Innovation  |  Technologie 

Schneller, besser, effizienter

Motorenentwicklung wird immer anspruchsvoller. Dr. Christian Weiskirch, Abteilungsleiter für Leistung und Emissionen schwere Reihenmotoren bei MAN Truck & Bus, im Gespräch über das nächste Level von Euro 6, neue gesetzliche Vorgaben und technologische Wege zu noch mehr Kundenzufriedenheit.

Motorenentwicklung wird immer anspruchsvoller. Dr. Christian Weiskirch, Abteilungsleiter für Leistung und Emissionen schwere Reihenmotoren bei MAN Truck & Bus, im Gespräch über das nächste Level von Euro 6, neue gesetzliche Vorgaben und technologische Wege zu noch mehr Kundenzufriedenheit.

Herr Dr. Weiskirch, ab 2017 tritt eine neue Stufe der Abgasnorm Euro 6 in Kraft. Wie tief greifend ist diese neue gesetzliche Vorgabe für die Motorenentwicklung bei MAN Truck & Bus?

Mit der Stufe Euro 6c werden die Schwellwerte für die On-Board-Diagnose (OBD) weiter abgesenkt. Dies bedeutet eine weitere Reduktion der Stickstoffemissionen im realen Fahrbetrieb. Dadurch mussten wir umfangreiche Anpassungen am Motor sowie am Abgasnachbehandlungssystem durchführen.

Wie viel Zeit hatten Sie und Ihr Team für die Entwicklung?

Wir hatten einen durchaus sportlichen Zeitplan. Die wesentlichen Entwicklungsumfänge mussten innerhalb von zwei Jahren umgesetzt werden – in der gerade beendeten Sommererprobung wurden noch letzte Feinarbeiten erledigt. Die Gesamtprojektlaufzeit betrug drei Jahre.

Welche interdisziplinären Projektteams mussten Sie dazu zusammenführen, und wie verlief die Zusammenarbeit?

Die umfangreichen Anpassungen brachten von Anfang an einen sehr hohen Absicherungsaufwand mit sich, um Funktionen und Performance der Technik im realen Kundeneinsatz sicherzustellen. Voraussetzung dafür war eine eng abgestimmte Vorgehensweise zwischen Entwicklung und Produktion. Schließlich musste es möglich sein, die Maßnahmen auch in Serie umzusetzen. Aufgrund der engen Terminschiene war zudem auch die Abstimmung mit der Beschaffung und der Qualitätssicherung ein wesentlicher Aspekt, um die benötigten Bauteile und Komponenten rechtzeitig in entsprechender Qualität von den entsprechenden Lieferanten zu bekommen. Hier hat das Kernteam um den Projektleiter Thorsten Oberpenning ganze Arbeit geleistet. Insbesondere hervorzuheben ist auch die Zusammenarbeit mit dem Fahrzeugintegrationsprojekt. Sie ermöglichte es überhaupt erst, die Entwicklung ins Fahrzeug zu bringen.

Welche besonderen technologischen Hürden galt es zu nehmen?

Natürlich stand zunächst die Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen im Vordergrund. Durch die Verwendung eines neuen SCR-Katalysators für die Reduzierung der Stickoxide in den Abgasen in Kombination mit einer angepassten Motorbetriebsstrategie konnten wir diese Vorgabe konsequent umsetzen. Für die Produktion war die Einführung der korrosionsbeständigen Lager mit erheblichem Aufwand verbunden. Die Lager sind zwar resistent gegen Ölsäuren, jedoch anfälliger gegenüber Urschmutz, das heißt Rückständen aus Herstellung und Bearbeitung. Deshalb mussten wir den Produktionsprozess entsprechend modifizieren und den damit verbundenen höheren Anforderungen anpassen. Vor dem Hintergrund des engen Zeitplans war zudem die Entwicklung der zusätzlichen neuen Komponenten, wie Stahlkolben, Abgasturbolader oder auch der voll drehzahlgeregelten Kühlmittelpumpe, ein entsprechender Kraftakt.

