Mercedes-Benz M 116/M 117

Mercedes-Benz
M 117
Hersteller:	Daimler-Benz
Produktionszeitraum:	1969–1991
Motor:	Ottomotor
Bauart:	Achtzylinder-V-Motor
Hubraum:	3,5–5,5 Liter
Vorgängermodell:	keines
Nachfolgemodell:	Mercedes-Benz M 119

Der M 116 und der M 117 sind Achtzylinder-V-Motoren von Daimler-Benz. Die von 1969 bis 1991 gebauten Ottomotoren fanden in verschiedenen Mercedes-Benz-Oberklasse-Pkw Verwendung.

Sie wurden von dem technisch sehr ähnlichen, größeren und stärkeren V8-Motor M 100 abgeleitet. Einen direkten Vorläufer gab es nicht. Nachfolger war der 1989 präsentierte M 119 mit Vierventiltechnik.

Technik

Baumuster M 116.980 in einem 280 SE 3.5 Coupé (Baumuster W 111.026)

Die Motoren sind wassergekühlt und haben pro Zylinderbank eine per Duplex-Rollenkette angetriebene obenliegende Nockenwelle (OHC). Die Ventile (2 je Zylinder) werden über Schlepphebel betätigt und sind in einer Reihe angeordnet, die etwas zur Einlassseite (innen im Zylinder-V) geneigt ist. Dadurch ergeben sich keilförmige Brennräume. Bis 1976 wurde die D-Jetronic-Benzineinspritzung von Bosch verwendet, danach kam die K-Jetronic zum Einsatz.

Die Motoren haben eine aus Stahl geschmiedete fünffach gelagerte Kurbelwelle in Crossplane-Bauweise und einen Winkel von 90° zwischen den Zylinderbänken. Die Zündfolge ist 1-5-4-8-6-3-7-2, wobei die Zylinder in der rechten Bank von 1 bis 4 und in der linken von 5 bis 8 nummeriert sind. Dadurch sind die Massenkräfte und -momente erster und zweiter Ordnung vollständig ausgeglichen.

Die Zylinderköpfe bestehen aus einer Aluminiumlegierung und der Motorblock war zunächst aus Grauguss, mit Hubräumen von 3,5 (M 116) bzw. 4,5 Litern (M 117). Luftfilter, Ansaug- und Schwingrohre wurden raumsparend zwischen den Zylinderköpfen untergebracht, sodass der neue V8-Motor insgesamt niedriger als etwa der Reihensechszylinder M 130 war. 1978 wurde der 450 SLC 5,0 der Baureihe C 107 mit einer Variante des M 117 mit Aluminium-Motorblock und 5 l Hubraum angeboten. Ab 1979 mit dem Modellwechsel zur Baureihe 126 wurden alle Varianten des M 116 und M 117 auf den Alu-Block umgestellt und zugleich der Hubraum auf 3,8 bzw. 5,0 l erhöht.

Daimler fertigte den Aluminium-Motorblock ohne Zylinderlaufbuchsen aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung. Es bilden sich dabei größere Silizium-Kristalle in einer Matrix aus feinen Al- und Si-Kristallen. Durch elektrolytische Behandlung der Zylinderlaufflächen wird die Matrix abgetragen, und die 0,02 bis 0,05 mm großen Si-Kristalle stehen etwas heraus und ergeben eine verschleißfeste Lauffläche für die Kolben und Kolbenringe. Der Schmierfilm haftet gut an dieser leicht rauen Oberfläche.

Im Rahmen des „Mercedes-Benz-Energiekonzepts“ wurden die Motoren 1981 umfangreich überarbeitet, um den Benzinverbrauch zu senken. Unter anderem hat man den Durchmesser der Hubzapfen von 52 auf 48 mm verkleinert, um die Reibleistung zu vermindern, und die Verdichtung erhöht. Der M 116 wurde langhubiger ausgelegt, bei unverändert 3,8 l Hubraum. Dies ergibt kompaktere Brennräume mit kleinerer Oberfläche und verbessert den Wirkungsgrad, da das heiße Gas weniger Wärme an die Brennraumwand verliert. Die Auslegung wurde zugunsten von mehr Drehmoment bei niedriger Drehzahl geändert, um ökonomisches Fahren in Betriebspunkten mit hohem Wirkungsgrad zu unterstützen. Dazu kamen weitere Maßnahmen, wie Abgasrückführung zur Begrenzung der Stickoxid-Emission, Regelung der Leerlaufdrehzahl, die außerdem abgesenkt wurde, und wesentlich längere Antriebsübersetzungen.

