PPS Awards würdigen technologische Innovationen – Teil 1

In den letzten Jahren sind zahlreiche innovative Technologien entstanden, die Emissionen reduzieren oder eliminieren, die Kraftstoffeffizienz steigern und/oder Leistung und Sicherheit auf Baustellen verbessern sollen. Diese Technologien bilden den Kern des jährlichen Power Progress Summit Awards -Programms.

Preisträger des Power Progress 2024-Preises. (Foto: Eason Photography)

In diesem Jahr haben wir nicht nur ausgewählte neue Technologien und die Unternehmen, die sie auf den Markt gebracht haben, ausgezeichnet – wir haben auch diejenigen geehrt, die hinter den Kulissen an ihrer Entwicklung gearbeitet und sie nach Verlassen der Fabrikhalle unterstützt haben.

In Teil 1 dieses zweiteiligen Beitrags geben wir einen Überblick über die Gewinner der Produktneuheiten 2024, die von unserer renommierten, unabhängigen Jury ausgewählt wurden. Teil 2 stellt die Gewinner in den Kategorien „Off-Highway-Produktanwendung des Jahres“, „Motorenhändler des Jahres“ und „Produktentwicklungsteam des Jahres“ vor.

Weitere Informationen zu den Auszeichnungen und der Jury finden Sie unter PowerProgressSummit.com .

Leistung des Jahres

Die Attachment Manager-Technologie von John Deere wurde erstmals in der Kategorie „Steuerungssystem/Überwachungslösung des Jahres“ ausgezeichnet und überzeugte die Jury bei der Auswahl des Empfängers der Hauptauszeichnung unter den Kategoriesiegern.

Die Attachment Manager-Technologie ist als Upgrade für die P-Tier-Maschinen 330, 331 und 333 und serienmäßig für die P-Tier-Modelle 334 und 335 erhältlich. Sie wurde entwickelt, um das Rätselraten bei der Bestimmung optimaler Leistungsparameter für Anbaugeräte zu beenden, indem sie vorprogrammierte Durchfluss- und Druckwerte für John Deere-Anbaugeräte ermöglicht.

John Deeres Attachment Manager-Technologie auf einem Kompakt-Raupenlader 335 P-Tier. (Foto: John Deere)

Die Software enthält eine Liste vorinstallierter Anbaugeräteeinstellungen, die für optimale Leistung mit von Deere entwickelten Anbaugeräten empfohlen werden. Sobald ein Anbaugerät ausgewählt ist, wird die Maschine automatisch mit diesen Parametern eingerichtet.

Während des Betriebs kann die Auswahl des Anbaugeräts über das Display in der Kabine erfolgen. Die drei wichtigsten Leistungsmerkmale werden dann auf dem Monitor angezeigt, ebenso wie die Hydraulikdruckanzeige und ein Bild des Anbaugeräts zur schnellen Identifizierung.

Neu entwickelte Joystick-Steuerungen sind mit anbaugerätespezifischen Steuerkarten vorprogrammiert. Bediener müssen die Hände nicht vom Joystick nehmen, um Funktionen zu aktivieren oder zu deaktivieren oder andere Tasten oder Schalter zu verwenden, um das Anbaugerät richtig zu steuern. Stattdessen erfolgt alles direkt am Joystick.

Mit dem Anbaugeräte-Manager können Bediener Anbaugeräteeinstellungen speichern und bei Bedarf neue Einstellungen laden. Bis zu 20 spezifische Anbaugeräte werden auf dem Display angezeigt. Darüber hinaus bietet das System Einschränkungen für bestimmte Maschineneinstellungen, die die Auswahl von Einstellungen wie höherem Druck oder höherem Durchfluss verhindern, die Probleme mit Deere-Anbaugeräten verursachen könnten.

Die Jury war von dieser „Smart Attachment“-Technologie beeindruckt und bezeichnete sie als einen enormen Fortschritt.

„Wie Sie wissen, wachsen die nächsten Generationen nicht mit den gleichen Erfahrungen auf wie frühere Generationen [von Bedienern]“, bemerkte einer der Juroren. „Dinge [wie] ein intelligenter Aufsatz machen es dem Bediener nicht nur einfacher, sondern auch sicherer.“

„Es bringt hoffentlich ein weiteres Maß an Sicherheit für die Menschen, die sich nicht in der Kabine der Maschine befinden“, fügte er hinzu.

Motor des Jahres

In diesem Jahr war die Jury in dieser Kategorie so hart umkämpft wie nie zuvor und hatte Mühe, die Auswahl auf einen einzigen Gewinner zu reduzieren. Letztendlich setzte sich ein Produkt durch: der Dieselmotor C13D von Caterpillar .

