MAN arbeitet an Wasserstoffverbrennungsmotoren für Traktoren

Wie kann die Dekarbonisierung von Landmaschinen und anderen Fahrzeugen, die offroad unterwegs sind, erfolgen? Der Vorschlag von MAN heißt, Verbrennermotoren, die mit Wasserstoff laufen. "Wasserstoffverbrennungsmotoren sind ein vielversprechender Ansatz, um die Dekarbonisierung von Offroad-Antrieben zu beschleunigen. Sobald der Markt bereit ist, bietet MAN Engines maßgeschneiderte Lösungen", betont Mikael Lindner, Head of MAN Engines.

Man nimmt hierfür einen bestehenden Motor, den Dieselmotor D3876. Der teilt etwa 80% seiner Basisbauteile wie Kurbelgehäuse, Kurbelwelle, Pleuel sowie Kühl- und Ölkreislauf inklusive Pumpen, Ölwanne und Filter mit dem neuen Wasserstoffmotor. Auch an den Abmessungen ändert sich praktisch nichts. Eine wichtige Veränderung ist dagegen die Erhöhung der Bohrung von 138 mm auf 145 mm, während der Hub mit 176 mm unverändert bleibt. Diese Modifikation zu einem größeren Hubraum von 16,8 Litern im Vergleich zu den 15,3 Litern des MAN D3876 Dieselmotors ist notwendig im Hinblick auf die geringere Leistungsdichte von Wasserstoffmotoren, um die Zielleistung zu erreichen. Wesentliche Modifikationen wurden an den Komponenten zur Wasserstoffversorgung und -verbrennung, der Motorsteuerung sowie der Abgasregulierung vorgenommen:

Die Wasserstoffversorgung beim MAN H4576 umfasst das System aus neuen Niederdruckleitungen und einem Rail, die den Injektor mit dem benötigten Wasserstoff (chemisch: H₂) versorgen. Über eine präzise Druckregelung wird der Wasserstoffbedarf dosiert, um eine effiziente Verbrennung zu gewährleisten und den Motor optimal mit dem Brennstoff zu versorgen. Der Wasserstoffinjektor dient der Niederdruckdirekteinblasung mit einem Einspritzdruck bis zu 40 bar. Er ist direkt im Brennraum angebracht, um eine höhere Leistung und ein besseres Ansprechverhalten des Motors zu erzielen. Das speziell abgestimmte Zündsystem berücksichtigt diese Eigenschaften und ermöglicht eine zuverlässige und kontrollierte Fremdzündung des Wasserstoffgemischs. Das speziell ausgelegte Motorsteuergerät kontrolliert dabei unter anderem die Zufuhr von Wasserstoff und Luft, regelt die Einspritzung und Zündung und passt die Motorparameter kontinuierlich an, um eine sichere und effiziente Verbrennung zu ermöglichen. Im Vergleich zum Dieselmotor werden beim Wasserstoffverbrennungsmotor neue Kolben und Laufbuchsen benötigt, da der Kolbendurchmesser auf 145 mm vergrößert wurde. Mit dem sich daraus ergebenden höheren Hubraum wird eine ähnliche Performance wie die des Dieselmotors MAN D2676 mit 12,4 Litern Hubraum erzielt. Der neue Turbolader sorgt für eine optimale Dynamik und hilft den Verbrauch zu reduzieren.

Der Wasserstoffmotor leistet 500 PS und um Stickoxide, die einzigen relevanten Emissionen, die als potenzielle Nebenprodukte der H₂-Verbrennung auftreten und in nennenswertem Umfang in das Abgas gelangen könnten, auf nahezu Null zu reduzieren, setzt MAN Engines auf einen fortschrittlichen Verbrennungsprozess und ein etabliertes Abgasnachbehandlungssystem.

Wasserstoff ist nicht der einzige Brennstoff, der verwendet werden muss. Der Motor kann – als Dual Fuel Motor konzipiert – in Kombination mit herkömmlichem Diesel oder alternativen Kraftstoffen wie HVO eingesetzt werden.

Der MAN H4576 Wasserstoffverbrennungsmotor kann dank seiner bereits vorhandenen Technologie schnell auf den Markt gebracht werden. Vorreiter für emissionsfreie Antriebe von Offroad-Fahrzeugen ist in der Zusammenarbeit mit MAN Engines die Firma Kässbohrer Geländefahrzeuge. Ihr 2023 neu präsentiertes Fahrzeug PistenBully 800 berücksichtigt heute schon im Design, dass ein zukünftiger Wasserstoffverbrennungsmotor Platz findet und entsprechende Schnittstellen zur Verfügung stehen.