V12 w Mercedesie – jak to działa? Wszystko, co trzeba wiedzieć o silniku M120

Mercedes zbudował swój pierwszy silnik V12 tuż przed wybuchem II wojny światowej, ale na kolejną jednostkę tego typu trzeba było poczekać kilka dziesięcioleci – motor M120 pojawił się dopiero w 1991 r.

Pierwsze silniki V12 pojawiły się w samochodach już ponad 100 lat temu – jednym z pierwszych modeli, gdzie montowano takie jednostki, był amerykański Packard Twin Six, wprowadzony do sprzedaży w 1915 r. Potem do grupy producentów oferujących tego rodzaju silniki dołączali kolejni, jak choćby Fiat (już w 1921 r.!), Daimler, Rolls-Royce, Cadillac, Tatra czy Lincoln.

Mercedes swój pierwszy motor tego typu zbudował dopiero w 1938 r., ale próżno go było szukać w pojazdach poruszających się po drogach. Silnik o oznaczeniu M154 znalazł zastosowanie w autach wyścigowych, a skonstruowano go z powodu zmiany przepisów, z racji której producent nie mógł już w swoich bolidach stosować wcześniejszej rzędowej ósemki. Nowe V12 miało tylko 3 l pojemności, ale dzięki sprężarce mechanicznej osiągało nie mniej niż 430 KM. Już w 1939 r. udało się przekroczyć 480 KM przy 7800 obr./min., ale koszt każdego silnika był astronomiczny – ówcześnie było to prawie 90 tys. marek za sztukę, co na dziś oznaczałoby prawie 238 tys. euro. A 238 tys. euro to jakieś 1,12 mln zł.

Wydawałoby się, że potem Mercedes zapomniał o V12 na długi czas – ale to nie do końca tak

Niemieccy inżynierowie już w latach 60. XX w. zbudowali prototypową jednostkę o pojemności 7,5 l – miała ona posłużyć do napędu limuzyny 600 Pullman i być oferowana jednocześnie z 6,3-litrowym silnikiem V8 o oznaczeniu M100. Stwierdzono jednak, że V-ósemka jest w zupełności wystarczająca, wobec czego prace nad większym silnikiem przerwano. W latach 70. do pomysłu powrócono, ale znowu z niego zrezygnowano – tym razem ze względu na liczne problemy trapiące prototypowe V12.

Przełomem były lata 80. – na początku tej dekady Mercedes zaprojektował od zera nowy silnik V6, którego jedną z zalet miała być możliwość dorzucenia dodatkowych cylindrów – docelowo uzyskując wariant V12. Ale tak jak wcześniej, zarząd stwierdził, że po co to komu i V8 wystarczy wszystkim zainteresowanym.

Inne zdanie na ten temat miało BMW, którego inżynierowie w pocie czoła pracowali nad jednostką V12 dla serii 7 E32. A V12 w serii 7 mogło mocno wpłynąć na pogorszenie sprzedaży nadal całkiem świeżej klasy S W126, więc gdy tylko w okolicach 1985 r. w Mercedesie dowiedziano się o planach rywala, postanowiono działać. To oznaczało nie tylko przyspieszenie trwających już od 1981 r. prac nad następcą, ale i powrócenie do koncepcji silnika V12 w limuzynie Mercedesa. Tym razem już bez wymówek.

W 1991 r. pojawił się Mercedes klasy S typoszeregu W140 – a wraz z nim wreszcie 6-litrowy silnik V12 (M120)

Powiedzieć, że M120 oferowało lepsze parametry od dostępnego od 1987 r. konkurencyjnego BMW M70, to jak nic nie powiedzieć. Tam, gdzie BMW oferowało 300 KM, Mercedes oferował ich… 408. BMW miało 450 Nm? To bardzo dobrze, ale Mercedes miał 580 Nm. Bawarska limuzyna potrzebowała 7,4 s na osiągnięcie 100 km/h? To całkiem ładny wynik, ale Mercedes robił to samo w okrągłe 6 s.

Trzeba tu dodać, że nawet następca BMW E32 – czyli E38 – nie zbliżył się parametrami do Mercedesa. Powiększone do 5,4 l V12 od BMW miało tylko 326 KM i 490 Nm. Choć limuzyna ze Stuttgartu ze względu na restrykcyjne normy emisji spalin od 1993 r. nieco osłabła – konkretnie do 394 KM i 570 Nm – to nadal była w stanie przyspieszać tak samo sprawnie jak BMW, tj. w 6,6 s do 100 km/h. Oczywiście oba auta osiągały elektronicznie limitowaną prędkość 250 km/h. Inna rzecz, że Mercedes miał szczęście, że BMW nie kontynuowało prac nad testowanym w serii 7 E32 silnikiem V16 – bo wtedy pozostałaby Stuttgartowi wyłącznie taka reakcja jak poniżej:

Trzeba też pamiętać, że w segmencie luksusowych coupe sytuacja nieco się odwracała – z pojedynku BMW serii 8 kontra Mercedes S Coupe (CL) zwycięsko wyszłoby to pierwsze, o ile byłoby w odświeżonej, 326-konnej wersji 850Ci (6,3 s do 100 km/h) lub topowej, 380-konnej 850CSi (6 s) – Mercedes na przyspieszenie do setki potrzebował 6,6 s.

