De M110.

In vele Mercedes-Benz zescilindermodellen uit de jaren zeventig en tachtig vinden we de met de interne code “M110” aangeduide, zescilinder, 2.8 ℓ, viertakt Ottomotor, met twee bovenliggende nokkenassen. De M110 kan zeker als één van de meest bijzondere motoren van Das Haus gelden. Het is deze motor met zijn klassieke opbouw en zijn kenmerkende verbrandingsakoestiek die mede de zeer goede reputatie van Mercedes-Benz motoren en de snelle maar gedistingeerde limousines en coupés heeft gevestigd. Het is een motor voor kenners van perfecte motorentechniek. Het geeft te denken dat deze motor eigenlijk een noodoplossing was.

 

Het verhaal achter de M110 is opmerkelijk voor Das Haus. Het is het verhaal van het ontbreken van een modern zuigermotorconcept bij Daimler-Benz midden jaren zestig. Als Dr. Hans Scherenberg in 1965 het stokje van Prof. Fritz Nallinger overneemt, en hoofd motorenontwikkeling wordt, treft hij een ver ontwikkelde Wankelmotor aan en het concept voor een nieuwe V8 benzinemotor. Op het gebied van de vier- en zescilindermotoren was er weinig tot geen ontwikkeling geweest. Men kon toen kennelijk niet goed voorzien hoe het afliep met de Wankelmotor. Daarom had de ontwikkeling van de Wankelmotor tot eind jaren zestig de grootste prioriteit. Omdat de ontwikkelingscapaciteit beperkt was kon er niet op elke “Neuigkeitshochzeit”gedanst worden, om met Dr. Hans Scherenberg te spreken. Deze reageerde daarmee nogal bits, zeker voor deze elegante en doorgaans zeer vriendelijke Zwaab, op vragen van journalisten hoe het nu toch kwam dat BMW met zijn zijdezachte zescilinders marktaandeel van Das Haus afsnoepte. Maar deze snedige respons kon niet verhullen dat de voorganger van de M110, de M130 (logische typeaanduidingen en motorencodes zijn nooit het sterkste punt geweest van de heren technici bij Daimler-Benz), in veel disciplines niet meer goed opgewassen was tegen de concurrentie uit München (BMW) en Coventry (Daimler, Jaguar). Daarbij kwam dat men zowel op de thuismarkt als in Noord-Amerika met strenge milieumaatregelen en vermindering van de brandstofkwaliteit rekening moest houden. Deze veranderingen kon men niet het hoofd bieden door steeds verdere cilindervergroting zoals men tot dusverre met de M130 had gedaan. Daarom besloot Dr. Scherenberg, de geestelijke vader van de W123, R 107 en W116, meteen na de afsluiting van de ontwikkeling van de Strich Acht modellen (W114/115) dat er een nieuwe zescilindermotor moest komen.

 

 

Aanvankelijk had de Vorstand, zeer tegen de zin van Scherenberg, voor de nieuwe SL (R107 - de C 107 die later zou volgen was nog een omstreden “love baby” van Dr. Karl Wilfert, hoofd afdeling “Stilistik”. Deze mondaine coupé op basis van de SL in plaats van de S-klasse werd niet breed gedragen in het bestuur van Das Haus in die dagen) en de W116, overwogen om de bestaande M130, uit de SL Pagode (W113) en de W108, te gebruiken. Maar uiteindelijk zag men toch in dat de zescilinder M130 niet meer voldeed. De ouderdomskwalen van de hoogbejaarde en uitgeknepen motor waren het hoge brandstofverbruik, de thermische overbelasting en de daardoor geringe standvastigheid. De M130 was eigenlijk een doorontwikkeling van de 2,2 ℓ M180 uit de jaren 1940. Daarom werd in 1969 besloten snel een motor te ontwikkelen die het gat tot aan de geheel nieuwe, in de W123 te introduceren, zescilinders moest dichten. De opdracht aan de ingenieurs Ableitner en Gobien luidde dan ook maak iets “vernünftiges”van de M130. Eigenlijk weer een doorontwikkeling dus. Uit kostenoogpunt moesten de bestaande productiemachines zoveel mogelijk worden gebruikt. Deze beperking had eerder al, bij de constructie van de M186 uit de 300, tot minder fraaie compromissen geleid. Met dit in hun achterhoofd gingen de heren Ableitner en Gobien aan de slag. Het cilinderblok van de M130 werd de basis voor de M110. De boring werd verminderd om zodoende meer vlees tussen de cilinders te krijgen en ook werd de afdichting tussen de carterpan en cilinderblok verbeterd en verdiept door veel extra gietribben die de krukkast extra stijfheid geven. Parallel aan de ontwikkeling van de 2,8 ℓ M110 V28 en E28 loopt de ontwikkeling van de 2,5 ℓ M110 V25 ( ook wel M111 genoemd).

