Jak Mercedes testuje swoje silniki? Kulisy ekstremalnych prób w Untertürkheim

Każdy samochód z gwiazdą na masce zaczyna życie od inżynierskich marzeń. Zanim jednak koncern Mercedes-Benz dopuści jakiś silnik do seryjnej produkcji musi on udowodnić swoją przydatność, przechodząc przez szereg surowych testów doświadczając brutalnego traktowania w laboratoriach. Mówimy tu o takich próbach, że gdyby tylko silniki mogły decydować, to zapewne niejedna jednostka napędowa wolałaby nigdy nie powstać.

Prześledźmy drogę silnika spod znaku gwiazdy, od fabryki aż po górski parking, gdzie w mroźny, zimowy poranek bez problemu odpali i ruszy w drogę do domu po weekendzie pełnym narciarskich wrażeń. Zobaczmy zatem, jak w dzisiejszych czasach i przy obecnym poziomie technologii Mercedes testuje silniki, zanim trafią do masowej produkcji.

Najmocniejszy silnik benzynowy M133, 2l benzyna i 4 cylindry.
Produkowany od 2013 do 2018 w wersji 360KM (2013 – 2015) i 380KM (2015-2018).

Untertürkheim to coś więcej niż zwykłe centrum testowe – to motoryzacyjna świątynia. Zamiast kadzidła unosi się tu zapach oleju silnikowego, a litanie zastępuje szum turbosprężarek i stukot precyzyjnie wyważonych wałów korbowych. Położony w sercu Stuttgartu ośrodek badawczo-rozwojowy Mercedesa to miejsce, gdzie silniki nie tyle są projektowane, co hartowane jak stal w piecu kowalskim. Każdy projekt, zanim trafi pod maskę samochodu z gwiazdą, musi tu zdać egzamin trudniejszy niż „Kuchenne rewolucje” na finałowym torze „Ninja Warrior” mając związane ręce. W każdym razie, coś w ten deseń. Zaliczony egzamin daje szansę na karierę długodystansowca. Natomiast oblany egzamin kończy karierę z przypisem na końcu raportu technicznego o treści „może następnym razem”. To tutaj Mercedes wystawia swoje silniki na najcięższe próby, sprawdzając ich wytrzymałość w warunkach, których żaden normalny kierowca nigdy nie doświadczy

Pierwszym krokiem w testach silnika jest sprawdzenie jego odporności na skrajne warunki. W komorach klimatycznych testowane silniki Mercedesa doświadczają temperatur od -40°C do +120°C. No cóż, w takiej komorze z całą pewnością klimatycznie nie jest. Są to raczej warunki bardziej ekstremalne niż niejedna syberyjska noc czy letni upał w Dubaju. A to dopiero początek – taki pierwszy odcinek „Selekcji”

Silnik OM 654, w wersji do samochodu Sprinter. Źródło: eBay

Jednym z najciekawszych testów wytrzymałościowych jest celowe ograniczenie wydajności układu chłodzenia. W praktyce oznacza to, że silnik musi pracować pod pełnym obciążeniem przy minimalnym przepływie cieczy chłodzącej. Efekt? Metal pracuje na granicy wytrzymałości, olej robi się gorący jak lawa, a inżynierowie stojący obok monitorów patrzą, czy komputer nie zacznie krzyczeć „dość tego!”.

Ale to nie koniec. Teraz czas na kolejny etap: jedna z najbardziej ekstremalnych procedur zakłada nagłe obniżenie temperatury cieczy chłodzącej ze 110°C do zaledwie 25°C w ciągu jednej minuty. Po takiej gwałtownej zmianie silnik natychmiast dostaje pełne obciążenie – gaz do dechy i jazda na maksymalnej mocy, zanim ciecz chłodząca wróci do optymalnej temperatury. Taki test pozwala sprawdzić, czy jednostka wytrzyma szybkie zmiany warunków termicznych, jakie mogą się zdarzyć w rzeczywistej eksploatacji.

Każdy silnik Mercedesa spędza na stanowiskach testowych tysiące godzin, a niektóre – nawet 25 000 godzin. I to pracy ciągłej, czyli 24/7, a to już jest coś i działa na wyobraźnię. Przynajmniej naszą. Te tysiące godzin, to nie tylko grzeczna praca a optymalnym zakresie obrotów. Zdecydowanie nie. Takie testy obejmują symulacje długodystansowych przejazdów z wysokim obciążeniem, cykle przyspieszeń i zwolnień, a także wstrząsy odpowiadające jeździe po drogach o różnej nawierzchni.

Laboratorium badawcze wyposażone jest również w stanowiska, na których sprawdza się ich pracę pod różnymi kątami – symulując jazdę pod górę, z górki oraz przechyły boczne, które mogą wystąpić na ostrych zakrętach. Co by tu dużo nie mówić, taki motor nie ma lekkiego życia – musi udowodnić swoją przydatność i wytrzymałość.

