und einspritzdruck bleiben 20% unter dem aktuell möglichen.
warum wurde der motor so aufwändig weiterentwickelt? weil er unter schweren bedingungen standfest bleiben muß. in einem e coupe mit om642ls müßte man mal das instrument aus dem veyron für gerade genutzte leistung haben. hier zu sehen. da würde auch bei zügiger fahrweise kaum mal 200ps abgerufen, meist auch auf der autobahn bei 180 km/h tacho unter 100ps. der motor wird also kaum gefordert. anders sieht das in einem vollgeladenen gl mit anhänger in den seealpen von frankreich aus. wenig kühlluft, staubig, hohe temperatur, hohe last, die den berg hoch zu bringen ist, also bergan immer am anschlag bei max-ps. und genau auf diese bedingungen ist der ls einerseits umgebaut worden. andererseits bringen beschichtung, kolben, verbesserte luft- und abgasführung einen niedrigeren verbrauch - besonders in der stadt.
warum kein zweiter turbo? weil man ihn nicht braucht. man braucht ihn ja sonst keinesfalls, um hohe leistung zu haben, sondern um in jedem bereich gute turboleistung zu haben. der neue leichter laufende turbo mit vtg-schaufeln, deren steuerung neu abgestimmt wurde, kann in dem hubraumstarken motor mit entsprechender abgasmenge auch unten herum sehr gut druck machen. also spart man sich die aufwändige doppelanlage mit der dafür erforderlichen komplexen steuerung.
die verdichtung sinkt, um zusammen mit dem nicht zu hohen einspritzdruck einen komfortmotor fast ohne dieselklang zu realisieren. es ist ein schritt zur annäherung der motoren, stichwort diesotto. e350 m276 und e350cdi om642ls sind nur knapp über 3bar auseinander statt früher über 12. mazda hat sogar bei den skyactiv-motoren für diesel und benziner diegleiche verdichtung.

Hallo mehrzehdes,

danke für die vielen technischen Info's.

Gruß c220

Habe gerade eine Probefahrt mit einem relativ jungen E350 CDI Coupé (207) mit OM642LS angefragt ... als absoluter Diesel Fan - ich mag die brachiale, aber dennoch unspektakuläre Art einfach, wie moderne Diesel im Vergleich zu ähnlich starken Benzinern zur Sache gehen - glaube ich, dass ich dieses Teil dann auch direkt mitnehmen werde.

Eigentlich war ich auf der Suche nach dem aktuellen Stand der Injektoren, aber dennoch vielen Dank für dieses hochinformative und sachliche Eingangsposting.

So weit ich weiß, gab´s beim 642er keine Injektorenprobleme, nur bei zwei der Vierzylinder-Varianten.
Also viel Spaß!

Nee, in der Übergangsphase von 231 auf 265 PS Blue Efficiency sollen die ersten wohl auch mit Delphi-Piezo ausgerüstet worden, und teilw. deswegen auch liegen geblieben sein.

Ich habe mich kürzlich auf einer Messe mit einem Ingenieur der INA-Schaeffler Gruppe unterhalten, die für den 250er viele Teile bei uns vor Ort fertigen. Der sprach u.a. davon, dass in den Daimler Werken lange mit dem falschen Anzugsdrehmoment für die Injektoren gearbeitet wurde. Ich denke nicht, dass die Arbeitspläne falsch waren.

Aus der Schwermaschinenfertigung kenne ich unsere "Montage-Bolzen" selbst ziemlich gut - es ist recht anspruchsvoll, denen gerade *kleine* Änderungen plausibel machen zu wollen.

Naja. Egal. Ich freue mich auf den 207er - obiger ist es nicht geworden, der hatte einen Vorschaden, der zwar nicht als Unfallschaden gilt, indes für hoch vierstellig "weggepflegt" worden ist. Wem das einerlei ist - die Kiste steht noch immer auf dem Hof, und ist inzwischen noch mal 2k runter.