 

De ingenieurs Ableitner en Gobien trokken alle registers van de klassieke motorenbouw. In de lichtmetalen en geheel nieuw geconstrueerde cilinderkop met apart, opgebouwd nokkenhuis, draaiden twee gesmede nokkenassen die zonder al te veel toestanden konden worden uitgebouwd. Dit ogenschijnlijke detail was een groot voordeel ten opzichte van motoren uit München (BMW), Milaan (Alfa Romeo) en Coventry (Daimler, Jaguar) waar voor eenvoudige klepafstellingen bijkans de gehele motor uitgebouwd moest worden. Met de cilinderkop zelf waren de heren niet tot compromissen bereid. De belangrijkste voorwaarde was de afwijzing van het oude verbrandingskamerprincipe van de M130 met zijn asymmetrische vorm, die leidde tot ongelijkmatig temperatuurbelastingen en tot eenzijdige slijtage. Ableitner en Gobien construeerden een “cross flow” cilinderkop, met in V-vorm hangende kleppen, twee bovenliggende nokkenassen en kogelvormige verbrandingsruimten. Met deze opstelling was het mogelijk om op duurzame wijze vermogen te leveren. Daaraan leverde ook de zeer stijve klepbediening met vijftien (!) lagers zijn deel. Bij de aandrijving van de beide nokkenassen werd er voor een dubbel gelede ketting gekozen, nadat bij testen van tandriemen bleek dat de levensduur niet bevredigd was. Het verloop van de ketting was zo gekozen dat de nokkenassen tegen elkaar indraaiden waardoor het traagheidsmoment van de assen werd opgeheven en de tegenoverliggende nokken elkaar smeerden. Een typisch voorbeeld van Daimler-Benz perfectie tot in detail. Voor een langere levensduur waren de uitlaatkleppen met natrium gevuld en werden ze door het gepatenteerde Rotocap system bij iedere slag een stukje gedraaid waardoor inbranden op de zitting werd voorkomen.

 

 

 

 

 

 

Het onderhoud werd door eenvoudig instelbare klepspeling en diagnosestekker vereenvoudigd. De afstelling van de kleppen was relatief eenvoudig door zelfborgende stelmoeren in de aluminiumkop. Ook dit was een groot voordeel ten opzichte van de concurrentie waar het vervangen van speciale stelplaatjes en de uitbouw van nokkenassen op het onderhoudsmenu stonden. De bediening van de onder een gezamenlijke hoek van 52º staande kleppen gebeurt door kleine en lichte tuimelaars, het maximale toerental kon hierdoor stijgen naar 6500/min. Centrifugaal- gewichten in de (ontstekings-)verdeler regelden het maximale toerental tussen 6200 en 6800/min af.

Ook de gesmede krukas droeg met zeven lagers en twaalf in plaats van voorheen acht contragewichten bij aan de lange levensduur bij. Om nog trillingsvrijer te kunnen draaien werd aan het einde van de krukas een trillingsdemper gemonteerd die bestaat uit een kern van hard rubber met een stalen ring. De krukas kon met behulp van persen worden gesmeed. De doorstroming van de smeerolie werd per thermosstaat geregeld waardoor de motoren zeer snel op temperatuur komen en slijtage wordt verhinderd.

