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25 Jahre Spitzenleistung

Veröffentlicht am 01 Oktober 2021 von Lucie Maluck, Bilder von Rolls-Royce Power Systems

320 Millionen Betriebsstunden und über 120.000 verkaufte Motoren – die mtu-Baureihen 2000 und 4000 sind eine Erfolgsstory – seit 25 Jahren.
Seit 25 Jahren geben die Motoren der mtu-Baureihen 2000 und 4000 in der Off-Highway-Welt den Ton an. Sie sind von ihrer ersten Kurbelwellenumdrehung an die Trendsetter – und sind es bis heute. Mit nachhaltigen Kraftstoffen erzeugen Sie schon bald klimaneutral Antrieb und Energie.  

Als die mtu-Baureihen 2000 und 4000 vor 25 Jahren ihre Premiere feierten, war die Welt noch eine andere. Bill Clinton war Präsident der USA, Damon Hill wurde Formel-1-Weltmeister, der Horrorfilm Scream zog Millionen in die Kinos – und Abgasnormen für Motoren gab es noch nicht. Umso erstaunlicher, dass die mtu-Motoren der Baureihen 2000 und 4000 noch immer Trends setzen. „Die Motoren stehen nicht nur für die Vergangenheit, sondern auch für die nachhaltige Zukunft unseres Unternehmens: In Kombination mit E-Motoren und Batterien in Hybridsystemen sowie mit nachhaltigen Kraftstoffen betrieben, werden sie in der Off-Highway-Antriebswelt noch lange den Ton angeben“, sagt Andreas Schell, CEO von Rolls-Royce Power Systems.

Deutsch-amerikanische Entwicklungskooperation für neue Motoren

Aber zurück ins Jahr 1996, oder eigentlich noch ein paar Jahre davor. Damals, im Jahr 1992, näherten sich zwei Firmen an, die zwar mit der damaligen Daimler-Benz AG eine gemeinsame Muttergesellschaft hatten, sonst aber unterschiedlicher kaum sein konnten: MTU Friedrichshafen und Detroit Diesel Corporation. MTU Friedrichshafen konzentrierte sich damals hauptsächlich auf das Geschäft mit Behörden, also Zoll, Polizei, Grenzschutz, Militär, deren Budgets damals schrumpften. Zudem machte die Globalisierung der Wirtschaft auch vor der Dieselmotorenbranche nicht halt. Um weiter zu wachsen, musste sich das Unternehmen verändern. Denn auf dem kommerziellen Weltmarkt hatten international orientierte Anbieter mit breiter Produktpalette wesentlich bessere Chancen. Dort war die Detroit Diesel Corporation (DDC) schon unterwegs. Sie kannte die Gesetze, die dort herrschten: Niedrige Betriebskosten, kurze Lieferzeit und eine Wartungsfreundlichkeit der Motoren waren entscheidende Faktoren. 

Die damalige MTU Friedrichshafen und Detroit Diesel entwickelten gemeinsam die Motoren der Baureihen 2000 und 4000.

Beide Unternehmen beschlossen gemeinsam, zwei neue Motorbaureihen zu entwickeln. Im September des Jahres 1994 schlossen sie einen Kooperationsvertrag zur Entwicklung und Fertigung der Baureihen 2000 und 4000. „Das wahrscheinlich größte Problem besteht darin, dass DDC uns mit aller Deutlichkeit die Bedingungen des kommerziellen Marktes vor Augen führt“, so schrieb die mtu-Geschäftsführung damals in der Mitarbeiterzeitung. Die Einsicht war da, doch die Veränderungen waren gravierend – sowohl für die Mitarbeiter in Deutschland als auch in den USA. Georg Ruetz, der damalige Chefkonstrukteur der neuen Baureihen, erinnert sich noch gut an die Entwicklung des Motors, die gleichzeitig der Startschuss der Entwicklungspartnerschaft mit der damaligen Detroit Diesel Corporation war: „Wir mussten uns natürlich erst zusammenfinden, da sind Welten aufeinandergeprallt, sowohl in der Arbeitsweise als auch in der Mentalität. Aber wir haben es geschafft, zusammen zwei Motorbaureihen zu entwickeln, die seit Jahrzehnten den Standard setzen haben. Darauf können wir stolz sein.“

 Weltweit erster Motor mit Common-Rail-Einspritzung

Wie bahnbrechend die Motoren waren, das wurde vielen erst im Laufe der Jahre klar. Die Baureihe 4000 war der erste Dieselmotor der Welt mit Common-Rail-Einspritzung für den Off-Highway-Einsatz. „Mit dieser Entwicklung für schnelllaufende Großdieselmotoren waren wir wirklich führend, sogar noch schneller als die Automobilindustrie, so Ruetz. Diese neue Technologie verbesserte die Verbrennung so, dass die Entwickler im gesamten Motorkennfeld ideale Bedingungen einstellen konnten. Einspritzbeginn, -menge und -verlauf sind mit einer elektronischen Motorsteuerung regelbar. Im Vergleich zu bisherigen Systemen wird gerade bei niedrigen Drehzahlen ein wesentlich höherer Einspritzdruck erzielt. Das ermöglicht besonders niedrige Emissionen von Rußpartikeln. Heute ist das System bereits in der vierten Generation auf dem Markt und an der nächsten Generation wird schon gearbeitet.  

