Nowy Mercedes-AMG ONE – technologia z Formuły 1

Z okazji 55 rocznicy powstania tej marki aut sportowych i wyczynowych, swoją światową premierę świętuje Mercedes-AMG ONE w wersji seryjnej. Ten dwumiejscowy samochód sportowy wyposażony jest w najnowocześniejszą i najwydajniejszą na świecie technologię napędu hybrydowego zaczerpniętą prosto z Formuły 1, która po raz pierwszy trafia z toru wyścigowego na drogi.

Mercedes-AMG ONE

Dzięki połączeniu silnika spalinowego z czterema silnikami elektrycznymi hybrydowy napęd wyczynowy generuje łączną moc 784 kW (1063 KM), co pozwala na rozwinięcie (ograniczonej) prędkości maksymalnej 352 km/h. Niezwykle zaawanasowana konstrukcja powstała w ścisłej współpracy z ekspertami Formuły 1 z ośrodka Mercedes-AMG High Performance Powertrains w Brixworth.

Niezwykły napęd hybrydowy E PERFORMANCE z silnikiem V6 o pojemności 1,6 litra i czterema silnikami elektrycznymi

Napęd hybrydowy E PERFORMANCE modelu Mercedes-AMG ONE wywodzi się bezpośrednio z Formuły 1 i powstał w ścisłej współpracy z ekspertami z Mercedes-AMG High Performance Powertrains w Brixworth. Składa się on z wysoce zintegrowanego i inteligentnie połączonego zespołu, obejmującego hybrydowy, turbodoładowany silnik spalinowy oraz cztery silniki elektryczne. Jeden z tych silników zintegrowano z turbosprężarką, drugi zainstalowano bezpośrednio na silniku spalinowym, łącząc go ze skrzynią korbową. Pozostałe dwa silniki napędzają koła przednie.

Hybrydowy silnik benzynowy V6 o pojemności 1,6 litra ze wspomaganym elektrycznie turbodoładowaniem odpowiada pod względem technicznym jednostkom napędowym stosowanym obecnie w Formule 1. Cztery górne wałki rozrządu napędzane są za pomocą przekładni zębatej typu czołowego. W celu uzyskania wysokich obrotów silnika, mechaniczne sprężyny w zaworach zastąpiono sprężynami pneumatycznymi. Silnik zamontowany w pozycji środkowej przed tylną osią rozwija prędkość obrotową do 11 tys. obrotów na minutę. Aby zwiększyć żywotność silnika i umożliwić korzystanie z komercyjnie dostępnej benzyny, jego obroty utrzymywane są jednak celowo poniżej wartości dostępnych w jednostkach Formuły 1.

Wysokoobrotowa jednostka napędowa doładowywana jest przez zaawansowaną technicznie turbosprężarkę. Turbina gazów wylotowych i turbina sprężarki są od siebie oddalone i połączone wałem, dzięki czemu możliwe było zamontowanie turbosprężarki w niższej pozycji. Na wale umieszczono sterowany elektronicznie silnik elektryczny o mocy wynoszącej około 90 kW. Napędza on bezpośrednio wał turbosprężarki, rozpędzając go do maksymalnie 100 tysięcy obrotów na minutę, zanim zostanie zastąpiony przez strumień spalin. W Formule 1 jednostka ta figuruje pod oznaczeniem MGU-H (Motor Generator Unit Heat).

Błyskawicznie responsywny, szybszy od wolnossącego silnika V8

Ogromną zaletą jest responsywność, która znacząco zwiększa się już od prędkości biegu jałowego (gdy przepływ spalin jest jeszcze słaby) i następnie w całym zakresie obrotów. 1,6-litrowy silnik widlasty jeszcze szybciej reaguje na użycie pedału gazu, dzięki czemu ogólne wrażenia z jazdy są bardzo dynamiczne. Ponadto elektryfikacja turbosprężarki zasilanej spalinami pozwala osiągnąć wyższy moment obrotowy przy niższych obrotach silnika, co zwiększa ogólną „zwinność” auta oraz optymalizuje przyspieszenie. Nawet gdy kierowca zdejmie nogę z pedału gazu lub hamulca, technologia ta pozwala na podtrzymanie ciśnienia doładowania przez cały czas, co zapewnia ciągłą kontrolę i możliwość bezpośredniego reagowania.

