Moderne Antriebsanlagen und Energiesysteme wie Hybridantriebe oder Microgrids bestehen aus mehreren Komponenten. Eine davon ist der Verbrennungsmotor. Hier liegt seit über 100 Jahren die Kernkompetenz von mtu. „Der Verbrennungsmotor ist die wesentlicher Bestandteil unserer Systeme, er bleibt unsere Leidenschaft, denn bei ihm waren wir immer schon Weltklasse und werden es weiter sein“, betont Entwicklungsleiter Dr. Martin Teigeler. Die Ingenieure der arbeiten dabei vor allem an drei Themen: Sie wollen den Kraftstoffverbrauch weiter reduzieren, die Emissionen verbessern und die Motoren robuster machen.
„Kraftstoffverbrauch ist immer ein Thema“, weiß Martin Gebhardt, der die Konstruktion und Weiterentwicklung der Baureihe 4000 verantwortet . Denn wenn Motoren weniger verbrauchen, haben die Kunden geringere Betriebskosten. Gleichzeitig stoßen die Motoren auch weniger CO2 aus. Und da CO2 ein Treibhausgas ist und den Klimawandel vorantreibt, muss seine Reduktion immer ein Ziel sein.
Reale Emissionen entscheidend
Ein weiteres Thema ist nach wie vor der Ausstoß von Schadstoffemissionen wie Dieselpartikeln oder Stickoxiden. „Wir erwarten aktuell in vielen Bereichen weniger, dass die Gesetzgeber die Grenzwerte noch deutlich weiter verschärfen. Allerdings werden andere Themen wie Emissionsmessungen im realen Motorbetrieb wichtiger“, sagt Ulrich Beutke, der für mtu die Arbeit der Umweltgremien beobachtet. Bisher müssen Motoren in vielen Fällen die Emissionen auf dem Prüfstand einhalten – dort, wo sie unter standardisierten Bedingungen laufen. Der Emissionsausstoß steht danach bei vielen Anwendungen dann weniger unter Beobachtung. „Wir wollen, dass unsere Motoren auch im realen Betrieb so wenig Schadstoffe wie möglich emittieren – egal ob sie in der Wüste, in der Arktis oder in 3.000 Meter Höhe eingesetzt werden“, beschreibt Gebhardt das Entwicklungsziel.
Motoren werden robuster
Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt ist es, die Motoren robuster zu machen. „Das ist unseren Kunden immer wichtiger: Haben sie bis vor einigen Jahren primär viel Leistung gefordert, so geht es heute darum, dass die Motoren möglichst lange halten“, erklärt Gebhardt. Dabei hilft den Entwicklern der zunehmende Einsatz der Motoren in Systemen. Elektromotoren oder zwischengeschaltete Batterien können Teile der Arbeit des Verbrennungsmotors übernehmen, so dass dieser nicht mehr auf die gesamte Bandbreite aller Anforderungen ausgelegt werden muss. Aggregate zur Notstromversorgung müssen in Zukunft vielleicht nicht mehr extrem schnell starten, da man auch Batterien zwischenschalten kann. Der Verbrenner wird dadurch robuster, effizienter, sauberer und kostengünstiger.
Doch auch digitale Tools ermöglichen robustere Motoren. Über Sensoren kann der Betriebszustand der einzelnen Motorkomponenten überwacht werden. „Bisher mussten wir mit Durchschnittswerten arbeiten, die natürlich nicht allen Einsatzfällen gerecht wurden“, erläutert Gebhardt. Digitale Tools ermöglichen nun eine viel genauere Überwachung und damit auch haltbarere Motoren für den Kunden.
Denn für Entwicklungsleiter Dr. Martin Teigeler steht fest: Der Verbrennungsmotor hat noch eine lange Zukunft: Nicht unbedingt mit Diesel als Kraftstoff. Aber mit synthetisch hergestellten Kraftstoffen wie Wasserstoff kann der Motor sogar CO2-neutral für Antrieb und Energie sorgen“, blickt er in die Zukunft.