Herausragende Innovation für die neue Baureihe 4000 war das Common-Rail-Einspritzsystem. Damit lässt sich die Verbrennung so optimieren, dass weniger Schadstoffe bei geringerem Kraftstoffverbrauch entstehen.

Emissionen als Entwicklungstreiber

Immer strenger werdende Grenzwerte für den Ausstoß von Schadstoffemissionen waren die Treiber der Entwicklung der Baureihen 2000 und 4000. Sowohl die US-amerikanische Umweltorganisation EPA als auch die Europäische Union gaben Grenzwerte für den Ausstoß von Rußpartikeln und Stickoxiden vor, an denen sich die Ingenieure orientieren mussten. Je nach Motoranwendung und Einsatzland sind die Grenzwerte unterschiedlich: Mal darf der Motor besonders wenig Stickoxide ausstoßen, mal liegt der Schwerpunkt darauf, die Dieselpartikel oder beides zu reduzieren. „Wir verbessern die Motoren ständig, und wenn ich mir einen heutigen 4000er oder 2000er-Motor anschaue, dann haben wir die meisten Bauteile neu entwickelt, um die gestiegenen Anforderungen hinsichtlich Leistung, Verbrauch und Emissionen zu erfüllen“, sagt Otto Bücheler, der heute die Entwicklung von Marinemotoren der Baureihe 4000 leitet. Dennoch haben die Motoren ihr typisches Gesicht und die Außenabmessungen behalten, denn eins war den Ingenieuren immer wichtig: Die Optik der Motoren, und damit die Schnittstellen zu den Kundenanwendungen, sollten sich möglichst wenig verändern, damit auch ältere Fahrzeuge mit neuen Motoren remotorisiert werden konnten.  


Motoren für alle Fälle

Lange war besonders die Baureihe 4000 einzigartig – ein Original, an dem sich die Konkurrenz lange die Zähne ausgebissen hat. „Ohne überheblich klingen zu wollen: Ich würde den Motor schon als ,Das Original‘ bezeichnen, das oft kopiert, aber bis heute unerreicht ist“, ist sich Georg Ruetz sicher. 

Was den Motor bis heute einzigartig macht ist seine Vielseitigkeit. Er kommt in Aggregaten zur Stromerzeugung genauso zum Einsatz wie in Muldenkippern, Luxusyachten oder Lokomotiven. Auch die Baureihe 2000 überzeugt durch ihre vielfältige Nutzungsmöglichkeit. Sie treibt wie auch die Baureihe 4000 Yachten, Fähren, Baustellenfahrzeuge, Muldenkipper oder Stromaggregate an – nur mit weniger Leistung. Die Baureihe 4000 gibt es mit 8, 12, 16 und 20 Zylindern mit 720 bis 4.300 Kilowatt Leistung. Die Baureihe 2000 gibt es in Varianten mit 8, 10, 12, 16 und 18 Zylindern, sie hat je nach Modell 452 bis 1.939 Kilowatt Leistung. Beide Motoren haben jeweils eine einheitliche Plattform und werden auf Basis dieser für ihre jeweiligen Anwendungen spezifiziert. 

Sehen Sie, was die Motoren alles antreiben

Der Motor kann auch mit Gas

Schon drei Jahre nach der Einführung der Dieselmotorenvariante der Baureihe 4000 kam der 4000er auch als Gasmotor auf den Markt . als stationäre Variante zur Stromerzeugung. Am 1. Juli 2020 feierten die Gasmotoren der Baureihe 4000 auch als mobile Variante ihre Premiere. Seitdem treiben sie in den Niederlanden zwei Fähren der Reederei Doeksen an. Die mtu-Gasmtoren unterschreiten die Grenzwerte aktueller Emissionsrichtlinien (IMO III) bereits ohne Abgasnachbehandlung erheblich - so liegt z.B. die Partikelmasse unter der Nachweisgrenze. Sie stoßen keine Schwefeloxide aus und nur geringe Mengen an Stickoxiden.

Sowohl die Willem de Vlamingh als auch das Schwesterschiff Willem Barentz – beides Fähren der niederländischen Werft Doeksen – sind mit je zwei 16-Zylinder-mtu-Gasmotoren der Baureihe 4000 ausgestattet.

Hybrid und nachhaltige Kraftstoffe für die Zukunft des Verbrennungsmotors

Auch heute und in Zukunft ist ein Schwerpunkt der Entwicklung die Reduktion des Ausstoßes von Schadstoffpartikeln. So arbeiten die Entwickler weiter an Möglichkeiten, den Ausstoß von Schadstoffen zu reduzieren. Dabei gibt es neue Wege: Mit Hybridsystemen – also in Kombination mit Elektromotoren und Batterien – können Antriebssysteme viel Kraftstoff sparen. So sollen die Motoren der Baureihen 2000 und 4000 beispielsweise in Yachten und Muldenkippern in Hybridsystemen eingesetzt werden. Ab dem Jahr 2023 sollen die Motoren zudem für den Einsatz mit E-Kraftstoffen und Biokraftstoffen der zweiten Generation zertifiziert werden. Somit können auch Verbrennungsmotoren CO2-frei, und somit nachhaltig betrieben werden. „Die Motoren zeigen, dass Verbrennungsmotoren sehr wohl eine Zukunft haben, wenn sie mit nachhaltigen Kraftstoffen betrieben werden“, so Bücheler. 

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