Elektryczna turbosprężarka zasilana spalinami w modelu Mercedes-AMG ONE ma jeszcze jedną zaletę: wykorzystuje część nadwyżkowej energii z przepływu spalin do wytwarzania energii elektrycznej, pracując jako generator. Energia ta jest magazynowana w wysokonapięciowym akumulatorze litowo-jonowym albo przekazywana bezpośrednio na całkowicie elektryczną przednią oś auta bądź do silnika elektrycznego (MGU-K, Motor Generator Unit Kinetic) na silniku. MGU-K ma moc 120 kW, jest umieszczony bezpośrednio na silniku i połączony z wałem korbowym za pomocą przekładni zębatej typu czołowego – to przykład kolejnego rozwiązania technicznego zapewniającego maksymalną wydajność i osiągi znane z Formuły 1.

Turbodoładowanie i prowadzony strumieniowo bezpośredni wtrysk paliwa nie tylko gwarantują wysoką moc, ale także zwiększają sprawność termodynamiczną, obniżając tym samym zużycie paliwa i emisję spalin. Wysokowydajny silnik sześciocylindrowy ma dwa układy wtryskowe. Bezpośredni wtrysk dostarcza paliwo do komór spalania pod ciśnieniem 270 barów. Niekiedy proces ten zachodzi wielokrotnie, dlatego gdy zajdzie potrzeba reguluje go układ sterowania pracą silnika. Dodatkowy wtrysk pośredni jest niezbędny dla uzyskania właściwej mocy silnika przy jednoczesnym spełnieniu norm w zakresie emisji spalin.

Całość dopełnia bardzo złożony i wydajny system oczyszczania spalin z czterema podgrzewanymi katalizatorami metalowymi, dwoma katalizatorami ceramicznymi oraz dwoma filtrami cząstek stałych do silników benzynowych. Cztery elementy grzejne o łącznej mocy 16 kW umożliwiają spełnienie normy emisji spalin EU6 w rzeczywistych warunkach jazdy (RDE). System oczyszczania spalin został także zoptymalizowany pod względem działania ciśnienia wstecznego, co pomaga uniknąć strat mocy. Tyczy się to także dużego tłumika tylnego, wykonanego w całości z lekkiego tytanu.

Dane techniczne – układ napędowy

• Średnica cylindra x skok tłoka – 80,0 x 53,03 mm
• Pojemność skokowa – 1599 cm3
• Maksymalna moc systemowa – 784 kW (1063 KM)
• Maksymalna prędkość obrotowa silnika spalinowego – 11 000 obr/min
• Maksymalna moc silnika spalinowego – 422 kW (574 KM) przy 9000 obr/min
• Moc jednostkowa silnika spalinowego – 359 KM/l
• Moc MGU-K (silnik elektryczny na wale korbowym) – 120 kW (163 KM)
• Moc MGU-FL/MGU-FR (silniki elektryczne na przedniej osi) – 2 x 120 kW = 240 kW (326 KM)
• Moc MGU-H (silnik elektr. elektrycznej spręż. zasil. spalinami) – 90 kW (122 KM)
• Maksymalne ciśnienie doładowania turbosprężarki – 3,5 bara

Nowy napęd na wszystkie koła z napędzaną całkowicie elektrycznie osią przednią

Dwa silniki elektryczne o mocy 120 kW, umieszczone na przedniej osi, osiągają prędkość wirnika wynoszącą do 50 000 obr/min. Każdy z nich połączony jest z przednimi kołami za pomocą przekładni redukcyjnej. Napędzana wyłącznie elektrycznie oś przednia pracuje zawsze selektywnie, dzięki czemu dla zapewnienia wysokiej dynamiki jazdy możliwe jest wektorowanie momentu obrotowego. Ponadto obydwa silniki elektryczne pozwalają na optymalne wykorzystanie energii odzyskanej przy hamowaniu – do 80 procent w warunkach codziennej jazdy. Energia ta magazynowana jest w akumulatorze i umożliwia wydłużenie zasięgu elektrycznego lub zwiększenie dynamiki układu napędowego. Każdym z silników elektrycznych steruje jego własny układ energoelektroniczny zlokalizowany blisko silnika, w płycie podłogowej.

Wysokowydajny akumulator z technologią Formuły 1

Litowo-jonowy system magazynowania energii jest konstrukcją własną Mercedes-AMG. Technologia ta sprawdziła się już w najcięższych warunkach w hybrydowych bolidach Formuły 1 zespołu Mercedes-AMG Petronas F1 Team, a także w akumulatorze modelu Mercedes-AMG GT 63 S E PERFORMANCE. Wysokowydajny akumulator AMG (AMG High Performance Battery) łączy wysoką moc i możliwość jej częstego wykorzystywania z niską masą, co zwiększa ogólną wydajność. Do tego dochodzi szybki pobór i wysoka gęstość energii, dzięki czemu na przykład podczas szybkiej jazdy w pagórkowatym terenie, kierowcy mogą wykorzystywać natychmiastowy, pełny potencjał mocy podczas jazdy pod górę; z kolei podczas zjazdów ze wzniesień uruchamia się proces wydajnej rekuperacji.

