JCBs technischer Meilenstein: über 400 Meilen pro Stunde

Der JCB Hydromax erreichte bei einem Hochgeschwindigkeitstest während der Speed Week 2026 auf den Bonneville Salt Flats im Nordwesten Utahs eine beeindruckende Höchstgeschwindigkeit von 590 km/h. Nur knapp eine Woche später, am 11. August, raste er mit seinen beiden 800 PS starken Wasserstoffverbrennungsmotoren über die Wüste und erreichte eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 654,5 km/h – und übertraf damit den bisherigen Landgeschwindigkeitsrekord von 300,5 km/h, aufgestellt vom wasserstoffbetriebenen BMW H2R im Jahr 2004, deutlich.

Die im Hydromax verwendeten Motoren basieren auf den Serienmotoren des wasserstoffbetriebenen JCB 3CX-Baggerladers. (Foto: Becky Schultz)

Der Hydromax übertraf auch den von seinem Vorgänger, dem Dieselmax, im August 2006 aufgestellten Weltrekord für Diesel-Landgeschwindigkeiten von 350,092 mph (563 km/h) deutlich.

Der von der FIA (Fédération Internationale de l'Automobile) anerkannte FIA-Weltrekord für fliegenden Flugstart und Landgeschwindigkeitsrekord der Kategorie A, Gruppe XIV – Klasse 7 ist der Höhepunkt über einjähriger Planung durch ein 65-köpfiges Team. Dieses Team setzte sich aus 25 JCB-Ingenieuren sowie Spezialisten von Prodrive, Ricardo, Xtrac und Ryze Power, dem Wasserstofflieferanten, zusammen. JCB-Chef Anthony Bamford hatte dieses Team mit der Umsetzung seiner Vision beauftragt.

„Der JCB Dieselmax war immer eine etwas ungewöhnliche Idee – aber er hat etwas bewiesen. Der Einbau eines fortschrittlichen Motors in ein Landgeschwindigkeitsauto hat der Welt gezeigt, was er leisten kann, was ein Bagger nie könnte“, sagte Bamford, der zusammen mit einem Großteil seiner Familie den Rekordversuch verfolgte. „Dasselbe gilt heute für Wasserstoff. Wer es mit den Emissionen ernst meint, muss es mit Wasserstoff ernst meinen – und ein Landgeschwindigkeitsprojekt ist der perfekte Weg, dies zu beweisen.“

Ryan Ballard, der Leiter des Hydromax-Projekts bei JCB Engineering, hatte einen Plan mit einer Projektdauer von 72 Wochen erstellt. Tatsächlich standen dem Team jedoch nur 50 Wochen zur Verfügung, und die Teams mussten nebenbei weiterhin ihren regulären Aufgaben nachgehen – was ihre Leistung umso bemerkenswerter macht.

Die Motoren auf Drehzahl bringen

Der 74 PS starke 4,8-Liter-Serien-Wasserstoffverbrennungsmotor von JCB. (Foto: JCB)

Hydromax überquerte die Ziellinie mit Motoren, die auf JCBs serienmäßigen Wasserstoffverbrennungsmotoren basieren. Die Standardmotoren, die 2025 die EU-Typgenehmigung für den kommerziellen Vertrieb erhielten, werden im Werk des Unternehmens in Foston, Derbyshire, Großbritannien, für den Einsatz in Baumaschinen wie dem wasserstoffbetriebenen Baggerlader 3CX gefertigt.

Der 4,8-Liter-Vierzylinder-Reihenmotor mit Wasserstoffantrieb ist das Ergebnis fünfjähriger Entwicklungsarbeit und Investitionen in Höhe von 100 Millionen Pfund (135 Millionen US-Dollar). Mit einer Leistung von 74 PS (55 kW) bei 2.200 U/min und einem Drehmoment von 440 Nm (325 lb.-ft.) ist der Motor so konstruiert, dass er die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik seines Diesel-Pendants erreicht und gleichzeitig einen etwas höheren thermischen Wirkungsgrad erzielt.

