Neue Bahn-Dieselmotoren der mtu-Baureihe 4000: noch sauberer und leistungsstärker

• Mit reduzierten Stickoxid-Werten erfüllen neue 4000er-Motoren die Emissions-Richtline EU Stufe IIIA rein innermotorisch
• Bahn-Motoren der Baureihe 4000 mit 8, 12, 16 oder 20 Zylindern noch leistungsstärker als die Vorgängermodelle
• mtu-Geschäftsführer Technik Dr. Gerd-Michael Wolters: „Zehn Jahre Erfahrung mit der Erfolgsbaureihe 4000 haben zum Common-Rail-System der nächsten Generation geführt“

Friedrichshafen/Dortmund, 12. November 2007. Auf der Bahnmesse Railtec in Dortmund (12. bis 14. November 2007) stellt die MTU Friedrichshafen die neue Generation ihres Bahn-Dieselmotors der erfolgreichen Baureihe 4000 vor. Der neue Bahnantrieb ist noch sauberer und zugleich leistungsstärker als sein Vorgänger.

Die neue Baureihe 4000 basiert auf zehn Jahren Erfahrung mit den Motoren ihrer Vorgängergeneration, die mittlerweile mehrere Millionen Betriebsstunden im Schienenverkehr unterwegs waren. Die neuen Motoren halten die verschärften Grenzwerte der EU-Emissionsstufe IIIA ein, die von 2009 an vor allem eine deutliche Reduktion der Stickoxid-Werte von derzeit höchstens 9,5 g/kWh auf künftig maximal 6,0 g/kWh gesetzlich vorschreiben. Diesen NOX-Grenzwert unterschreiten die mtu-Bahnantriebe der Baureihe 4000 rein innermotorisch mit dem so genannten Miller-Verfahren, also ohne Abgasnachbehandlung. Dabei werden die Einlassventile früher als im Verbrennungsprozess sonst üblich geschlossen, was zu niedrigeren Verbrennungstemperaturen und in der Folge zu niedrigeren Stickoxid-Emissionen des Motors führt. Auch die Partikelemissionen sinken durch die neue Verbrennungsabstimmung der 4000er-Bahnmotoren deutlich.

Bahn-Motoren der Baureihe 4000 mit 8, 12, 16 oder 20 Zylindern noch leistungsstärker als die Vorgängermodelle

Die geringeren Schadstoffemissionen ihrer neuen 4000er-Motoren erkauft die MTU Friedrichshafen dabei weder mit steigendem Kraftstoffverbrauch noch mit sinkender Leistung. Im Gegenteil: Der Durst des Motors beschränkt sich weiterhin auf unter 200 g/kWh, seine Leistung steigt gegenüber dem Vorgängermodell sogar um rund zehn Prozent auf eine Zylinderleistung von 150 kW. Die neuen Motoren leisten nun bei 1800 Umin-1 je nach Zylindervariante zwischen 1.200 und 3.000 kW (8- bis 20-Zylinder). Für die vier Motorvarianten 8V, 12V, 16V und 20V bietet die mtu jeweils ein leistungsreduziertes Modell an - abgestimmt auf die spezifischen Kundenbedürfnisse und Fahrprofile. In der 12-Zylinder- Version sind auch Motoren für den US-amerikanischen Markt erhältlich, die den dort geltenden Emissionsgrenzwerten der EPA-Stufe 2 entsprechen.

Der Verzicht auf eine Abgasnachbehandlung mit zusätzlichen Bauteilen führt dazu, dass der Motor in die Fußstapfen seines Vorgängers passt. Ein Tausch ist also im vorhandenen Lokomotiven-Bauraum mit geringfügigen Schnittstellenanpassungen möglich. In Kombination mit der Leistungssteigerung der neuen mtu-Motoren führt die kompakte Kraft zu einem noch besseren Leistungs-Gewichts-Verhältnis, womit der Motor in bestimmten Zylindervarianten weiterhin eine vierachsige Bauweise der Loks zulässt, wo manche Motoren der Wettbewerber aus Gewichtsgründen teilweise bereits sechsachsige Loks mit entsprechenden Nachteilen beim Betrieb verlangen.