Mercedes-Benz – silnik M120. Jak to działa?

Początkowo ta jednostka miała 5987 cm3. Średnica cylindra wynosiła 89 mm, a skok tłoka – 80,2 mm. Stopień sprężania ustalono na poziomie 10,0:1. Na każdy cylinder przypadają 4 zawory, sterowane przez 2 wałki rozrządu w każdej głowicy (2x DOHC). Napęd rozrządu jest tu oczywiście łańcuchowy, a rzędy cylindrów rozchylono pod typowym dla jednostek V12 kątem 60 stopni. Kolejność zapłonów to 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9.

Choć, jak wspomniałem wcześniej, Mercedes miał w planach nowatorski silnik V6, ostatecznie z tej koncepcji nie skorzystano. 12-cylindrowa jednostka napędowa powstała w podobny sposób jak miało to miejsce w BMW, czyli przez „połączenie” dwóch rzędowych silników 6-cylindrowych – w przypadku Mercedesa mówimy tu o motorze M104, co jest o tyle ciekawe, że wszedł on na rynek dopiero w 1989 r. Skok tłoka w obu silnikach jest taki sam, natomiast średnicę cylindra w V12 odrobinę powiększono – w 3-litrowym wariancie M104 wynosi ona 88,5 mm.

Producent nie poprzestał na zlepieniu dwóch mniejszych silników. Weźmy na tapet blok – w jednostce R6 wykonano go z żeliwa, natomiast w V12 – ze stopu aluminium. Dzięki dużej zawartości krzemu (17 proc.), kadłub jednostki napędowej mógł się obyć bez tulei cylindrowych – aluminiowe tłoki poruszały się bezpośrednio w bloku. Stalowe korbowody i wał korbowy to elementy kute, a wał korbowy opiera się na siedmiu łożyskach głównych.

Głowice są konstrukcyjnie bardzo zbliżone do tych stosowanych w M104 – i oczywiście wykonane z aluminium. W przeciwieństwie do motoru 6-cylindrowego, widlasta dwunastka dysponuje jeszcze układem zmiennych faz rozrządu dla zaworów ssących. Do kompletu mamy tu jeszcze miskę olejową z przegrodami utrudniającymi olejowi pienienie się oraz wtrysk paliwa Bosch LH-Jetronic. Układ smarowania mieści 9,5 l oleju, a układ chłodzenia seryjnych Mercedesów 18,5 l płynu chłodniczego.

Silnik M120 fabrycznie stosowano w kilku modelach Mercedesa

Mówimy tu przede wszystkim o kompletnej gamie klasy S, czyli: standardowym W140, wydłużonej limuzynie V140 oraz coupe C140 (początkowo nazywano je klasą S Coupe, potem przechrzczono na model CL). Poza tym mocarnej jednostki napędowej doczekał się także Mercedes SL R129. I to by było na tyle, jeśli chodzi o pierwotną formę M120 – pomijając oczywiście kilka wyjątków, jak choćby niesamowitą Isderę Commendatore 112i.

ALE!

Jeśli myślicie, że na tym zakończymy, to jesteście w grubym błędzie. Nie dość, że zmodyfikowany przez AMG silnik M120 trafił do wyścigowego Mercedesa CLK-GTR, to potem jeszcze go powiększono i nadano mu nowe oznaczenie: M297. Co więcej, jego stosowania nie ograniczono wcale do modelu CLK-GTR.

Jak bardzo Mercedes powiększył silnik M120? To zależy od konkretnej wersji – zależnie od rocznika, budowano wersje o pojemnościach od 6,9 do 7,3 l. Wszystkie silniki M297 przechodziły przez ręce inżynierów AMG, a najsłabsza wersja – 7,1-litrowa z modeli S, CL i SL 70 AMG – miała 496 KM. Odrobinę mocniejszy był motor o tej samej pojemności z wersji 72 AMG – miał 510 KM.

Najmocniejszym wariantem M297 stosowanym we w miarę zwykłych modelach Mercedesa był ten o pojemności 7,3 l – osiągał tu 525 KM. Oczywiście to nadal wartości nader skromne przy modelu CLK-GTR – ten już w pierwszej drogowej wersji, napędzanej silnikiem 6.9, miał 612 KM, a najmocniejszy egzemplarz w specyfikacji SuperSport mógł się pochwalić jednostką 7.3 wzmocnioną podobno aż do 730 KM.