Ölwanne, Grundplatte, Motorblock, Zylinderkopf, Ansaugkrümmer und Ventildeckel sind identisch mit denen des Basismotors, sodass Wasserstoffmotoren auf denselben Produktionslinien wie Dieselmotoren gefertigt werden können. Bei der Wasserstoffvariante kommt die Saugrohreinspritzung zum Einsatz, bei der der Wasserstoff mit einem Druck von ca. 10 bar (145 psi) in den Ansaugkrümmer eingespritzt wird, bevor er sich mit Luft vermischt und in den Brennraum gelangt.

Die beiden Motoren des Hydromax wurden so modifiziert, dass sie seitlich in der schmalen Karosserie des 9,75 Meter langen Fahrzeugs montiert werden konnten. (Foto: JCB)

Um die Hydromax-Motoren auf ein neues Leistungsniveau zu bringen, musste das Motorenteam die zehnfache Leistung des aktuellen Modells erzielen. Dafür waren umfangreiche Modifikationen nötig, darunter die Erhöhung der Motordrehzahl von rund 2.200 U/min für Baumaschinenanwendungen auf fast 4.000 U/min im Hochleistungsprototypenfahrzeug. Auch das Drehmoment wurde im Vergleich zum Serienmotor vervierfacht.

Um dies zu erreichen, wurde der im Serienmotor verwendete Stößelstangen-Ventiltrieb durch eine Doppelnockenwellen-Anordnung ersetzt. Mark Richards, leitender Ingenieur bei JCB Excavators, erklärte, dass diese Änderung eine deutlich höhere Präzision der Ventilsteuerzeiten bei hohen Motordrehzahlen ermögliche und die Systemverwindung reduziere.

Die Kraftstoffzufuhr hat sich ebenfalls grundlegend verändert. Anstelle der Saugrohreinspritzung nutzen die Rennmotoren eine Direkteinspritzung, wobei der Kraftstoffdruck im Rail von etwa 145 psi auf rund 725 psi (50 bar) erhöht wurde. Die direkte Einspritzung von Wasserstoff in den Brennraum ermöglicht die Zufuhr deutlich größerer Kraftstoffmengen in der begrenzten Zeit bei höheren Motordrehzahlen.

Darüber hinaus reduzierte JCB das Motorgewicht, verbesserte die Kühl- und Schmiersysteme und führte eine Trockensumpfschmierung ein, um die Motoren innerhalb der schmalen Karosserie des 9,75 m langen Fahrzeugs seitlich montieren zu können.

„Die Trockensumpfschmierung ist bei Rennwagen üblich. Dadurch schwappt das Öl bei schnellen Kurvenfahrten nicht herum und steht jederzeit zur Verfügung“, erklärte Richards. „Im Rennwagen haben wir eine Ölsaugpumpe – die sogenannte Ölförderpumpe –, die jede Sekunde einen Liter Öl um jeden Motor pumpt und so die Schmierung des Motors während des Liegens gewährleistet.“

Diese Konstruktion senkt den Schwerpunkt des Fahrzeugs und gewährleistet gleichzeitig eine konstante Ölversorgung auch unter extremen Betriebsbedingungen.

Obwohl es wesentliche Änderungen gab, blieben einige Elemente vertraut. Laut Richards ist die im Rennmotor verwendete Kurbelwelle identisch mit derjenigen, die in den Serien-Diesel- und Wasserstoffmotoren von JCB zum Einsatz kommt. Auch die ursprünglich im Rahmen der Entwicklung des 74-PS-Motors durchgeführten CFD-Simulationen wurden in das Rennprogramm übernommen.

Kühl läuft

Die Kühlung der Hardware erwies sich als zentrale technische Herausforderung. Allein die Kolben benötigen 1 Liter Kühlöl pro Sekunde – so viel Öldurchfluss wie der Rest des Motors zusammen –, um eine Überhitzung zu verhindern.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte JCB ein Eiskühlsystem. Die Luft verlässt den Turbolader mit einer Temperatur von etwa 200 °C und wird auf unter 10 °C abgekühlt, bevor sie in den Ansaugkrümmer gelangt. Die höhere Dichte der kühleren Luft trug laut Richards zur Maximierung der Leistung bei.