Hallo,

mich hat das Thema interessiert und deswegen habe ich mir den damaligen Bericht aus der MTZ 5/2011 besorgt. Wer also alles ganz genau wissen will, Bilder sind im Anhang.

---edit Mod (212059), Bilder entfernt, bitte Copyright-Regelungen beachten---

Hallo,
dieser Beitrag ist doch schon etwas in die Jahre gekommen, jedoch immer noch aktuell!

Der TE hat die Weiterentwicklung recht gut geschildert und erklärt, einfach sehr gut!

Ich möchte jedoch noch eine Anmerkung hinzu machen, die eigentlich nach meiner Meinung eine der treibenden Kräfte für diese Weiterentwicklung war.

Die Anforderung der neunen Abgasnormen machte es unumgänglich!

Dazu musste eben der Verbrauch gesenkt und die Abgasreinigung verbessert werden.

Dann kam auch noch BlueTec hinzu, und im Herbst 2014 neue Kolben (Stahl), um wohl die Kolben haltbarer zu machen.

Bitte entschuldigt, sollte ich da falsch liegen!

5 Jahre später: Dafür braucht man sich nicht zu entschuldigen. Ob Stahl oder Alu wird wohl nicht der Grund für Haltbarkeit sein. Für den Übergang auf Stahlkolben sprechen dann eher die kleineren Wärmeverluste und Reibungsverluste. Nun, BMW bekommt es immer noch gut mit Aluminiumkolben hin und scheint damit noch sparsamer im Verbrauch umzugehen.

Ob jetzt der OM642 LS gehen musste, weil er die Abgasvorschriften nicht mehr erfüllen konnte, wage ich zu bezweifeln. Mercedes konnte wahrscheinlich einen V-Motor nicht gehen eine R-Motor von BMW mit Sechszlindern vom Marketing her stehen lassen und Renault kam dann mit dem V9X auf dem Markt, der technisch vielleicht nicht ganz so hochwertig wie der OM642 ist, aber allemal ein Klasse Motörchen ist, dass auch ohne Ausgleichswellen in der Oberliga spielt. Da wird dann die Konstruktion wesentlich einfacher und günstiger und auch wieder reibungsärmer. Nissan baut ihn immer noch. In diesem Marktumfeld musste bei Mercedes einfach was passieren. Im Prinzip waren vielleicht die 72 Grad Bankwinkel nicht optimal, sonst hätte man den Motor um die Ausgleichswellen vereinfachen können. Alle anderen erfoderlichen Modernisierungen hätte man auch an diesem Motor weiterführen können, aber mit 72 Grad Bankwinkel hat man sich einfach auf eine Eskapade eingelassen, die nicht lebensfähig war - wieso eigentlich?

Hallo ins Forum,

der OM642 ist sehr lange im Einsatz gewesen und war damit ausgereizt. Außerdem hat man mit dem neuen Motorenbaukasten schöne Skalierungseffekte. Dies war der Grund für die Rückumstellung auf die R6, die sich besser mit den R4 in der Produktion koppeln lassen. Randnotiz der Geschichte: Die Umstellung von R6 auf V6 in der Vergangenheit hatte auch den Grund der günstigeren Produktion, hier ging's aber um die Verwandschaft mit den V8.

Viele Grüße

Peter

Hallo Freunde des OM 642,

in meinem 204 habe ich ebenfalls den LS mit 265 PS als Euro 5 Variante, Baujahr 2014. Nach 221000 KM braucht der jetzt einen neuen Partikelfilter.

Laut technischer Daten des Threaderöffners hat der 2 davon, die NL hat in den Unterlagen allerdings nur einen gefunden.

Betrifft das nur die Euro 6 Modelle mit den 2 Filtern?

Gruß Axel

Hat nur einen

Hatte ganz vergessen zu erwähnen, dass der DPF doch noch in Ordnung war, musste nur den Differenzdrucksensor wechseln.