mtu-Geschäftsführer Technik Dr. Gerd-Michael Wolters: „Wir haben unsere Technologieführerschaft konsequent ausgebaut“

Erreichbar waren diese herausragenden Leistungswerte durch konsequente Weiterentwicklung der Schlüsseltechnologien Einspritzung, Aufladung und Elektronik, die von der mtu seit jeher im eigenen Unternehmen betrieben wird. „Die MTU Friedrichshafen hat als erster Hersteller von Großdieselmotoren die Common-Rail-Einspritztechnik eingesetzt“, erklärt Dr. Gerd-Michael Wolters, mtu-Geschäftsführer Technik, der die 4000er-Motoren schon vor zehn Jahren mit dem Hochleistungs-Einspritzsystem bestücken ließ. „Auf dieser zehnjährigen Common-Rail-Erfahrung ruhen wir uns aber nicht aus. Vielmehr haben wir unsere Technologieführerschaft dazu genutzt, das Einspritzsystem konsequent weiter zu entwickeln“, sagt Dr. Wolters. „Das Ergebnis ist ein Common-Rail-System der nächsten Generation, das mit einer Hochdruck-Reihenpumpe und LEAD-Injektoren mit Kraftstoff-Einzelspeichern für einen nahezu konstanten Druck von 1.800 bar im gesamten Einspritzsystem sorgt und technisch neue Maßstäbe setzt.“

Auch bei der Aufladung hat die mtu technisch aufgerüstet: Die neuen 4000er-Bahnmotoren sind in der 12-, 16- und 20-Zylinder-Version mit je zwei von der mtu selbst entwickelten und produzierten Abgasturboladern bestückt. Sie bringen noch höhere Ladedrücke und sorgen für konstante Motorleistungen von Meereshöhe bis in mittlere Gebirgsregionen. Zudem lassen die neuen Abgasturbolader höhere Abgasgegendrücke zu, womit die Verwendung kleinerer Rußpartikelfilter möglich wird.

Eine weitere wesentliche Neuerung der neuen Bahnmotoren ist die neue Generation des mtu-eigenen elektronischen Motormanagementsystems ADEC (Advanced Diesel Engine Control). Die ADEC-Einheit bietet unter anderem eine dreifacheinspritzfähige Elektronik (mit Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung), die den Kraftstoffeinspritzprozess im Hinblick auf eine schadstoffarme und leistungseffiziente Verbrennung optimal steuert. Außerdem lassen sich mit ADEC Motordaten wie etwa die Zahl der Betriebsstunden per Fernabfrage via Internet auslesen oder im Servicefall auf einen neuen Motorregler kopieren.

Schließlich hat die mtu auch den Kühlkreislauf der Motoren modifiziert: Bei der nun zweistufigen Ladeluftkühlung wird die Ladeluft vom Motorkühler vorgekühlt; in einer zweiten Stufe kühlt der eigentliche Ladeluftkühler die Verbrennungsluft weiter ab. Dadurch wird frühzeitig mehr Wärme abgeführt, so dass lokseitig der Einbau einer kleineren Kühlanlage möglich ist - was zu einer Gewichtseinsparung der Lok führt.


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mtu

mtu ist neben Detroit Diesel die Kernmarke der Tognum AG.

Die MTU Friedrichshafen GmbH liefert Dieselmotoren und komplette Antriebssysteme für Schiffe, schwere Land- und Schienenfahrzeuge, Industrieantriebe und dezentrale Energieanlagen. Das Produktprogramm mit Dieselmotoren von 20 bis 9.100 kW Leistung und Gasturbinen ist eines der modernsten und umfassendsten der Branche. Für die Steuerung und Überwachung der Motoren und Antriebsanlagen entwickelt und produziert das Unternehmen maßgeschneiderte Elektroniksysteme.

Die Tognum-Gruppe erzielte im Geschäftsjahr 2006 einen Umsatz von rund 2,5 Mrd. Euro und beschäftigt aktuell weltweit über 7.800 Mitarbeiter. Mit 16 Tochtergesellschaften, über 130 Vertriebspartnern und 1.100 autorisierten Händlern ist Tognum mit seiner Vertriebs- und Servicestruktur global ausgerichtet.