Anstelle von Lufteinlässen am Fahrzeug werden mit Eis gefüllte Tanks verwendet, um den Motor und andere Unterbodenkomponenten zu kühlen. Ein Tank befindet sich in der Fahrzeugfront, der andere im Höcker hinter dem Fahrer. Für jede Fahrt wurden etwa 250 kg Eis benötigt – die Tanks wurden jedes Mal entleert und wieder befüllt.

Ein 65-köpfiges Team, darunter 25 JCB-Ingenieure, arbeitete in ihrer Freizeit an der Fertigstellung des Fahrzeugs. (Foto: JCB)

Eine speziell entwickelte Auslassventiltechnik bewältigt die vom 800 PS starken Motor erzeugten Temperaturen. Jeder Titan-Turbolader dreht sich mit über 150.000 U/min bei nahezu 300 °C und fördert dabei alle halbe Sekunde die Luftmenge einer Standardbadewanne.

Aufgrund der großen Wassermenge, die sowohl zur Kühlung als auch als Abgasprodukt benötigt wird, holte JCB frühzeitig einen Chemiker in das Motorenteam, um ein spezielles Motorenöl zu entwickeln, das laut Hydromax-Fahrer Wing Commander Andy Green OBE – der auch den ursprünglichen Dieselmax flog – „Wasser wie ein Schwamm aufsaugt“.

„Schon beim Warmlaufen des Motors wird das gesamte Wasser in eine Emulsion im Öl aufgenommen – es ist das einzige Öl, von dem ich je gehört habe, das das kann – und verdampft dann wieder“, sagte er. „Das ist nur ein kleines Beispiel für die speziellen wissenschaftlichen und technologischen Details, die dieses beeindruckende Endergebnis sowohl für die Bauindustrie und JCB als auch für den Rennsport mit einem 640 km/h schnellen Wasserstoffauto ermöglichen.“

20 Jahre Fortschritt

Um die Kraft auf die Räder zu übertragen, trieben die Wasserstoff-Verbrennungsmotoren alle vier Räder über ein Doppelgetriebe mit Kupplung an – ein deutlicher Fortschritt gegenüber dem Dieselmax-Projekt. Hydromax ergänzt das System zudem um ein ausgeklügeltes Ansaugsystem mit einem einstufigen Motorsport-Turbolader, um die extremen Bedingungen auf den Bonneville Salt Flats zu bewältigen.

„Die DNA des Dieselmax wurde in den Hydromax übernommen“, kommentierte Green. „Aber mit 20 Jahren zusätzlicher Technologie und einem deutlich besseren professionellen Verständnis des Teams für das, was sie erreichen wollten … war er einfach ausgefeilter.“

Schnittzeichnung der inneren Funktionsweise des JCB Hydromax. (Foto: JCB)

Beim Hydromax sind die beiden Motoren seitlich im Chassis angeordnet. Der Zylinderkopf des vorderen Motors befindet sich links vom Chassis und treibt die Vorderräder über ein nach vorn gerichtetes Getriebe an. Der hintere Motor, der sich hinter dem Fahrer befindet, hat seinen Zylinderkopf rechts vom Chassis und treibt die Hinterräder über ein dahinterliegendes Getriebe an.

Entscheidend war die Abstimmung der Motorenleistung. Um dies zu erreichen, werden sie über NACA-förmige Lufteinlässe an der Karosserie mit Luft versorgt, wodurch der Luftwiderstand reduziert wird. Laut JCB führte diese überarbeitete Konstruktion zu einer 4%igen Reduzierung des Luftwiderstands im Vergleich zum Dieselmax.

Die Räder werden von speziell angefertigten sequenziellen Sechsganggetrieben von Xtrac angetrieben, die nahtlos elektronisch gesteuerte Schaltvorgänge ermöglichen. An Vorder- und Hinterachse kommen starre Achsen anstelle herkömmlicher Differenziale zum Einsatz. Die Kupplungen beider Getriebe stammen von einem JCB-Baggerlader, da die im Motorsport üblichen Kupplungen den erforderlichen Belastungen nicht gewachsen waren.

Wie Green betonte: „Zwanzig Jahre technologischer Fortschritt ermöglichen eine deutlich umfassendere Computer- und Sensorüberwachung und -steuerung aller Systeme. Dadurch war es einfacher zu erkennen, was vor sich ging, und die Systeme besser zu kontrollieren. Alles in allem war das Auto in vielerlei Hinsicht einfacher zu fahren, gleichzeitig wurde aber auch die Leistung maximiert…“

Wichtigste Erkenntnisse von Hydromax

Tom Beamish, der Leiter der Abteilung für die Umsetzung fortschrittlicher Projekte bei JCB, sagte, dass das Unternehmen erwartet, dass das Hydromax-Projekt die Entwicklung seiner wasserstoffbetriebenen Baumaschinen vorantreiben wird.

JCB hat bereits den Baggerlader 3CX mit einem 74 PS starken Wasserstoffverbrennungsmotor auf den Markt gebracht, ebenso wie den wasserstoffbetriebenen Generator G60RS H, der mit dem dreiphasigen Powerpack-Akkumulator des Unternehmens zusammenarbeitet.

„Wir lernen immer dazu, wenn wir so etwas machen“, sagte Beamish. „Nehmen wir zum Beispiel den schnellsten Traktor der Welt; dafür haben wir hochentwickelte Turboladersysteme entwickelt. Diese Turboladersysteme dienten uns dann als Grundlage für die Entwicklung der Wasserstoffmotoren für die Serienproduktion.“

„Wir erwarten also, dass wir aus diesem technischen Projekt, das wir jetzt durchführen, so viele Erkenntnisse gewinnen werden, dass wir diese in unsere nächste Generation von Wasserstoffanlagen einfließen lassen können.“

Ballard sagte, JCB habe bereits jetzt „großes Potenzial“ in seinen Bauprodukten, die für einen nahezu 24/7-Einsatz konzipiert seien und „Tag für Tag äußerst zuverlässig“ blieben. Es gebe jedoch Möglichkeiten zur weiteren Verbesserung.

Der Weltrekord für Landgeschwindigkeiten sollte beweisen, dass die Wasserstoffverbrennungstechnologie funktioniert. (Foto: JCB)

„Wenn wir verbesserte Telemetrie und ein optimiertes Onboard-Monitoring haben, das unsere Maschinen permanent optimiert und so höhere Verfügbarkeit, geringeren Kraftstoffverbrauch und gesteigerte Leistung ermöglicht – ich denke, genau solche Dinge werden wir daraus mitnehmen“, sagte er. „Wir nutzen modernste Motorsporttechnologie und fragen uns nun: ‚Wie können wir diese auf unsere Maschinen anwenden?‘“

In seiner Ansprache an die Anwesenden auf den Bonneville Salt Flats, die den Geschwindigkeitsrekordlauf feierten, sagte Vorsitzender Bamford, dass Projekte wie Hydromax zeigen, was Ingenieurskunst leisten kann und welches Potenzial in der Wasserstoffverbrennungstechnologie steckt.

„Ich glaube, man schreibt viel zu schnell den Nachruf auf den Verbrennungsmotor“, erklärte er. „Seit geraumer Zeit heißt es, der Verbrennungsmotor habe ausgedient … Nun, ich habe Neuigkeiten: Das stimmt nicht. Wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren können eine der wichtigsten Zukunftslösungen sein, insbesondere für schwere Maschinen …“

„Das ist keine Technologie, die im Labor existiert“, fuhr er fort. „Im Kern basiert diese Technologie auf einem Motor und auf Konstruktionsprinzipien, die wir verstehen und die wir täglich in Baumaschinen auf der ganzen Welt anwenden.“

„Es handelt sich um eine wirklich praxisnahe Technologie, die bereits auf dem Markt ist“, fügte Green hinzu und blickte über die karge, blendend weiße Landschaft. „Und wir befinden uns hier an einem idealen Ort – dem anspruchsvollsten Testgelände für Automobile weltweit, den Bonneville Salt Falts –, um zu demonstrieren, wie gut diese Technologie wirklich ist.“