Het resultaat van de heren Ableitner, eigenlijk een Dieselmotor constructeur, en Gobien was een school voorbeeld van een zeer goed presterende verbrandingsmotor. Met een gewicht van 240 kg valt de M110 niet direct in de laagste gewichtsklasse. Door de relatief complexe opbouw vielen de productiekosten bovengemiddeld uit. De tijdsdruk voerde niet tot halfslachtigheid. In 1972 kreeg Daimler-Benz met deze cilinderkopconstructie de eerste prijs in de “International Aluminium Pressure Die Casting Competition”.

De M110 V28, uit de 280-modellen, was van een nieuw ontwikkelde Solex dubbelregister carburateur voorzien, de 4A1. Deze carburateur was de enige viertraps carburateur uit Europese productie en de meest ingewikkelde ooit gemaakt. De typeaanduiding geeft aan dat er vier trappen zijn (4); dat er een startautomaat op zit (A) en dat alles, daar was men heel trots op, in één huis zat (1). Deze carburateur was een ontwikkeling van Pierburg en heeft nooit kunnen tippen aan de Daimler-Benz normen. Deze complexiteit moesten, zo bleek al snel, de constructeurs, monteurs en cliënten van Mercedes-Benz bitter bezuren. Omdat Das Haus zelf geen ontwikkelingskosten wilde maken voor een instrument dat al in de jaren zeventig niet veel toekomst meer had (de toekomst lag bij de benzine-inspuiting) en omdat men een zescilinder carburatiemotor wilde aanbieden aan de conservatieve kopers is men zeer lang blijven doormodderen met dit product.

 

De M110 E28 werd aanvankelijk uitgerust met een elektronische Bosch D-Jetronic brandstof-injectie met start- en warmloop automaat. De dohc-motoren draaiden onder alle omstandigheden zacht en gecultiveerd en hadden een bijna turbineachtige elasticiteit. Alleen moest de M110 wel op toeren worden gehouden, de trekkracht onderin viel tegen. Dit is vooral te wijten aan de relatief korte aanzuigbuizen van het inlaatspruitstuk.

We gaan weer even terug naar juni 1969 als het driemanschap uit het bestuur, Dr. Hans Schernenberg (personenauto-ontwikkeling), Dr. Wilhelm Langheck (personenautoproductie) en Dr. Rolf Staelin (verkoop), het leveringsprogramma voor de komende tijd afstemmen. In deze zitting van het bestuur, presenteert Dr. Scherenberg de M110 en stelt tegelijkertijd voor deze motor in de nieuwe R107 en W116 te introduceren. Uit kostenoogpunt meent Dr. Rolf Staelin dat het gunstiger is de 2,5 ltr M110 V25 te laten vervallen om zo de ontwikkeling van de 2,8 ltr M110 V/E te kunnen versnellen. Op dit moment verwacht men, door lange levertijd van de nieuwe bewerkingsmachines, de motor niet voor de zomer van 1971 te kunnen leveren.

 

De nieuwe M110 met de nieuwe V-vormige cilinderkop met twee bovenliggende nokkenassen heeft vooral een aanmerkelijk verbeterde thermische huishouding. De motor is in de eerste plaats bedoeld voor de R107. Het is dan ook onverteerbaar de nieuwe SL het eerste halve jaar met de oude M130 te leveren. Daarom wordt besloten om de voorbereiding voor de productie de hoogste prioriteit te geven. Twee weken later, op 1 juli 1969, wordt dan ook nog optimistisch gedacht de gehele SL-reeks in de herfst van 1970 te introduceren. De 350 SL wordt in april 1971 geïntroduceerd en de 280 SL pas in juli 1974. In maart 1971 wordt besloten de M110 V25 als M123 voor de latere W123 (introductie gepland zomer 1974) te ontwikkelen.