1985 wurde die Katalysatortechnik für beide Motoren eingeführt, nachdem zuvor schon eine (allerdings erheblich leistungsreduzierte) Kat-Variante des M 116 angeboten worden war. Es wurde die KE-Jetronic eingesetzt, eine Weiterentwicklung der K-Jetronic mit elektronischer Regelungs-Aufschaltung für die Lambdaregelung. Der Hubraum des M 116 wurde gleichzeitig auf 4,2 l erhöht, außerdem kam eine Version des M 117 mit 5547 cm³ (Verkaufsbezeichnung „560“) hinzu. Somit gab es drei Hubraumstufen von 4,2, 5,0 und 5,5 l.

Die Motoren gab es in RÜF- (Katalysator nachrüstbar) und KAT-Ausführung. Den 560er gab es außerdem etwa ein Jahr lang in einer 220 kW (300 PS) starken ECE-Variante, die werksseitig nicht mit Kat nachrüstbar war, jedoch später mit Katalysatoren dritter Anbieter umgebaut werden konnte (Wurm-Kat). Leistungsgesteigerte ECE-Motoren sind erkennbar an geteilten Abgaskrümmern jeder Zylinderbank, womit die vordere Abgasanlage vierflutig wird, statt zweiflutig wie bei den sonstigen V8-Motoren. Die hiermit ausgerüsteten Limousinen und Coupés der S-Klasse W126 waren die ersten Fahrzeuge, deren Höchstgeschwindigkeit auf 250 km/h begrenzt wurde. Sie sollten dem BMW 750i mit V12-Motor Paroli bieten.

1987 wurden die Motoren erneut überarbeitet. Sie bekamen eine Klopfregelung, und die Verdichtung wurde auf 10:1 erhöht, was Leistung und Wirkungsgrad verbesserte.

Weiterentwicklung M117 zum M117/9 (AMG) und zum M119 (Daimler-Benz)

Der damals noch eigenständige, zuerst auf Mercedes-Fahrzeuge spezialisierte Tuningbetrieb AMG montierten auf den 5,6-Liter-Versionen zum Ende der 1980er Jahre eigenentwickelte Vierventil-Zylinderköpfe, die den M117-Motoren mit hohen Verdichtungen eine Leistung von ca. 270 kW verschafften. Die AMG-Motoren ließen sich allerdings nicht so ohne weiteres in einen der damals produzierten Wagen einbauen: Wegen der raumfordenden Ventilsteuerung wurden bei AMG an den Fahrzeugen der Baureihe W 126 die Bleche der vorderen Schottwände geändert. Diese Motoren erhielten die Kennung M 117/9, ein Vorgriff auf den später von Daimler-Benz produzierten Vierventil-Nachfolgetyp M 119 für die Modelle 500 E (W 124), SE, SEL (W, V 140), SEC (C 140) und SL (R 129).

Als Nachfolger der zweiventiligen M 117-Motoren gelten die weniger hochgezüchteten Vierventilmotoren der M 119-Familie von Daimler-Benz mit ihrer Serienleistung von 200 bis 235 kW unter vielen Kennern als die besten V8-Motoren, die jemals bei Daimler-Benz in Pkw eingesetzt wurden. Bei den Nachfolgemustern rückte Daimler-Benz bei Benzinmotoren mit mehr als vier Zylindern wieder von der Vierventiltechnik ab und bot mit dem Motorentyp M 113 sowie den Nachfolgern bei allen V-Motoren Dreiventilzylinderköpfe mit Doppelzündung an. Erst 2005 kehrte man mit dem M 273 wieder zur Vierventiltechnik zurück.