Caterpillar C13D 13-Liter-Dieselmotor. (Foto: Caterpillar)

Der 13-Liter-Reihensechszylinder-Dieselmotor C13D ist auf optimale Leistungsdichte, Drehmoment und Kraftstoffeffizienz für schwere Off-Highway-Anwendungen ausgelegt. Er wird in acht Leistungsstufen von 456 bis 690 PS (340 bis 515 kW) mit einem Spitzendrehmoment von bis zu 3.200 Nm erhältlich sein. Dies entspricht einer Leistungssteigerung von 20 % und einem um bis zu 25 % höheren Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen im Vergleich zu früheren Cat-Motoren dieser Leistungsklasse.

Der C13D erfüllt die Emissionsstandards strenger regulierter Länder wie EU Stufe V und US EPA Tier 4 Final. Für Länder mit geringeren Regulierungen sind Modelle erhältlich. Durch die Modularisierung und den Verzicht auf Komponenten ist seine Architektur platzsparend und ermöglicht so Konfigurationsanpassungen für zukünftige Emissionsstandards in den USA und der EU, ohne dass Kundenanschlusspunkte verlegt werden müssen, so Caterpillar. Darüber hinaus ist seine Kernarchitektur für die zukünftige Entwicklung von Erdgas- und Wasserstoff-Kraftstoffkapazitäten ausgelegt.

Durch die Bereitstellung vergleichbarer Leistung und Drehmoments wie bei den aktuellen 13-l-, 15-l- und 18-l-Plattformen mit Einzelturboaufladung ermöglicht die C13D-Plattform den OEMs, den Motor zu verkleinern und gleichzeitig Design und Montage zu vereinfachen, erklärte Caterpillar.

Die Ingenieure planen, im Jahr 2025 erste OEM-Pilotmodelle bereitzustellen. Die Produktion industrieller Varianten soll 2026 beginnen.

Bei der Wahl des C13D zum Motor des Jahres würdigte die Jury die vereinfachte Konstruktion, die die Montage berücksichtigt. Sie hob außerdem die hohe Leistungsdichte und das hohe Drehmoment hervor sowie den Fokus auf Nachhaltigkeit, beispielsweise die Kompatibilität mit Biodieselkraftstoffen.

Motorentechnologie des Jahres

Bei der Auswahl des Gewinners in dieser Kategorie gab es wenig Zögern: der Ventiltrieb von Cummins Valvetrain Technologies für die X15 HELM-Motorplattform .

Der Ventiltrieb der X15 HELM-Motorplattform von Cummins Valvetrain Technologies. (Foto: Cummins)

Der neue Ventiltrieb wurde als „eines der fortschrittlichsten Ventiltriebsysteme, die Cummins je produziert hat“ beschrieben. Er wurde vom Cummins Valvetrain Technologies (CVT)-Team entwickelt, das nach der Übernahme von Jacobs Vehicle Systems im Jahr 2022 gegründet wurde.

Ein Grundprinzip der Cummins HELM-Plattform sei die gemeinsame Nutzung des Basismotors für verschiedene Kraftstoffarten, hieß es in der Preisverleihung. Weiter hieß es: „Die Entwicklung eines Ventiltriebs für jeden Kunden erfordert erheblichen Aufwand. Die Entwicklung eines zukunftssicheren Ventiltriebs mit mehreren Technologien für unterschiedliche Märkte, Emissionsvorschriften und Kraftstoffarten bringt das Ganze jedoch auf die nächste Stufe.“

Der Ventiltrieb ist modular aufgebaut, um eine flexible Motorplattform zu schaffen, wenn die Emissionsvorschriften strenger werden und Anpassungen erforderlich sind. Er verfügt über eine Jake Brake mit Dekompressionsbremse, die bei Bedarf auf eine Jacobs High Power Density (HPD) Zweitaktbremse aufgerüstet werden kann, um die Bremsleistung zu steigern. Das System umfasst außerdem einen Schutz für die Zylinderabschaltung sowie Technologien wie HLAs und variable Ventilsteuerung für X15-Motorvarianten, die mit alternativen Kraftstoffen wie Erdgas und Wasserstoff betrieben werden.

Eine Konfiguration mit doppelter obenliegender Nockenwelle bietet eine bessere Anordnung der Anschlüsse und Ventile für eine effizientere Atmung des Motors.

Ein Juror begründete die Wahl des neuen Ventiltriebs zum Kategoriesieger mit der „einfachen Herstellung – die Möglichkeit, sich an alle Kundenbedürfnisse anzupassen, was ihn auch für die Zukunft angesichts der Weiterentwicklung alternativer Kraftstoffe gerüstet macht.“ Ein anderer fügte hinzu: „Sie verfügen über eine Designstrategie, die ihnen höchste Flexibilität ermöglicht und sie an die Marktanforderungen anpassen lässt.“

Antriebsprodukt des Jahres

Bei der Entwicklung des eSP502+PTO-Elektrogetriebes arbeiteten die funktionsübergreifenden Teams von Dana an einem nachhaltigen, vollelektrischen Antriebssystem. Das Ergebnis ist eine flexible Plattform, die die Elektrifizierung von Bau- und Materialtransportanwendungen mit zusätzlichen hydraulischen Arbeitsfunktionen unterstützt – alles in einem System.