Jednym z najbardziej bezlitosnych testów jest przyspieszone starzenie silnika – coś w rodzaju ekstremalnego maratonu, w którym nie ma miejsca na odpoczynek. Mercedes silniki poddaje torturom, które w normalnym świecie odpowiadałyby kilkuset tysiącom kilometrów przebiegu, ale skompresowanym do kilkunastu miesięcy. Tysiące cykli uruchamiania i zatrzymywania w skrajnych temperaturach? Proszę bardzo. Długotrwała praca na maksymalnym obciążeniu, jakby silnik całe życie spędzał na niemieckiej autostradzie z ciężką przyczepą na haku? Oczywiście. Wszystko po to, by jednostka napędowa była gotowa na każdą ewentualność – od codziennych dojazdów do pracy po długie, bezlitosne trasy, gdzie jedynym momentem wytchnienia jest szybki postój na kawę i tankowanie.

Legendarny silnik 2.3-16 185KM stworzony na bazie M102 we współpracy Mercedesa z Cosworth. Montowany w modelu 190E Evo.

Po tym, jak silnik przeżyje tortury w laboratorium, czas na kolejny etap – integrację z samochodem i jazdę na hamowni podwoziowej. Bohater, zamontowany w testowym nadwoziu, rusza na wirtualne drogi, symulujące wszystko – od niemieckich autostrad po alpejskie serpentyny. Hamownia odwzorowuje niemal każdy scenariusz: pełne obciążenie, jazdę pod wiatr, skrajne temperatury. Co ważne, to właśnie tutaj jednostka napędowa przechodzi pierwsze testy zużycia paliwa i emisji spalin w rzeczywistych warunkach. W dobie rosnącej konkurencji i presji ze strony azjatyckiej, Mercedes nie może pozwolić sobie na wpadki, więc normy, jakie muszą spełnić jego silniki, są znacznie surowsze niż te narzucone przez przepisy. Inżynierowie uwzględniają nawet tak egzotyczne sytuacje, jak jazda pod wiatr o prędkości 100 km/h przy temperaturze -10°C

Gdy silnik i samochód przejdą laboratoryjne katusze, przychodzi czas na prawdziwe testy drogowe. Mercedes ma kilka ulubionych miejsc do torturowania swoich aut:

• Północna Szwecja – tutaj sprawdza się, czy silnik odpali przy -30°C i czy filtr paliwa nie zamieni się w sopel lodu.
• Hiszpańska pustynia – tam, gdzie w upale powyżej 45°C asfalt może się topić, testuje się chłodzenie i efektywność smarowania.
• Autobahny Niemiec – prędkości powyżej 200 km/h w pełnym obciążeniu pozwalają ocenić wytrzymałość na długotrwałą pracę w wysokich obrotach.
• Drogi alpejskie – test na ciągłe przyspieszanie, zwalnianie i jazdę na wysokim obciążeniu przy rzadkim powietrzu.

Testy trwają miesiącami, zanim silnik i samochód trafią na rynek. Dopiero po przejechaniu setek tysięcy kilometrów w tych ekstremalnych warunkach Mercedes uznaje, że silnik jest gotowy na klienta i można rozpocząć masową produkcję jednostki danego typu.

Jeden z uczestników bicia rekordu jazdy z prędkością 224km/h. Mercedes E (W211) 320 CDI.

Podsumowując, silniki koncernu Mercedes przechodzą testy tak bezlitosne, że mogłyby być zakazane przez konwencję genewską. Piekielne temperatury, tortury cieplne, jazda w warunkach, które bardziej przypominają film katastroficzny niż zwykły dzień na drodze – to wszystko, zanim pierwszy egzemplarz trafi do salonu.

Wygląda na to, że nie są to tylko czcze przechwałki producenta. Koncern ze Stuttgart-u od czasu do czasu lubi zaskoczyć świat nietypowymi akcjami, które udowadniają jego legendarną solidność. Jednym z najbardziej spektakularnych wyczynów była 30-dniowa próba jazdy non-stop, podczas której auta pędziły ze średnią prędkością 224 km/h.

Wyzwanie podjęły trzy Mercedesy klasy E (W211) 320CDI, wyposażone w sześciocylindrowy silnik Diesla w układzie V (OM642). Każdy z nich pokonał nieprzerwanie 160 934 km. To daje, średnio 5364,5km na dobę., czyli na przykład z Berlina do Pekinu. Nieźle, prawda? A postój? – jedynie na szybkie tankowanie i podstawowy serwis według interwałów zalecanych przez producenta. Swoją drogą ciekawe, czy owa średnia prędkość miała jakiś związek z mocą tego silnika w wersji 320 – 224KM?

Efekt przedsięwzięcia? Rekord pozostaje do dnia dzisiejszego niepobity. Jasne, ten motor nie jest bez wad i czas pokazał jego słabe punkty. Nie mniej jednak, cieszą takie wyczyny, ponieważ pokazuję, że przy odpowiedniej dbałości, współczesne silniki dają radę! A znamy takie autko, uzbrojone w OM642, które zbliża się do swojego pierwszego pół miliona i nie wykazuje oznak zmęczenia.

Miejmy więc nadzieję, że obecne i kolejne silniki Mercedesa, które muszą być zarówno oszczędne, jak i ekologiczne będą nadal cieszyć się długodystansową wytrzymałością. Dlatego dobrze, że takie testy stały się brutalniejsze, bardziej skomplikowane i bezlitosne dla każdej śrubki. Czy nadal wszystkie będą w stanie przejechać pół miliona kilometrów bez serwisu? Czas pokaże. Jedno jest pewne – skoro już przetrwały te bezlitosne testy, to na jest jeszcze nadzieja dla motoryzacji.