 

 

 

Hoe krap de ontwikkelingstijd van de “nieuwe”2,8 ℓ motor de M110 was, ziet men nu nog uit de bliksemsnelle manier hoe één en ander op poten werd gezet. In oktober 1969 werden de eerste motoren ingebouwd in een W114/8 en vergeleken met een BMW zescilinder, die eveneens was ingebouwd in een W114/8. Dat de testmotoren op de pijnbank werden gezet blijkt uit het technische bericht van februari 1970. Tussen 28 oktober 1969 en 26 november 1969 werd een M110 motor 200 uur lang wisselend belast, negen minuten volgas en negen minuten stationair bij een watertemperatuur van 98 °C en een olietemperatuur van 120 °C. Met 195 pk leverde deze motor 25 pk meer dan de M130 en kwam het vermogen dicht bij de 3,5 ltr V8-M116. Tussen 5 december 1969 en 14 januari 1970 liep een andere M110 op dezelfde testbank 150 uur. Deze motor leverde zelfs 200 pk. Begin 1970 ondergaat de M110 enkele zware testen in o.a. Lapland. Men kon tevreden zijn over het resultaat. Tijdens zware testen in de Alpen blijkt een even zware BMW 2800, niet opgewassen tegen de M110. Hieruit blijkt dat de achterstand op BMW weer is goed gemaakt. De verbeterde thermische belasting blijkt ook in de praktijk zijn vruchten af te werpen. Bij een vierdaagse hogesnelheidstest in de Sahara, in september 1970. Het gaspedaal werd tussen Quargla en Shardeia (ca. 50 km) tot op de vloer ingetrapt. Ook deze zware beproeving overleefde de M110 zonder kleerscheuren. Hierbij viel de lagere gemiddelde koelwatertemperatuur van de M110 in vergelijking met de M130 op.

Tijdens de directievergadering van 22 maart 1971, bericht Dr. Hans Scherenberg kernachtig, dat de ontwikkelingswerkzaamheden en testgegevens ver gevorderd waren. Op het technische vlak stond niets de introductie van de M110 in de weg. Er waren nog enkele kleine problemen met het geluidsniveau maar die blijken niet onoplosbaar.

In een verslag van juli 1971 heeft Herr Stoehr, van de afdeling “Fahrversuch”, het volgende te melden: “De testrijders van de 280/8 zijn zeer te spreken over de buitengewone trekkracht bij hoge toeren, waardoor de 280/8 een aanzienlijke prestatie levert. Bij lage toerentallen verwachtte men meer trekkracht.” Kritische commentaren waren er ook over de matige remmen en de slechte stationaire loop van de motor. Het brandstofverbruik lag tussen de 15 tot 18 ℓ/100 km., voor de 280/8 uitgevoerd met Automatic. Bij uitsluitend stadsgebruik steeg het verbruik naar 23 ℓ/100km. Het gemiddelde olieverbruik lag op 1 ℓ /1000km. De aanbeveling van Stoehr was daarom om liever vijf pk. in te leveren voor hogere trekkracht bij lage toerentallen en een langere levensduur. Deze mening werd gedeeld door Dr. Scherenberg en op zijn instructie werd de M110 dan ook aangepast. Kort voor het begin van de serieproductie kwamen er tijdens de uitgebreide testen nog problemen met de aandrijving van de oliepomp aan het licht. Vanaf motor 101 werd een aangepaste pomp ingebouwd die een hogere opbrengst had.

 

Evolutie van de M110

In de loop van productietijd werd de M110 verder ontwikkeld en aangepast. Voor de introductie in de W123 werd de M110 in 1976 voorzien van de mechanische K-Jetronic in plaats van de elektronische D-Jetronic. Het vermogen was nu 177 pk. in plaats van 185 pk. De compressieverhouding werd verminderd van 1:9 naar 1:8,7. Dit was noodzakelijk door het lagere loodgehalte in de brandstof en de vrees die men had voor voorontsteking (“pingelen”). Het verlies van 8 pk. ging de ingenieurs toch aan het hart. De compressieverhouding werd weer verhoogd naar 1:9, toen de vrees voor voorontsteking ongegrond bleek, het inlaatspruitstuk werd aangepast en tevens werden de uitlaatkleppen aangepast. Deze werden met 1,7 mm vergroot en waren nu gelijk aan de uitlaatkleppen van de nieuwe M102 motor (200 en 230 E). Door deze ingrepen steeg het vermogen weer naar 185 pk. De klanten moesten de 8 pk. maar één jaar en twee maanden missen. Vanaf 18 april 1978 werden er weer motoren met 185 pk. ingebouwd. Om deze reden zijn 280-modellen met de 177pk motor zeer zeldzaam.