Co więcej, M120 – a później prawdopodobnie także M297 – trafił do włoskiego Pagani

Włosi wykorzystali te silniki do napędu wszystkich wersji modelu Zonda. I nadal wykorzystuje – choć Pagani Zonda oficjalnie od ładnych kilku lat powinno być martwe, to manufaktura dość regularnie prezentuje kolejne egzemplarze.

Pierwsza Zonda, czyli model C12 z roku 1999, miała silnik o pojemności 6 l – tak jak seryjne Mercedesy. Według różnych źródeł silnik ten osiągał 408 lub 450 KM – możliwe, że zależało to od wymagań klienta. Kolejne wersje miały już silniki 7- (C12-S) oraz 7,3-litrowe (C12-S 7.3), które osiągały, odpowiednio, 550 oraz 555 KM.

Trudno powiedzieć, w którym momencie Pagani przeszło na silniki M297, o ile w ogóle to zrobiło. Jestem zdania że tak, choć na stronie internetowej Pagani próżno szukać takiego oznaczenia. Albo mamy więc napisane, że silnik to „M120 E60”, albo tylko „Mercedes-AMG engine”. Można jednak spokojnie uznać, że absolutną czołówkę wśród wszystkich wersji M120/M297 stanowi silnik Pagani Zondy Revolucion, czyli rozwojowej wersji Zondy R. Samochód ten jest konstrukcją stricte torową, tyle że jest przy tym tak głośny, że na niektóre tory wyścigowe zwyczajnie nie może wjechać z powodu obowiązujących tam przepisów dotyczących dopuszczalnych poziomów hałasu. Specyfikacja nie odpowiada też żadnej istniejącej serii wyścigowej – to po prostu pokaz możliwości Horacio Paganiego i jego ekipy. I to pokaz nad wyraz imponujący, bo Zonda Revolucion z 6-litrowej wersji niemieckiego silnika wyciąga okrągłe 800 KM przy 8000 obr./min. oraz 730 Nm przy 5800 obr./min., co wystarcza na sprint do 100 km/h w 2,6 s oraz przekroczenie 350 km/h, pomimo rozbudowanego pakietu aerodynamicznego.

Zondy R i Revolucion brzmią przy tym tak, że sam Belzebub by się ich zląkł. I choć sam uwielbiam sobie przeglądać internet w poszukiwaniu filmików z dźwiękami różnych samochodów, to te modele Pagani należą do bardzo nielicznej grupy, która sprawia, że włosy stają mi dęba. Zresztą, dość gadania, posłuchajcie sami:

M120 nie było ostatnim słowem Mercedesa w zakresie wolnossących V-dwunastek

Sęk w tym, że jego następca – silnik M137 – to na tle M120 nic szczególnie imponującego. Zastosowano tu rozrząd 2x SOHC zamiast wcześniejszego 2x DOHC, a na każdy cylinder przypadają po 3 zawory. W zwykłych wersjach spadła też moc – 5,8-litrowy wariant osiąga 367 KM, a chętni na więcej muszą sięgnąć po bardzo rzadkie modele 63 AMG, w których powiększony do 6,3 l motor M137 osiąga 443 KM. Po stronie zalet można zapisać mniejszą aż o 80 kg masę niż w przypadku M120, a także funkcję odłączania cylindrów, korzystnie wpływającą na zużycie paliwa. Choć dla właścicieli tych aut to pewnie i tak mało istotne.

A gdyby tak jednak dorzucić turbodoładowanie? Ile silnik M120 wytrzyma?

Dużo. Najlepszym tego przykładem jest mało znany, istniejący tylko w jednym egzemplarzu niemiecki super-samochód Lotec Sirius. Korzysta on z dwóch turbosprężarek KKK, które – wespół z innymi zmianami konstrukcyjnymi w silniku – pomagają osiągnąć moc na poziomie… 1200 KM. A to ma wystarczać do osiągnięcia 400 km/h, choć nigdy tego nie sprawdzono. Tunerzy dość regularnie osiągali wyniki rzędu 600-800 KM.

Można powiedzieć, że to dzięki chęci przygryzienia BMW powstał jeden z najwspanialszych silników V12 wszechczasów

Zapewne jeszcze wyżej należałoby postawić choćby motor S70/2 z McLarena F1, ale no sorry – pod względem dźwiękowym to przy Zondzie McLaren nie ma czego szukać (przy Mercedesie CLK-GTR zresztą też nie). A i zwykła odmiana nie brzmi wcale gorzej niż jednostka M70 z BMW 750i. Mówiąc wprost, uważam, że silnik M120 to coś, za co Mercedesowi należy się porządna pochwała – zwłaszcza że zdaniem użytkowników jest przy tym jednostką bardzo trwałą i niezawodną.

2JZ-GTE? RB26-DETT? V-ósemka z Challengera SRT Demon? Tak, to są wspaniałe silniki. Ale niechże się trochę przesuną, bo na taką samą etykietkę zasługuje Mercedes i jego silnik M120/M297.