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InnoTrans 2002: mtu präsentiert stärksten schnelllaufenden Lok-Motor

Veröffentlicht am 24 September 2002

Auf der InnoTrans 2002 stellt die mtu ihren neuen 20V 4000 vor, einen Lok-Motor, der mit 2700 kW Nennleistung der stärkste schnelllaufende Dieselmotor auf dem Lokomotivenmarkt ist.
  • 2700 kW für effiziente Traktion und Zugstrom
  • Schlüsseltechnologien in eigener Entwicklung und Herstellung
  • Common Rail System für niedrigen Verbrauch und geringe Emissionen
  • Effizientes Turboladersystem sorgt für gutes Leistungsgewicht
  • Vollelektronisches Motormanagement

Berlin - Auf der InnoTrans 2002 stellt die mtu ihren neuen 20V 4000 vor, einen Lok-Motor, der mit 2700 kW Nennleistung der stärkste schnelllaufende Dieselmotor auf dem Lokomotivenmarkt ist. Der 20V 4000 ist mit seinem Common-Rail-Einspritzsystem, vollelektronischem Motormanagement und effizientem Turboladersystem zudem der modernste Dieselmotor seiner Klasse.

Herstellern von Lokomotiven eröffnen sich mit dem kompakt gebauten 20V 4000 neue Optionen, weil sie damit noch leistungsfähigere und schnellere Loks bauen können, gleichzeitig aber eine Konstruktion mit vier Achsen beibehalten können. Der neue Motor erfüllt die strengen Umweltschutzbestimmungen (Grenzwerte für Abgas- und Geräuschemissionen), die Bahnbetreiber einhalten müssen. Der 20V 4000 folgt einem Trend, der sich bereits seit einigen Jahren abzeichnet: Größere Züge mit immer mehr Gewicht verlangen nach noch höherer Motorleistung für die Traktion und den Zugstrom. Der neue Motor ermöglicht Bahnbetreibern zukünftig das Ziehen schwerer Züge mit einer einzigen Lokomotive anstatt mit zwei, was sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit des Zugbetriebs auswirkt.

Schlüsseltechnologien in eigener Entwicklung und Herstellung


Um den gestiegenen und weiter steigenden Anforderungen an Motoren - Sauberkeit und Wirtschaftlichkeit bei hoher Leistungsfähigkeit - zu begegnen, legt mtu in der Entwicklung großen Wert auf diejenigen Komponenten, durch die die Motoren diese Anforderungen erfüllen können: Einspritzung, Aufladung und Elektronik. Diese wichtigen Technologiekomponenten entwickelt mtu im eigenen Hause und stellt sie selbst her. Darin unterscheidet sich das Unternehmen von seinen Wettbewerbern. Beim 20V 4000 wie bei anderen Motoren von mtu werden alle Komponenten der Motoren bereits in der Entwicklung strikt aufeinander abgestimmt.

Mit der Common Rail-Einspritzung war mtu 1996 der erste Hersteller von Dieselmotoren weltweit, der dieses System in Serienmotoren eingeführt hat. In der Automobilindustrie hat sich Common Rail heute als Standard bei Dieselmotoren etabliert. Entwickelt hat mtu das System in Zusammenarbeit mit der Tochtergesellschaft L'Orange GmbH, von der es die Komponenten auch bezieht. Entwicklung und Herstellung der Turbolader wie auch der Elektronik des neuen 20V 4000 hat mtu ebenfalls im eigenen Haus konzentriert.

Common Rail System für niedrigen Verbrauch und geringe Emissionen


Die Erfahrungen, die mtu mit dem Common Rail System seit 1996 gesammelt hat, sind in die Entwicklung des Einspritzsystems für den 20V 4000 eingeflossen. Das System ermöglicht es, alle Einspritzparameter - Zeitpunkt, Dauer und Verlauf der Einspritzung - frei zu bestimmen. Dadurch gelingt es, den Kraftstoffverbrauch und gleichzeitig die Abgasemissionen im gesamten Kennfeldbereich günstig zu beeinflussen. Der hohe Einspritzdruck von 1400 bar führt zu geringen Abgasemissionen, im besonderen zu einer geringen Partikelemission. Die hohe Flexibilität bezüglich Einspritzzeit und Einspritzdruck beeinflusst auch den Kraftstoffverbrauch im gesamten Kennfeld günstig. Anpassungen des Motor an geänderte Kundenanforderungen, wie veränderte Leistung oder Abgasemission, können ohne Hardwareänderungen nur durch Anpassung der Software durchgeführt werden, was kurze Entwicklungszeiten ermöglicht. Die hohe Modularität des Einspritzsystems führt zu einer hohen Wartungsfreundlichkeit.