Rozmieszczenie ogniw w akumulatorze i ich chłodzenie wzorowane są na technologii zastosowanej w bolidzie Mercedes-AMG Formuły 1. Jednakże na potrzeby codziennego użytku w modelu Mercedes-AMG ONE ich liczba została wielokrotnie zwiększona. Pojemność 8,4 kWh pozwala na przejechanie 18,1 kilometra w trybie elektrycznym. Ładowanie odbywa się za pomocą prądu przemiennego i wbudowanej ładowarki 3,7 kW. Dodatkowo akumulator można doładowywać w trakcie jazdy energią pochodzącą z rekuperacji lub wprost z silnika spalinowego. Wysokonapięciowy akumulator litowo-jonowy wraz z przetwornicą DC/DC, obsługujące i ładujące 12-woltową instalację elektryczną auta, zostały w przemyślny sposób ukryte w podłodze pojazdu za tylną osią, gdzie nie zajmują dużo przestrzeni.

Inteligentne strategie eksploatacyjne zapewniają optymalną wydajność i efektywność

Układ napędowy High Performance Plug-in-Hybrid umożliwia korzystanie z wielu inteligentnych strategii eksploatacyjnych, optymalnie dostosowanych do różnych scenariuszy korzystania z samochodu. Dostępne programy jazdy sięgają od jazdy w trybie wyłącznie elektrycznym aż po tryb o wysokiej dynamice, który odpowiada ustawieniom wykorzystywanym w kwalifikacjach Formuły 1 w celu uzyskania możliwie najlepszego czasu okrążenia. Pomimo złożoności systemu, kierowca korzysta zawsze z optymalnej kombinacji mocy i efektywności, zależnie od aktualnego zapotrzebowania.

Sześć programów jazdy – od trybu całkowicie elektrycznego po tryb toru wyścigowego

Mercedes-AMG ONE uruchamia się najpierw bezgłośnie, gdy włączają się silniki elektryczne przedniej osi. W tym samym czasie rozpoczyna się rozgrzewanie katalizatorów. Silnik spalinowy uruchomi się dopiero po osiągnięciu ich odpowiedniej temperatury.

• Race Safe: Program standardowy z hybrydowym trybem jazdy na żądanie i w pełni elektrycznym ruszaniem. Silnik spalinowy uruchamia się tylko gdy wzrasta zapotrzebowanie na moc.
• Race: Hybrydowy tryb jazdy ze specjalną strategią ładowania. Silnik spalinowy pracuje w sposób ciągły i może skuteczniej ładować akumulator wysokiego napięcia; umożliwia to stały dostęp do pełnej mocy elektrycznej.
• EV: Jazda w trybie całkowicie elektrycznym.
• Race Plus (tylko na tor wyścigowy): Aktywna aerodynamika, obniżenie zawieszenia o 37 mm (przód)/30 mm (tył), twardsze zestrojenie układu jezdnego, specjalny system zarządzania mocą.
• Strat 2 (tylko na tor wyścigowy): Aktywna aerodynamika, jeszcze twardsze zestrojenie układu jezdnego i obniżenie zawieszenia o 37 mm (przód)/30 mm (tył). Pełna moc wszystkich silników, jak w kwalifikacjach Formuły 1.
• Individual: ustawienia dostosowane do osobistych preferencji w zakresie trybów jazdy drogowej.

Osiągnięcie imponujących wartości przyspieszenia możliwe jest dzięki funkcji RACE START w trybach jazdy Race, Race Plus oraz Strat 2: sprint od zera do 200 km/h trwa zaledwie 7 sekund.

Całkowicie nowa zautomatyzowana 7-stopniowa mechaniczna skrzynia biegów

Siłę napędową na tylne koła przenosi 7-stopniowa mechaniczna skrzynia biegów, całkowicie nowo zaprojektowana dla modelu Mercedes-AMG ONE. Lekka konstrukcja przekładni zmniejsza masę pojazdu, a jej zintegrowanie ze szkieletem nadwozia zwiększa sztywność i sprawia, że zajmuje ona niewiele miejsca. Skrzynię zaprojektowano specjalnie pod kątem wysokich momentów obrotowych i prędkości obrotowych potężnego hybrydowego napędu rodem z Formuły 1. Drążki zmiany biegów i 4-tarczowe sprzęgło z włókna węglowego są sterowane hydraulicznie. Przełożenia zaprojektowano tak, aby zminimalizować różnicę mocy po zmianie biegu na wyższy i utrzymać silnik spalinowy na wysokich obrotach. W skrzyni biegów zintegrowano samoblokujący mechanizm różnicowy.