Was sind die wichtigsten Innovationen der neuen Motorengeneration?

Die wichtigste Innovation für den Kunden dürfte das Einsparpotenzial von bis zu 2,5 Prozent Kraftstoff sein, trotz höherer Anforderungen an die Abgasreinigung. Gleichzeitig wurde die maximale Leistung um 20 PS angehoben und auch das maximale Drehmoment von 2.500 Newtonmetern steht nun in allen Gängen zur Verfügung. In Kombination mit den Optimierungen hinsichtlich Aerodynamik, im Getriebe und an den Assistenzsystemen führt das zu respektablen 4,2 bis 9,6 Prozent Verbesserung im Verbrauch. Gleichzeitig konnten die Wartungsintervalle für Öl auf bis zu 140.000 Kilometer und die Dieselpartikelfilterreinigungsintervalle auf 850.000 Kilometer angehoben werden. In der Summe kommt so ein wertvolles Plus für den Kunden zusammen.

Was bedeutet der neue Normschritt für die Produktion und Montage?

Wie schon erwähnt, bedingen die korrosionsbeständigen Lager einen komplett angepassten Montageprozess, bis das Kurbelgehäuse geschlossen ist, um Verunreinigungen auszuschließen. Dieser findet ab sofort in einem Umfeld statt, in dem luftgetragene Teilchen reglementiert und überwacht werden – quasi unter Reinraumbedingungen. Durch die neuen Komponenten mussten natürlich auch die einzelnen Montageschritte, zum Beispiel die Verlegung des Motorkabelbaums, entsprechend angepasst werden. Die Veränderungen greifen so letztlich in allen Prozessschritten, bis hin zu den Qualitätssicherungsmaßnahmen am Bandende, wo der Kalt- und Heißtest neu kalibriert wurde. Durch die frühzeitige Einbindung des Vorseriencenters der Produktion konnten bereits alle Prototypmotoren über das Serienband laufen. Das bedeutet wertvollen Zeitgewinn und Vorsprung auf dem Weg zur Prozesssicherheit.

Wie geht es weiter mit der Motorenentwicklung bei MAN Truck & Bus? Wo sehen Sie die Motorentechnologie weitestgehend „ausgereizt“, wo gibt es eventuell noch Potenziale?

Der Wettbewerb schläft nicht und wird weiter den Verbrauch der Motoren optimieren, um dem Kunden bestmögliche Wirtschaftlichkeit – Total Cost of Ownership oder TCO – seiner Fahrzeuge zu bieten. Es wird eine Kosten-Nutzen-Bewertung geben, welche Maßnahme zu welchem Zeitpunkt auch in der Entwicklung rentabel ist. Die Schritte, motorisch den Verbrauch zu optimieren, werden kleiner und gleichzeitig kostenintensiver. Dennoch macht der Gesetzgeber mit der ab 2018 erforderlichen CO2-Deklaration weiter Druck auf die Hersteller. Im Herbst 2019 steht Euro 6d im Programm, und ab 2021 soll dann auch die Lkw-Maut CO2-bezogen werden.

Was heißt dies für MAN?

Wir werden weiter daran arbeiten, den Kunden bestmöglichen Verbrauch bei hoher Robustheit zu bieten. Dieser Herausforderung stellen wir uns gern – mit all unserem Wissen, mit all unserer Erfahrung und mit all unserer Leidenschaft.

Der Motoren-Entwickler: Dr. Christian Weiskirch, Abteilungsleiter für Leistung und Emissionen schwere Reihenmotoren bei MAN Truck & Bus
Der Motoren-Entwickler: Dr. Christian Weiskirch, Abteilungsleiter für Leistung und Emissionen schwere Reihenmotoren bei MAN Truck & Bus

Bilder © Florian Generotzky

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