Das E-Getriebe eSP502+PTO kombiniert ein Doppelmotor-Lastschaltgetriebe mit zwei Gängen für Fahrfunktionen mit einem unabhängig steuerbaren Nebenabtrieb (PTO). Das System liefert 200 kW Dauerleistung mit bis zu 250 kW Spitzenleistung und bietet die Möglichkeit, beidseitig einen Antriebsstranganschluss zu realisieren, um den Allradantrieb zu ermöglichen oder die Fahrzeugintegration flexibler zu gestalten.

Das System wird durch die Antriebsstrang-Steuereinheit von Dana gesteuert, die eine Reihe von Funktionen zur Optimierung des Fahrererlebnisses beim Fahren der Anwendung und zur Steuerung der mit der Zapfwelle verbundenen Hydraulikfunktionen bietet.

Die Integration des Nebenabtriebs in das System bietet OEMs die Flexibilität, die installierte elektrische Leistung auf Fahrzeugebene zu reduzieren. Die kontrollierte Nutzung der Elektromotoren des Dana-Systems steuert die gewünschte Nebenabtriebsleistung, um Arbeitsfunktionen und Räder in den meisten Anwendungen unabhängig voneinander anzutreiben. In Ausnahmefällen, in denen maximale Zugkraft erforderlich ist, kann der Nebenabtrieb abgekoppelt werden, sodass die volle installierte elektrische Leistung beider Motoren auf den Antriebsstrang übertragen wird.

Die Konzeptentwicklung des PTO-Subsystems ist im Gange und die ersten Prototypen sollen im ersten Quartal 2025 gebaut und bis 2025 validiert werden, einschließlich der Fahrzeugintegration in der Testanlage von Dana.

Bei der Auswahl dieses Beitrags würdigte die Jury insbesondere, dass das System separate Funktionen anspricht und Aspekte sowohl der Fahrbarkeit als auch der Antriebsfunktionen vereint.

Elektrifizierungstechnologie des Jahres

Bei der Wahl des Bordladegeräts Danfoss Editron ED3 zum Sieger in dieser Kategorie stellte die Jury fest, dass die Entwicklung eines AC-43-kW-Ladegeräts keine leichte Aufgabe ist.

Danfoss Editron ED3 Bordladegerät. (Foto: Danfoss Power Solutions)

Typische Bordladegeräte für Elektrofahrzeuge (EV) liefern 22 kW Leistung, wie Danfoss in seiner Preisbewerbung betonte. Bei einem schweren Nutzfahrzeug oder einer Maschine mit AC-Ladegerät kann die Ladezeit zwischen 15 und 18 Stunden liegen – zu lang für das Laden über Nacht. DC-Ladegeräte können dieses Problem zwar lösen, sind aber deutlich teurer.

Mit der Einführung des Bordladegeräts ED3 und des elektrischen Nebenabtriebs (PTO) können Besitzer von Elektro- und Hybridmaschinen die AC-Ladegeschwindigkeit maximieren und die Kosten für die Ladeinfrastruktur minimieren, so Danfoss. Dadurch wird die Elektrifizierung leichter realisierbar und die Reichweitenangst wird verringert.

Das ED3 ist ein bidirektionales Bordladegerät – was die Jury besonders schätzte – und eine Stromversorgung, die hohe Ladeleistung bietet und Energie an die Zusatzfunktionen eines Fahrzeugs verteilt. Das Ladegerät ist sowohl für Nutzfahrzeuge als auch für Off-Highway-Maschinen konzipiert und ermöglicht schnelles Laden über Nacht – ein weiteres Merkmal, das die Jury besonders hervorhob – sowie Zwischenladen von Fahrzeugen an leicht zugänglichen Steckdosen. Das Ladegerät kann bis zu 43 kW an die Haupt-Hochvoltbatterie und je nach Bedarf bis zu 44 kW Wechsel- oder Gleichstrom an andere Subsysteme liefern.

Der elektrische Nebenabtrieb des ED3 mit Wechsel- und Gleichstrom bezieht Strom direkt aus der Haupt-Hochspannungsbatterie und versorgt so Zusatzgeräte wie Hochspannungskompressoren, Pumpen und Motorsteuerungen mit bis zu 44 kW Gleichstrom. Das Ladegerät kann zudem Strom umwandeln und bis zu 43,6 kVA ein- oder dreiphasigen Wechselstrom liefern. Diese Vielseitigkeit bietet OEMs laut Danfoss Flexibilität bei der Gestaltung der Fahrzeugsystemarchitektur und ermöglicht die plattformübergreifende Standardisierung von Komponenten.

PPS Awards würdigen technologische Innovationen – Teil 2 In Teil 2 unserer Berichterstattung zu den Power Progress Summit Awards werfen wir einen Blick auf die Anwendungen und Teams, die sich den Sieg für 2024 sichern.