MAHLE Powertrain, der Entwicklungsdienstleister des Automobilzulieferers MAHLE, unterstützt Liebherr Machines Bulle SA bei der Entwicklung wasserstoffbetriebener Verbrennungsmotoren. Dabei spielt die so genannte Vorkammerzündung „MAHLE Jet Ignition (MJI)“, die MAHLE Powertrain für diesen Auftrag weiterentwickelt hat, eine entscheidende Rolle. Motorentests haben erwiesen, dass durch den Einsatz dieser Technologie das Wasserstoff-Luft-Gemisch unter hoher Verdichtung und damit sehr effizient und stabil gezündet und verbrannt werden kann. Damit ist der Weg für den Einsatz klimaneutral erzeugten Wasserstoffs in Schwerlast- und Offroad-Anwendungen, etwa in Baggern, Raupen oder Radladern, frei.
„Der Einsatz von Wasserstoff als Verbrennungskraftstoff hat das Potenzial, viele Schwerlast- und Offroad-Anwendungen schnell klimaneutral zu machen“, sagt Dr. Peter Wieske, Direktor Konzernvorausentwicklung bei MAHLE. „Eine Vielzahl von Untersuchungen in den letzten Jahrzehnten haben gezeigt, dass Wasserstoff problemlos in Verbrennungsmotoren einsetzbar ist.“
Expertise als Wegweiser
„Das Fachwissen der Liebherr-Ingenieurteams in den Bereichen Off-Highway-Motorenverbrennung und -Forschung zu alternativen Kraftstoffen war bei dieser Entwicklung von wesentlicher Bedeutung“, erklärt Bouzid Seba, Leiter der Vorentwicklung bei Liebherr Machines Bulle, hinzu.
Er unterstreicht den technologieoffenen Ansatz, in dessen Rahmen sich Liebherr mit unterschiedlichen Techniken der Energieumwandlung sowie den hierfür geeigneten Kraftstoffen befasst.
„Die Herausforderung besteht darin, Motorklopfen und vorzeitige Zündungen zu unterbinden, ohne das Verdichtungsverhältnis und damit Effizienz und Leistungsausbeute zu reduzieren. Unsere gemeinsamen Versuche legen nahe, dass wir mit der MAHLE Jet Ignition die passende Lösung gefunden haben“ stellt Mike Bunce, Leiter Vorentwicklung bei MAHLE Powertrain US, fest.
Um trotz hoher Verdichtung einen stabilen Betrieb ohne Motorklopfen und vorzeitige Zündungen zu erreichen, müssen Wasserstoffmotoren mit einem hohen Luftüberschuss betrieben werden. Um dieses zu entzünden, reicht die Energie einer konventionellen Zündkerze nicht aus. Dieses Problem behebt die MAHLE Jet Ignition, indem sie in einer Vorkammer des Zylinders eine kleine Menge eines zündfähigen Gemisches verbrennt. Das entstehende Gasplasma wird durch kleine Öffnungen in die Hauptbrennkammer geleitet und entzündet durch seinen hohen Energiegehalt das dort eingeblasene Gasgemisch schnell und gleichmäßig. Versuche mit den H966- und H964-Motoren von Liebherr zeigten dabei hervorragende Ergebnisse in punkto Verbrennungsgeschwindigkeit, Leistung und Emissionen.
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.
MAHLE verfügt traditionell über starke Kompetenzen in den Bereichen Luftmanagement, Filtration, Thermomanagement und Elektronik. Bei dem Stuttgarter Technologiekonzern arbeiten heute bereits rund 100 Beschäftigte an Projekten rund um das Thema Wasserstoff. MAHLE ist seit über zehn Jahren Zulieferer für Brennstoffzellenfahrzeuge, betreibt in Stuttgart ein Wasserstoff-Prüfzentrum auf 1.400 Quadratmetern und setzt sich auch auf politischer Ebene im Rahmen des Hydrogen Council für den Ausbau der Wasserstofftechnologie ein. Quelle: MAHLE