Wissenswertes, Nachteile

Parallel zu den Europa- oder Normalversionen der Motoren für Super-Kraftstoff wurden niedriger verdichtende Versionen für die USA für dortigen Normalkraftstoff gefertigt. Gründe: obligate Katalysatoren (Kalifornien-Umweltgesetzgebung) mit der Notwendigkeit, die Motoren mit bleifreiem Kraftstoff zu betreiben, andererseits nach damaligem Stand fehlende umweltverträgliche Tetraethylblei-Ersatzstoffe im Kraftstoff für hohes Verdichten. Diese US-V8-Motoren leisten im Ergebnis erheblich weniger; als Beispiel sei der 4,5 Liter-Motor der Baureihe W 108 / W 109 genannt (Modelle 280 SE/SEL 4.5, 300 SEL 4.5), der nur 143 kW leistete im Vergleich zu 147 kW des kleineren 3,5 Liter-Motors der Europa-Fahrzeuge. Der Motor des 560 SEL/SEC/SL in der US-Version ist im Gegensatz zu den vorherigen US-Versionen des M 116/117 nicht mehr geringer verdichtet und leistet mit einer Verdichtung von 9:1 jetzt 170 kW (231 PS) mit Kat. Derselbe Motor wurde auch in den europäischen Fahrzeugen verwendet, jedoch leistete er hier aufgrund einer veränderten Auspuffanlage 178 kW (242 PS) mit geregeltem Katalysator und 200 kW (272 PS) ohne Kat. In der ECE-Version leistet der Mercedes 560 220 kW (299 PS).

Im Herbst 1987 wurde für alle M 116/117 eine Klopfregelung eingeführt und die Verdichtung stieg von 9:1 auf 10:1, womit eine Leistungssteigerung von ca. 10 % einherging. Lediglich im Modell R 107 (420 SL, 500 SL, 560 SL) wurde unverändert bis zum Produktionsende der 107er Baureihe 1989 weiterhin das geringer verdichtete Aggregat eingesetzt. Die US-Motoren mit geringerer Verdichtung, die bis 1985 aufgrund der in den USA kaum erhältlichen Kraftstoffe über 91 ROZ produziert wurden, lassen sich nur extrem aufwendig auf den Europa-Standard umbauen: Benötigt werden neue Zylinderköpfe mit Peripherieteilen und neue Kolben. Diese Motoren für die USA verbrauchen annähernd gleich viel Treibstoff; ihr Drehzahlniveau ist auch annähernd gleich, sodass sie auch nicht haltbarer sind. Einzig bleibt als Unterschied der Leistungsnachteil.

Die Achtzylinder-Motoren jüngerer Versionen machten infolge schlechter Werkstoff- und Zuliefererwahl oftmals unangenehm auf sich aufmerksam, weil Nockenwellen, Hydrostößel und Schlepphebel früh zu Schäden neigten („Pitting“). Neuere, bessere Nockenwellen für den Ersatz sind markiert – ein Merkmal, auf das man bei Fahrzeugen mit niedrigem Kilometerstand achten sollte. Fahrzeuge mit mehr als 150.000 Kilometern haben nach Schaden sehr oft bereits neue Wellen montiert. Zudem sind die Zündsteuergeräte der Versionen von 1987 bis 1991 anfällig für austrocknende Wärmeleitpaste auf den Kühlkörpern der Leistungshalbleiter, was zu deren Ausfall und damit sehr teurem Ersatzbedarf führt – ein Fehler, der sich durch vorsorgliches und kostengünstiges Austauschen der Paste vermeiden lässt.

Es ist nach aller Erfahrung kaum möglich, diese Motoren unter 12 Litern Verbrauch zu fahren; starke Versionen, zügig bewegt, können durchaus auch 20 Liter verbrauchen. Ein Verbrauch um 15 bis 17 Liter ist als normal anzusehen. Daher bauen viele Fahrzeughalter in ihre Autos LPG-Anlagen (Flüssiggas) ein. Diese Umbauten können jedoch bei der technischen Prüfung zur Erteilung von H-Kennzeichen Probleme mit der Abnahme machen, da dieser Umbau nach neuer Rechtslage „zeitgenössisch“ erfolgt sein muss – mit Technik, die maximal zehn Jahre nach Erstzulassung verfügbar war. Fahrzeuge, die bereits mit einer Venturi LPG-Anlage ausgerüstet sind und zudem das H-Kennzeichen besitzen, haben Bestandsschutz. Fahrzeuge mit einer moderneren, sequentiell einspritzenden LPG-Anlage können nach deutscher Gesetzeslage kein H-Kennzeichen bekommen.