 

Als Mercedes-Benz in september 1981 bij de achtcilindermodellen het zogenaamde energieconcept introduceert, wordt tevens de M110 aangepast. De M110 kreeg een nokkenas met andere openingstijden waardoor er kortere overlappingstijden ontstonden. Hierdoor produceren de motoren minder onverbrande koolwaterstoffen en stikstof. Het stationaire toerental werd met vijftig toeren per minuut verlaagd naar 700/min. Bovendien werd nu bij loslaten van het Fahrpedal automatisch de brandstoftoevoer afgesloten. Daarbij werd gebruik gemaakt van een ingenieuze microschakelaar in het gasstangenstelsel die de brandstoftoevoer al herstelde voordat de gasklep werd geopend. Hierdoor werden schokken in de aandrijflijn vermeden zoals die wel bij andere fabrikaten (VW, Audi, BMW) voorkwamen.

 

Zowel in carburatie als ingespoten uitvoering overtuigen beide motoren door een lange levensduur en, zeker in vergelijking met de 250, een relatief laag brandstofverbruik. De 280 wordt door dezelfde Solex 4A1 carburateur gevoed als de M123. De 280E (E voor “Einspritzung”) was de meest populaire variant. Toch zijn de motoren in het dagelijks gebruik meer geschikt voor lange autobaanritten of dynamische tochtjes over de autoweg. In de stad namelijk blinken ze niet uit in draaimoment in de lagere toerengebieden. Dit neemt niet weg dat ook in de stad, vooral in verbinding met de Mercedes-Benz vierversnelling Automatic, zeer comfortabel gereden kan worden. Het brandstofverbruik hangt zeer van de rijstijl af. vijftien liter per 100 kilometer is geen uitzondering maar ook tien liter kunnen worden gehaald zonder als rijdende hindernis te gelden. Daarbij kan vooral de originele Mercedes-Benz tempomaat goede diensten bewijzen.

 

Tot op de dag van vandaag gelden deze motoren als onverwoestbaar. Veel oudere Mercedes-Benz monteurs hebben nog altijd zeer warme herinneringen aan dit toonbeeld van klassieke Duitse motorenbouw dat de M110 belichaamt. Hoe goed de M110 is laat een langeduurtest uit 1982 zien. Tussen augustus 1981 en december 1982 werd met een 280E 180.985 km gereden. De enige mankementen waren een defecte krukaskeerring, spanrol van de V-riem voor de aircopomp en een lekkende pakking van het inlaatspruitstuk tussen de derde en de vierde cilinder. Het olieverbruik lag tussen de 0,26 en 0,48 ℓ /1000km. Het brandstofverbruik over de gehele afstand was 15,5 ℓ / 100 km. Het motorvermogen gemeten aan de achterwielen was na 33.600 km 153,3 pk en bij 150.600 km 152,7 pk.

Daarbij gold de M110 aanvankelijk als te sportief voor een Mercedes-Benz. Twee bovenliggende nokkenassen in een aparte aluminium behuizing, kogelvormige verbrandingsruimten, kruislings geplaatste kleppen en 185 paardenkrachten uit 2.8 liter cilinderinhoud vond men in de jaren zeventig alleen bij Alfa Romeo en Jaguar. Zelfs niet bij aartsrivaal BMW. Vooral deze laatste was de reden voor de ontwikkeling van de supermotor die voor het overige kon bogen op de geniale eenvoud waarmee Mercedes-Benz haar motoren placht te bouwen.

 

In carburatievorm werd de M110 aangebonden in de limousine (280) en de coupé (280C) van zowel de 123 als de 114 serie. Als inspuiter in alle drie de carrosserievarianten (280E, 280CE, 280TE) van de 123 serie. Wegens de geringe vraag werd de productie van de 280C in maart 1980 gestaakt. Die van de 280 in april 1981. De M110 vond daarnaast plaats in de R/C 107 (SL), de W114 (Streep acht), de W126 (S-klasse) en de G-serie (Geländewagen). Ofschoon de M110 bij de introductie in 1972 als tussenoplossing was bedacht werd hij gebouwd tot en met 1985, het laatste productiejaar van de W123. Een productietijd van 14 jaar is voor een provisorium zeker geen slechte prestatie.

©mva, flt 0810

 

 

De Mercedes-Benz 280: onopvallende elegantie, tijdloos ontwerp, onovertroffen prestaties

 

specificaties M110 zoals ingebouwd in

model 123.030 (280) en 123.033 (280E) tot maart 1978

model

280

280E

motor

110.923

110.984

omschrijving

2,8 ℓ zescilinder viertakt Ottomotor aan de voorzijde in langsrichting ingebouwd; compressieverhouding 8,7:1; zeven krukaslagers; motorblok uit gietijzer, cilinderkop uit aluminium met hemispherische verbrandingsruimten; per cilinder hangend één inlaat- en één uitlaatklep bestuurd door twee per dubbel gelede ketting aangedreven bovenliggende nokkenassen; uitlaatkleppen gepantserd en met natrium gevuld, Rotocap-inrichting om inbranden te voorkomen, drukomloopsmering met los papieren inzetpatroon en thermosstatisch geregelde doorstroming en separate oliekoeler; 7,5 ℓ carterinhoud, door waterpomp geforceerde vloeistofkoeling met 10,5 ℓ koelvloeistof en voorin geplaatste radiateur met kunststof ventilateur.

aantal cilinders

zes

boring, slag en slagvolume

86,0 x 78,8 mm; 2.746 kubieke centimeter

maximaal toerental

6.500 toeren per minuut

vermogen

156 pk. bij 5.500 toeren per minuut

177 pk. bij 6.000 toeren per minuut

maximaal draaimoment

223 Newtonmeter bij 4.000 toeren per minuut

234 Newtonmeter bij 4.500 toeren per minuut

mengselbereiding

Solex 4A1 dubbelregister carburateur met startautomaat en inlaatvoorverwarming; mechanische benzinepomp en stalen tank boven de achteras in kofferruimte met 80 liter inhoud.

Bosch K-Jetronic benzine-inspuiting met elektrisch/pneu-matische warmloop-regeling, elektrische benzinepomp en stalen tank boven de achteras in kofferruimte met 80 liter inhoud.

brandstof

Super benzine met octaan ROZ 98 / MOZ 88

ontstekingsysteem

conventioneel met bobine en contactpunten

elektronisch met transistor en magneetonderbreker

ontstekingsvolgorde

1-5-3-6-2-4

maximaal toerental

6.500 toeren per minuut

vermogen

156 pk. bij 5.500 toeren per minuut

177 pk. bij 6.000 toeren per minuut

maximaal draaimoment

223 Newtonmeter bij 4.000 toeren per minuut

234 Newtonmeter bij 4.500 toeren per minuut

maximaal toerental

6.500 toeren per minuut

 

topsnelheid (de waarden tussen haakjes gelden voor de Automatic)

190 (185) km/h; 0-100 km/h in 10,6 (11,3) sec.

200 (195) km/h; 0-100 km/h in 9,9 (10,8) sec.

brandstofverbruik

10,2/12,7/18,5 (10,7/13,5/17,3) ℓ/100 km

9,5/12,1/18,3 (10,8/13/17,1) ℓ/100 km

maximaal olieverbruik

0,25 ℓ/100 km

inhouden:

motorolie, gehele motor

7,5 ℓ, bij verversing en vervanging oliefilter 6,5 ℓ

motorolie, carter

Max. 6 ℓ, min. 4,5 ℓ

koelsysteem met verwarming

10 ℓ

brandstoftank

80 ℓ, waarvan reserve 11,5 ℓ

© mva, flt 090207