Mahle Powertrain unterstützt Liebherr bei der Entwicklung von Wasserstoff-betriebenen Schwerlastmotoren. Konkret steuert die Mahle-Tochter – ihres Zeichens die Entwicklungsdienstleisterin der Gruppe – eine so genannte Vorkammerzündung bei.
Kurz zur Einordnung vorneweg: H2-Verbrennungsmotoren unterscheiden sich signifikant von Antrieben mit Brennstoffzelle. Während es sich bei letzterer Variante um den klassischen H2-Antrieb mit Brennstoffzelle, Elektromotor und Batterie handelt, ist ein Wasserstoffmotor ein Verbrennungsmotor, der auf Basis der Knallgasreaktion mit Wasserstoff als Kraftstoff betrieben wird. Das System emittiert zwar keine kohlenstoffhaltigen Schadstoffe, aber sehr wohl größere Konzentrationen an Stickoxiden.
Bei der Kooperation zwischen Liebherr und Mahle geht es um H2-Verbrennungsmotoren. Im Zuge der Partnerschaft hat Mahle Powertrain seine Technologie namens Mahle Jet Ignition (MJI) weiterentwickelt. Die Vorkammerzündung sorge dafür, dass das Wasserstoff-Luft-Gemisch unter hoher Verdichtung und damit sehr effizient und stabil gezündet und verbrannt werden könne, teilt Mahle mit. Das soll den Weg für den Einsatz von Wasserstoff in Schwerlast- und Offroad-Anwendungen wie Baggern, Raupen oder Radladern ebnen. Denn: „Wasserstoffmotoren eignen sich ideal für hohe Lastzyklen mit plötzlichen Laststufen und kommen mit Hitze, Staub und Vibrationen gut klar. Das prädestiniert sie für den Einsatz im Schwerlast- und Offroad-Bereich, in dem Brennstoffzellen schneller an ihre Grenzen stoßen“, so der Entwicklungsdienstleister.
Die Herausforderung besteht laut Mahle darin, Motorklopfen und vorzeitige Zündungen zu unterbinden, ohne das Verdichtungsverhältnis und damit Effizienz und Leistungsausbeute zu reduzieren. Die Lösung liege darin, Wasserstoffmotoren mit einem hohen Luftüberschuss zu betreiben, was aber bei der Entzündung einer Neujustierung bedarf. „Die Energie einer konventionellen Zündkerze reicht nicht aus“, so Mahle. Die weiterentwickelte Zündung des Unternehmens verbrenne in einer Vorkammer des Zylinders eine kleine Menge eines zündfähigen Gemisches. „Das entstehende Gasplasma wird durch kleine Öffnungen in die Hauptbrennkammer geleitet und entzündet durch seinen hohen Energiegehalt das dort eingeblasene Gasgemisch schnell und gleichmäßig“, führt der Hersteller aus.
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Versuche mit den H966- und H964-Motoren von Liebherr sollen „hervorragende Ergebnisse in puncto Verbrennungsgeschwindigkeit, Leistung und Emissionen“ hervorgebracht haben. „Der Einsatz von Wasserstoff als Verbrennungskraftstoff hat das Potenzial, viele Schwerlast- und Offroad-Anwendungen schnell klimaneutral zu machen“, sagt Peter Wieske, Direktor Konzernvorausentwicklung bei Mahle. „Eine Vielzahl von Untersuchungen in den letzten Jahrzehnten haben gezeigt, dass Wasserstoff problemlos in Verbrennungsmotoren einsetzbar ist.“
Laut Bouzid Seba, Leiter der Vorentwicklung bei Liebherr Machines Bulle, hat sein Unternehmen durch bei Liebherr gebündelte Fachwissen zu Off-Highway-Motorenverbrennung und Forschung zu alternativen Kraftstoffen großen Anteil an der Entwicklung. Zudem unterstreicht er den technologieoffenen Ansatz, in dessen Rahmen sich Liebherr mit unterschiedlichen Techniken der Energieumwandlung sowie den dafür geeigneten Kraftstoffen befasse.
mahle.com
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