Effizientes Turboladersystem sorgt für gutes Leistungsgewicht


Die Aufladetechnologie bestimmt im wesentlichen das Leistungsgewicht, den Kraftstoffverbrauch und die Kennfeldwerte eines Dieselmotor. Für den 20V 4000 hat mtu einen neuen Abgasturbolader des Typs ZR 205 entwickelt und in das Motorkonzept integriert. Seine thermodynamischen Eigenschaften wurden optimal auf die Bahnanwendung abgestimmt. Der hohe Ladedruck des ZR 205 führt zu einer sauberen Verbrennung und zu einer hohen Leistungsdichte des Motors. Sein breites Kennfeld und hoher Wirkungsgrad beeinflussen den Kraftstoffverbrauch des Motors im gesamten Betriebskennfeld günstig.

Vollelektronisches Motormanagement


Der 20V 4000 ist mit dem optimal auf den Motor abgestimmten elektronischen Motormanagement MDEC (mtu Diesel Engine Control) ausgerüstet. MDEC ist die zentrale Steuereinheit für das Common Rail System und ermöglicht eine von der Drehzahl und vom Motorzustand abhängige Einstellung der Einspritzparameter. Sie trägt so zu einem geringen Kraftstoffverbrauch und niedrigen Abgasemissionen im gesamten Drehzahlbereich bei.

In der Steuereinheit sind der Drehzahlregler, die Steuerung der Common-Rail-Einspritzung, Ablaufsteuerungen - wie beispielsweise der Anlassvorgang, die Überwachung des Motors und anwendungsspezifische Funktionen - integriert. Eine optionale Anzeige der Motorbetriebswerte gibt dem Betreiber einen Überblick über den Zustand des Motors. Das System besitzt eine offene Systemschnittstelle, die die Einbindung des Motors in ein Antriebs-Gesamtsystem gewährleistet.

Darüber hinaus bietet das Unternehmen weitere an MDEC angebundene Komponenten an, so etwa ein intelligentes Display im Führerstand. Dieses zeigt alle wichtigen Betriebswerte des Motors und angrenzender Komponenten an, die von dem elektronischen Motormanagement erfasst werden, wie beispielsweise Drehzahl, Einspritzmengen, Temperaturen und Drücke. So vermittelt es dem Lokführer ein vollständiges Bild über den aktuellen Zustand des Antriebs. Das System eröffnet auch den Weg zur Ferndiagnose. Über ein Funk-Modem können die gesammelten Daten an zentrale Servicedepots weitergeleitet werden. Diese können damit früher als bisher Wartungsarbeiten planen und, noch während die Lok unterwegs ist, Arbeitspläne sowie Werkzeuge bereitstellen. Die Stillstandzeiten der Lokomotiven lassen sich dadurch deutlich reduzieren.


Technische Daten des 20V 4000 - Rail

Leistung, max.

2.700 kW

Hubvolumen

89,81 l

Hubvolumen pro Zylinder

4,49 l

Bohrung

165 mm

Hub

210 mm

Nenndrehzahl

1.800 min-1

Maße (L x B x H)

3516 x 1421 x 2078 mm

Gewicht (trocken)

9440 kg

Leistungsgewicht, min.

3,5 kg/kW

Kraftstoffverbrauch

212 g/kWh (abgasoptimiert gemäß UIC)

Einspritzung

Common Rail System 1.400 bar

Aufladung

2 mtu Lader ZR 205

V-Winkel

90 Grad

TBO

max. 30000 Stunden

Kühlung

Zwei-Kreis