Die Bemühungen, Dieselmotoren in Zukunft sauberer zu machen

Dieselmotoren sind seit Jahrzehnten die Arbeitspferde von Off-Highway-Geräten. Ständig weiterentwickelte Emissionsvorschriften weltweit haben sie deutlich sauberer gemacht als früher. Angesichts des heutigen Fokus auf Nachhaltigkeit stellen jedoch viele die zukünftige Rolle dieser Motoren im Streben nach Nachhaltigkeit und Dekarbonisierung in Frage.

Laut Michael Lefebvre, Manager für globales Marketing und Produktstrategie bei John Deere, kann man die Zukunft von Dieselmotoren – und Verbrennungsmotoren (IC) im Allgemeinen – aus zwei verschiedenen Perspektiven betrachten: saubere Technologie und Effizienz.

„Beide sind von entscheidender Bedeutung, wenn es um die weitere Rentabilität von Verbrennungsmotoren als Teil des Nachhaltigkeitsprozesses geht, den wir als Branche eingeschlagen haben“, sagte Lefebvre.

Was saubere Technologien angeht, sagte Lefebvre, die Motorenhersteller würden auf ihren Erfolgen bei der Reduzierung der Dieselmotor-Emissionen aufbauen und nach Wegen suchen, diese noch weiter zu senken.

„Durch technologische Fortschritte wie die selektive katalytische Reduktion (SCR) und Dieselpartikelfilter (DPF) konnten wir beispielsweise die Stickoxid- (NOx) und Feinstaubemissionen deutlich senken“, sagte er.

Laut Lefebvre konzentriert sich die Branche heute besonders darauf, den Kraftstoffverbrauch von Dieselmotoren zu senken und gleichzeitig den Kohlendioxidausstoß (CO2) zu reduzieren. Deere erklärte, seine Motoren seien auf niedrige Emissionen ausgelegt, ohne dabei Abstriche bei der Leistung zu machen.

Michael Lefebvre, Manager für globales Marketing und Produktstrategie bei John Deere. (Foto: John Deere)

Während John Deere in emissionsarme und nahezu emissionsfreie Technologien wie batterieelektrische Antriebe, Hybridantriebe und erneuerbare Kraftstoffe investiert, unternimmt das Unternehmen nach eigenen Angaben auch Schritte zur Verbesserung der Leistung und Effizienz von Dieselmotoren.

Das bedeutet, Lösungen zu entwickeln, die Mehrwert für die Kunden schaffen und gleichzeitig Störungen bei der Einführung dieser neuen Technologien vermeiden, so Deere. So habe man beispielsweise bei der Entwicklung der Industriemotoren JD4, JD14 und JD18 – den neuesten Motoren des Unternehmens – die OEMs der Hersteller konsultiert, um zu verstehen, welche Motorverbesserungen für sie Priorität hätten.

Effizienz ansprechen

„Wir haben die Möglichkeit, Dieselmotoren durch optimiertes Motordesign, verbesserte Verbrennungssysteme und die richtige Motordimensionierung noch effizienter zu machen. So stellen wir sicher, dass in einer Anwendung die richtige Motor- oder Antriebseinheitsgröße verwendet wird“, sagte Lefebvre.

Er fügte hinzu, dass dieser Ansatz dazu beitrage, Betriebszeit, Zuverlässigkeit und Kraftstoffeffizienz zu maximieren.

„Dadurch wird der Gesamtwert für den Kunden gesteigert, der Kraftstoffverbrauch gesenkt und im Gegenzug die Schadstoffbelastung verringert“, sagte Lefebvre.

Lefebvre ist überzeugt, dass Dieselmotoren auch weiterhin eine Rolle in der Off-Highway-Ausrüstung spielen werden. Verbrennungsmotoren in Verbindung mit Fortschritten bei Batterieantrieben und erneuerbaren Kraftstoffen werden der Branche helfen, sich in der Energielandschaft der Zukunft zurechtzufinden, sagte er.

Rolle der Hybriden

Auch der britische Motorenhersteller Perkins investiert in einzigartige Verbrennungstechnologie. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf kleineren OEMs mit begrenzten Ressourcen, die nach Ansicht von Perkins einen Beitrag zur Energiewende leisten.

Perkins arbeitet mit Equipmake und der Universität Loughborough an der Entwicklung und Produktion eines fortschrittlichen, integrierten Multi-Fuel-Hybridantriebs auf Basis der 7-Liter-Perkins-1200-Serie. (Foto: Perkins)

Im Oktober 2023 gab Perkins bekannt, dass es mit dem in Großbritannien ansässigen Ingenieurbüro Equipmake und der School of Mechanical, Electrical and Manufacturing Engineering der Loughborough University in Großbritannien zusammenarbeitet, um ein fortschrittliches integriertes Multi-Fuel-Hybrid-Triebwerk zu entwickeln.

Das Projekt trägt den Namen „Project Coeus“ – laut Perkins nach dem griechischen Titanen, dem Gott der Entschlossenheit und Intelligenz – und sieht die Entwicklung eines Antriebs vor, der sein Diesel-Pendant in puncto Leistungsdichte und Ansprechverhalten direkt ersetzen soll. Daher eignet es sich für eine Vielzahl von Off-Highway-OEMs unabhängig von Größe und Anwendung und wird dazu beitragen, deren Umstellung auf CO2-ärmere oder CO2-freie Technologien zu beschleunigen und die Elektrifizierung zu nutzen.

„Wir freuen uns, dass wir uns diese Gelegenheit gesichert haben, die Entwicklung fortschrittlicher Off-Highway-Stromversorgungssystemlösungen zu beschleunigen“, sagte David Goldspink, Vizepräsident und General Manager von Perkins.

„Dieses Projekt wird einige der wichtigsten Herausforderungen der Energiewende in der Off-Highway-Industrie erforschen, Innovationen hervorbringen und Lösungen dafür finden. Außerdem wird es den Übergang zu einer geringeren CO2-Bilanz in diesem Schlüsselsektor unterstützen.“

Bei der ersten Demonstration des Antriebs lag der Schwerpunkt auf Wasserstoff, doch letztendlich werde er für eine Vielzahl von Kraftstoffarten geeignet sein, sagte Perkins.

Hybridantriebe spielen eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung, da viele Off-Highway-Anwendungen einen hohen Energiebedarf haben, der eine rein batterieelektrische Lösung unpraktisch macht. Mit Hybridisierung können OEMs ihre CO2-Emissionen durch eine Lösung reduzieren, die sowohl einen Verbrennungsmotor als auch eine Elektrifizierung nutzt.

Perkins präsentiert neuen Stromerzeugungsmotor auf der Middle East Energy. Der neueste vollelektronische Motor der 5000er-Serie wird zusammen mit Konnektivitätslösungen präsentiert.

Pierre Guyot von John Deere über die Zukunft der Antriebstechnik für Baumaschinen Die Frage, wie man Baumaschinen effektiv antreiben und gleichzeitig die Kohlendioxidemissionen senken kann, beschäftigt Experten der gesamten Branche.