Daten und Fahrzeugmodelle

M 116

Bauzeit	Ausführung	Hubraum [cm³]	Bohrung×Hub [mm]	Verdichtung	Leistung [kW] Drehzahl [min−1]	Drehmoment [Nm] Drehzahl [min−1]
11/1969–09/1972	D-Jetronic	3499	ø92×65,8	9,5 : 1	147 bei 5800	286 bei 4000
1976–1978	K-Jetronic ff.			9,0 : 1	143 bei 5500	285 bei 4000
1978–1979				9,5 : 1	151 bei 5750	287 bei 4000
1979–1981	Alu-Block ff.	3818	ø92×71,8	9,0 : 1	160 bei 5500	305 bei 4000
1981–1985		3839	ø88×78,9	9,4 : 1	150 bei 5250	315 bei 3250
1979–1985	KAT/US-Version			8,3 : 1	120 bei 4750	275 bei 2750
1985–1987	RÜF	4196	ø92×78,9	9,0 : 1	160 bei 5200	330 bei 3750
	KAT				150 bei 5200	310 bei 3600
1987–1991	RÜF			10,0 : 1	170 bei 5400	335 bei 4000
	KAT				165 bei 5400	325 bei 4000

• 280 SE Coupé 3.5 (W 111)
• 280 SE, SEL 3.5 (W 108)
• 300 SEL 3.5 (W 109)
• 350 SE, SEL (Baureihe 116)
• 350 SL, SLC (Baureihe 107)
• 380 SE, SEL, SEC (Baureihe 126)
• 380 SL, SLC (Baureihe 107)
• 420 SE, SEL, SEC (Baureihe 126)
• 420 SL (Baureihe 107)

M 117

Bauzeit	Ausführung	Hubraum [cm³]	Bohrung×Hub [mm]	Verdichtung	Leistung [kW] Drehzahl [min−1]	Drehmoment [Nm] Drehzahl [min−1]
1969–1976	D-Jetronic	4520	ø92×85	8,8 : 1	165 bei 5000	378 bei 3000
1972–1976	D-Jetronic/US-Version			8,0 : 1	142 bei 4750	325 bei 3000
1976–1980	K-Jetronic			8,8 : 1	160 bei 5000	370 bei 3250
	K-Jetronic/KAT/US-Version			8,0 : 1	134 bei 4750	298 bei 3000
05/1978–03/1980	K-Jetronic/Alu-Block ff.	5025	ø97×85	8,8 : 1	177 bei 5000	402 bei 3200
1979–1981		4973	ø96,5×85	8,8 : 1	177 bei 5000	404 bei 3200
1981–1985				9,2 : 1	170 bei 4750	405 bei 3000
1985–1987	RÜF			9,0 : 1	180 bei 4750	400 bei 3750
	KAT				164 bei 4700	365 bei 2500
1987–1991	RÜF			10,0 : 1	195 bei 5200	405 bei 4000
	KAT				185 bei 5200	390 bei 3750
1987–1989	ECE	5547	ø96,5×94,8	10,0 : 1	220 bei 5000	455 bei 3750
1985–1989	KAT/US-Version			9,0 : 1	170 bei 5200	389 bei 3500
1985–1987	RÜF				200 bei 5000	430 bei 3750
	KAT				178 bei 4800	390 bei 3500
1987–1991	RÜF			10,0 : 1	220 bei 5000	455 bei 3750
	KAT				205 bei 5200	430 bei 3750

• 280 SE, SEL 4.5 (W 108) USA, 143 kW (195 PS)
• 300 SEL 4.5 (W 109) USA, 143 kW (195 PS)
• 450 SE, SEL (Baureihe 116)
• 450 SL, SLC (Baureihe 107)
• 450 SLC 5.0 (Baureihe 107)
• 500 SE, SEL, SEC (Baureihe 126)
• 500 SL, SLC (Baureihe 107)
• 560 SE, SEL, SEC (Baureihe 126)
• 560 SL US-Version (Baureihe 107)
• 500 GE (G-Klasse Baureihe 463)

Weblinks

Commons: Mercedes-Benz M 116/M 117 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien