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„Unsere Motoren werden intelligenter“

29.03.2016 | Text: Lucie Maluck | Bilder: Robert Hack

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MTU-Entwicklungschef Dr. Andreas Lingens spricht über technische Möglichkeiten, die die Verfügbarkeit von MTU-Motoren erhöhen, die Wartungskosten senken und die Motoren wirtschaftlicher machen.

Werden Muldenkipper, Züge oder Schiffe im Jahr 2020 noch mit Verbrennungsmotoren angetrieben?
Ein klares Ja. Die Leistung, die diese Fahrzeuge brauchen, können wir mit anderen Antrieben noch nicht darstellen. Elektrische Antriebssysteme mit Brennstoffzelle oder Batterie-Speicher wären zwar auch Möglichkeiten, aber beide haben eine geringere Leistungsdichte und Reichweite, vor allem aufgrund der jeweiligen Energiespeichersysteme. Aber um den Verbrennungsmotor herum wird es sicherlich mehr und mehr Elektrifizierung geben. Und wir werden den Motor intelligenter machen, damit unsere Kunden ihn wirtschaftlicher und anwendungsgerechter betreiben können.

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"Den Verbrennungsmotor wird es weiter geben, aber er
wird intelligenter und elektrifizierter", sagt
MTU-Entwicklungsleiter Dr. Andreas Lingens.

Was sind denn „intelligente Motoren“?
Letztlich geht es um drei Dinge: Unsere Kunden wollen ihre Motoren wirtschaftlich betreiben, sie wollen, dass die Motoren nicht ausfallen und möglichst wirtschaftlich gewartet werden können. Bisher haben wir alle Motoren einer Klasse pauschal nach einem festen Wartungsplan gewartet. Künftig können uns die Motoren darüber informieren, wann hoch belastete Bauteile, Betriebsstoffe oder Filter gewechselt werden müssen. Dafür entwickeln wir die Methode der Ferndaten-Analyse. Wir erfassen mit Datenloggern Betriebsdaten aus der Motorsteuerung und übertra gen diese zum Beispiel über Mobilfunk oder LAN an unsere Auswertesysteme. Mit diesen können wir die Motordaten analysieren und so dem Kunden und uns selbst Informationen über den Motor und die Anwendung bereitstellen. Wartungen werden nicht mehr pauschal nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden ausgeführt, sondern dann, wenn es aufgrund der spezifischen Motorauslastung notwendig ist. Außerdem wird die Wartung unserer Motoren voraussagbarer und stört dadurch die Abläufe der Betreiber weniger.

Bieten intelligente Motoren dem Betreiber noch weitere Vorteile?
Ja, wir können dem Kunden natürlich auch viele weitere Analysen zum wirtschaftlichen Management seiner Anlage oder seiner Flotte anbieten. Unsere Kunden können mit diesen Daten Hinweise bekommen, wie sie ihre Motoren wirtschaftlicher, oder sagen wir betriebskostenoptimal betreiben können. Sie bekommen die Informationen, wenn der Betrieb nicht optimal läuft, weil zum Beispiel der tatsächliche Betreiber des Motors sich nicht optimal verhält – beispielsweise zu sehr aufs Gas drückt. Intelligente Motoren können uns sozusagen mitteilen, wie sie am wirtschaftlichsten betrieben und gewartet werden können.

Welche Rolle spielt die Elektrifizierung des Dieselmotors?
Das ist das zweite große Thema, mit dem wir uns beschäftigen. Bis große Off-Highway-Fahrzeuge komplett von Elektromotoren angetrieben werden können, werden noch viele Jahre vergehen. Aber den Antriebsstrang zumindest teilweise zu elektrifizieren, ist eine gute Möglichkeit, unsere Motoren wirtschaftlicher und kompakter zu bauen. So könnte ein kleinerer Verbrennungsmotor für den Hauptantrieb sorgen und immer dann, wenn hohe Leistungen benötigt werden, schaltet sich der Elektromotor zu. Dieses Prinzip haben wir ja schon bei einem Triebwagen, der mit unserem Hybrid- Antrieb fährt, angewandt. Hier haben wir noch den Vorteil der Rekuperation der Bremsenergie: Immer, wenn der Triebwagen bremsen muss, wird die Bremsenergie in elektrische Energie für den Antrieb gewandelt. Und mit diesem Konzept haben wir auch noch die Möglichkeit, Strom für andere Verbraucher im Triebwagen bereitzustellen. Auch in Schiffen, in großen Baufahrzeugen oder in der Landwirtschaft ist solch ein Hybrid-Antrieb denkbar und wahrscheinlich.

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Dr. Andreas Lingens leitet seit 1. Oktober 2012 als
Executive Vice President den Bereich Entwicklung
kommerzielle/militärische Motoren. Der promovierte Maschinenbauingenieur
war davor bei Daimler, Deutz und bei
US-amerikanischen Lkw-Hersteller Paccar tätig.

Noch gibt es im Off-Highway-Markt nur wenige Hybrid-Anwendungen. Was fehlt dem Hybrid-Antrieb noch zum Durchbruch im Off-Highway-Markt?
Die Darstellung eines Hybrid-Antriebs ist sehr aufwendig und teuer, wenn es wie bisher nur wenige Anwendungen gibt. Aber ich bin sicher, dass es künftig mehr solche Antriebe mit standardisierten Schnittstellen und kostengünstigeren Komponenten geben wird. Besonders wichtig sind die Kosten für die Energiespeicherung, also die Batterietechnik. Hier profitieren wir von den Verbesserungen im Pkw-Automotive-Bereich. Wirtschaftlichkeit des Betriebs wird ein immer größeres Thema. Beim Motor direkt sind die Möglichkeiten, Kraftstoff weiter einzusparen, beschränkt. Signifikant können wir den Verbrauch bei vielen Betriebsprofilen nur reduzieren, wenn wir in Richtung Hybrid gehen.

Und an welchen Stellschrauben wollen Sie noch drehen, wenn Sie sich den reinen Dieselmotor anschauen?
Zum einen werden wir den Weg der Emissionsreduktion, den wir in den vergangenen Jahren gegangen sind, weitergehen. Wir haben in den vergangenen zehn Jahren den Ausstoß von Stickoxiden und Rußpartikeln je nach Anwendung um 50 bis 90 Prozent gesenkt. Und obwohl Emissionsreduktion gegen Effizienz arbeitet, konnten wir den Kraftstoffverbrauch um bis zu 10 Prozent senken. Damit haben wir sicherlich dafür gesorgt, dass der Dieselmotor Zukunft hat und zunehmend mit Abgasnachbehandlungssystemen noch niedrigere Emissionen erreicht.

Egal, wie effizient oder schadstoffarm der Dieselmotor auch wird. Am Problem, dass die Ölreserven endlich sind, kommt er nicht vorbei. Welche Rolle spielen synthetische Kraftstoffe?
Synthetische Kraftstoffe sind ein Thema, auch wenn der niedrige Erdölpreis ihre Verbreitung aktuell eher wieder zurückdrängt. Aber das Ölvorkommen ist endlich und wir haben zwei Möglichkeiten: Kraftstoffe mit Eigenschaften des Diesels aus anderen Quellen zu erzeugen (z.B. Gas-to- Liquid) oder eben eine direkte Verwendung von alternativen Kraftstoffen wie Gas oder Methanol oder anderen biogenen Kraftstoffen. Wir stellen uns dem Thema, indem wir die Freigabe von Gas-to-Liquid-Kraftstoffen untersuchen und für unsere stationären Gasmotoren diverse Spezifikationen zulassen.

In welchen Bereichen wird Gas der dominierende Kraftstoff sein?
Immer da, wo die Kraftstoffkosten hohe Relevanz haben. Bei der Dauer-Stromerzeugung hat der Gasmotor den Dieselmotor nahezu verdrängt. Und wir erproben ja schon den Gasmotor für Marineanwendungen. Aber auch Lokomotiven, große Pumpenantriebe und Minenfahrzeuge könnten mit Gas wesentlich wirtschaftlicher betrieben werden. Eine Herausforderung ist die Kraftstoffversorgung, also die Tankspeicherung und Bereitstellung für den Motorbetrieb. Aber da werden wir Möglichkeiten finden. Neben den niedrigeren Kraftstoffkosten sind die geringeren CO2-Emissionen und der geringere Aufwand der Emissionsreduktion bei zukünftigen Normen immer wichtigere Aspekte.

Wird Wasserstoff irgendwann einmal der Kraftstoff für Off-Highway-Motoren sein?
Wasserstoff ist ein attraktiver Kraftstoff, der ein Thema sein wird. Aber bis das soweit ist, müssen wir noch viele Herausforderungen meistern. Die Infrastruktur und die Speicherung sind die größten Themen. Bei beiden stehen wir in einer gewissen Wechselwirkung zum Pkw-Bereich. Entscheidend wird sein, ob die Brennstoffzelle im Pkw starke Verbreitung findet oder ob sich der rein elektrische Antrieb durchsetzt. Ich glaube, dass das Rennen noch sehr offen ist. Aber sicherlich kann man dann auch Off-Highway-Motoren bauen, die mit Wasserstoff betrieben werden.

Der Inhalt der Beiträge entspricht dem Stand zum jeweiligen Erscheinungsdatum. Sie werden nicht aktualisiert. Weitergehende Entwicklungen sind deshalb nicht berücksichtigt.

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Kommentare

TOMASZ KOZLOWSKI
29.03.2016
I presume that in the first question there is a typo error. 2020 is just 4 years ahead, probably your intention was to ask about 2050. Hybrid railpacks are exciting innovation, especially that now more torque dense electric motors are available on the market. Large mining trucks (Belaz, Liebherr, Komatsu, Hitachi) are already actually driven by electric motors. Diesel motors in them are used to drive generators.
 

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