Wielowahaczowy układ jezdny z innowacyjnym zawieszeniem typu push-rod

Podstawą doskonałych właściwości jezdnych Mercedesa-AMG ONE jest lekki i ultrawytrzymały monokok z włókna węglowego, którego konstrukcja również wywodzi się z Formuły 1. To samo dotyczy zintegrowanego zespołu silnika i skrzyni biegów: obydwa te elementy pełnią funkcję nośną, służąc za pełne podparcie tylnego zawieszenia.

Z przodu i z tyłu układ jezdny ma konstrukcję aluminiową, z pięcioma wahaczami i dwoma regulowanymi amortyzatorami. Zawieszenie gwintowane odznacza się kilkoma szczególnymi cechami: Oba amortyzatory push-rod zostały zamontowane poprzecznie w stosunku do kierunku jazdy. Innowacyjny układ sprężyny i amortyzatora zastępuje konwencjonalny rurowy stabilizator poprzeczny. Rozwiązanie to skutecznie zmniejsza przechyły boczne, nawet podczas bardzo gwałtownych zmian kierunku jazdy, nie powodując uczucia dyskomfortu. Sztywność na przechyły oraz tłumienie przechyłów są całkowicie niezależne od sztywności skoku i tłumienia skoku. Zastosowanie łożysk kół z ceramicznymi kulkami zapewniającymi mniejsze tarcie dowodzi dbałości o szczegóły techniczne.

Pracę adaptacyjnego układu amortyzacji można regulować za pomocą programów jazdy: ustawienia układu jezdnego C (Comfort) oraz S (Sport) dostępne są w programach jazdy EV, Race Safe, Race i Individual; ustawienia układu jezdnego S (Sport) oraz S+ (Sport+) dostępne są w programach Race Plus i Strat 2. W ramach aktywnej regulacji aerodynamiki możliwe jest hydrauliczne obniżenie zawieszenia o 37 milimetrów na osi przedniej i o 30 milimetrów na tylnej. Dodatkowo mechanizm podnoszenia na przedniej osi (aktywacja możliwa tylko w programach do jazdy drogowej) zapobiega np. unieruchomieniu Mercedesa-AMG ONE na podjeździe podziemnego parkingu.

Ogólne zestrojenie sprężyn i amortyzatorów zostało zaprojektowane pod kątem uzyskania doskonale zrównoważonej, łatwo kontrolowalnej i wysoce dynamicznej charakterystyki jazdy. Swój wkład mają w tym zakresie napęd na wszystkie koła oraz mechanizm wektorowania momentu obrotowego. W odróżnieniu od Formuły 1, tutaj system ABS jest częścią wyposażenia standardowego, natomiast system ESP® można regulować trójstopniowo, czyli tak jak zazwyczaj w samochodach Mercedes-AMG. Ustawienie ESP® ON zwiększa bezpieczeństwo i jest domyślnie włączone w trybie „Highway”. ESP® SPORT HANDLING MODE umożliwia uzyskanie większych kątów obrotu wokół osi pionowej przed interwencją systemu, co pozwala na bardziej sportową jazdę. ESP® OFF całkowicie wyłącza system, dzięki czemu możliwa jest jazda ekstremalna na zamkniętych torach. Wszystkie trzy ustawienia są dostępne w trybie „Track”.

Aktywna aerodynamika – trzy konfiguracje do wyboru

Aktywny, sterowany hydraulicznie układ aerodynamiczny zwiększa siłę docisku na przedniej i tylnej osi oraz poprawia efektywność aerodynamiczną. W zależności od preferencji kierowcy i wybranego trybu jazdy, dostępne są trzy różne konfiguracje aerodynamiczne:

• „Highway” w programach jazdy „Race Safe”, „Race”, „EV” i „Individual”: żaluzje są zamknięte, aktywne klapy na przednim dyfuzorze są wysunięte, a statecznik tylny wraz z klapą jest wsunięty.
• „Track” w programach jazdy „Race Plus” i „Strat 2” (oba dozwolone tylko na torze wyścigowym): klapy przedniego dyfuzora składają się, aby ustawić kształt przedniego dyfuzora w sposób zapewniający maksymalną wydajność. Statecznik tylny i klapa statecznika tylnego wysuwają się całkowicie. Żaluzje otwierają się, aby zwiększyć siłę docisku na przedniej osi i podciśnienie w nadkolach. Zawieszenie pojazdu obniża się o 37 milimetrów na przedniej osi i o 30 milimetrów na osi tylnej. Konsekwencją wszystkich tych ustawień jest, w zależności od prędkości, nawet pięciokrotny wzrost całkowitej siły docisku w porównaniu z programami przeznaczonymi do jazdy drogowej.
• „Race DRS” (DRS – system redukcji oporu powietrza) można, podobnie jak w Formule 1, aktywować naciśnięciem przycisku w programach do jazdy na torze wyścigowym: klapa statecznika tylnego chowa się całkowicie, a żaluzje zamykają. Wprawdzie zmniejsza to siłę docisku o około 20 procent, lecz jednocześnie Mercedes-AMG ONE jeszcze szybciej osiąga wysokie prędkości. DRS można wyłączyć ręcznie lub wyłącza się on automatycznie, gdy tylko kierowca zahamuje lub system wykryje przyspieszenie boczne.

Dane techniczne Mercedes-AMG ONE

Silnik

• Liczba /układ cylindrów – 6 / widlasty
• Pojemność skokowa cm3 – 1599
• Maksymalna moc kW/KM – 784/1063
• Maksymalny moment obrotowy Nm – specyfikacja niemożliwa ze względu na złożoność układu napędowego
• Maksymalna moc silnika spalinowego kW/KM – 422/574 przy 9000 obr/min
• Maksymalna prędkość obrotowa silnika spalinowego obr/min – 11 000
• Tworzenie mieszanki paliwowej – wtrysk benzyny sterowany elektronicznie, połączenie wtrysku bezpośredniego i wtrysku do kolektora dolotowego
• Łączna moc silników elektrycznych kW/KM – 450/611

Przenoszenie mocy

• Układ napędowy – w pełni zmienny napęd na wszystkie koła AMG Performance 4MATIC+ z napędzaną hybrydowo osią tylną oraz napędzaną elektrycznie osią przednią z wektorowaniem momentu obrotowego
• Skrzynia biegów – 7-stopniowa zautomatyzowana mechaniczna skrzynia biegów
• Przełożenia biegów 1/2/3/4/5/6/7 bieg – 12,803 / 9,267 / 7,058 / 5,581 / 4,562 / 3,878 / 3,435
• Bieg wsteczny – 14,599

Zawieszenie

• Przednia oś – pięciowahaczowe aluminiowe gwintowane zawieszenie typu push-rod z dwoma poprzecznymi regulowanymi amortyzatorami z adaptacyjną siłą amortyzacji
• Tylna oś – pięciowahaczowe aluminiowe gwintowane zawieszenie typu push-rod z dwoma poprzecznymi regulowanymi amortyzatorami z adaptacyjną siłą amortyzacji; dolne wahacze o aerodynamicznym kształcie
• Układ hamulcowy – hydrauliczny ceramiczno-karbonowy wysokowydajny układ hamulcowy AMG, na przodzie 6-tłoczkowe stałe zaciski hamulcowe, wewnętrznie wentylowane i perforowane tarcze hamulcowe o wymiarach 398 x 38 milimetrów; z tyłu wewnętrznie wentylowane i perforowane tarcze hamulcowe o wymiarach 380 x 34 milimetrów z 4-tłoczkowymi stałymi zaciskami hamulcowymi; elektroniczny hamulec postojowy; ABS, asystent układu hamulcowego, trójstopniowy system ESP®
• Felgi przód – 10 J x 19 H2; tył: 12 J x 20 H2
• Opony przód – 285/35 ZR 19; tył: 335/30 ZR 20

Wymiary i masy

• Rozstaw osi mm – 2720
• Rozstaw kół przód/tył mm – 1721/1669
• Długość/wysokość/szerokość mm – 4756/1261/2010
• Masa w stanie gotowości do jazdy wg DIN kg – 1695
• Pojemność zbiornika paliwa l – 55

Osiągi, zużycie, emisje

• Przyspieszenie 0-100 km/h s – 2,9
• Przyspieszenie 0-200 km/h s – 7,0
• Przyspieszenie 0-300 km/h s – 15,6
• Prędkość maksymalna km/h – 352
• Zużycie paliwa, średn. ważone1 l/100 km – 8,7
• Emisja CO2, średn. ważona1 g/km – 198
• Zużycie energii el., średn. ważone1 kWh – 32
• Zasięg na napędzie elektrycznym1 km – 18,1