Liebherr
H2-Direkteinblasung für Verbrenner
Biberach (ABZ). – Liebherr stellt auf der bauma 2022 eine Lösung zur Wasserstoff-Direkteinblasung für Schwerlast-Verbrennungsmotoren vor – Stand FM.810. Mit dieser Technologie verfolgt die Firmengruppe nach eigenen Angaben ein Konzept, mit dem eine maximale Leistungsdichte erzielt werden soll, die der eines konventionellen Verbrennungsmotors in nichts mehr nachsteht.
Das Ziel, die Leistung eines H2-DI-Motors an die eines Dieselmotors anzugleichen, setze voraus, dass das System in der Lage ist, hohe Durchflussraten zu gewährleisten. Aufgrund der geringen Dichte des Wasserstoffgases seien dafür große Ventilquerschnitte im Injektor notwendig. Um eine genaue Steuerung auch kleiner Mengen zu ermöglichen müsse zudem der Systemdruck punktgenau geregelt werden. Hierbei unterstützt im H2-Einblassystem von Liebherr ein Gas-Mengenregelventil. Ein zusätzliches Augenmerk liegt auf einer minimalen Leckage des Injektors. Im besten Fall sollte der Injektor gasdicht sein, erklärt der Hersteller.
Das H2-Einblassystem von Liebherr ist demnach so konzipiert, dass eine extrem schnelle und genaue Druckregelung, unabhängig von der Position des Kraftstofftanks, der Maschinengröße und -anordnung sowie der Motorinstallation, gewährleistet ist.
Diese Auslegung sieht eine zweistufige Druckregelung vor. Während in Stufe Eins zunächst der variable Druck aus dem Kraftstofftank stabilisiert wird, erfolgt in der zweiten Stufe die Feineinstellung des Drucks. Der Einblasdruck wird durch die Ansteuerung des Gasdosierventils über die elektronische Steuereinheit (ECU) geregelt. Die ECU steuert das Gasdosierventil mit Hilfe eines Vorwärtsreglers im geschlossenen Regelkreis.
Die Außenabmessungen des H2-LPDI-Injektors von Liebherr sind denen von Dieselinjektoren für schwere Nutzfahrzeugmotoren sehr ähnlich, teilt der Hersteller mit. Insbesondere der kritische maximale Außendurchmesser liegt demzufolge im gleichen Bereich wie bei Dieselinjektoren.
In der aktuellen Musterphase könne der Injektor mittels eines Einschraubeinsatzes mit verschiedenen Wasserstoffanschlüssen ausgerüstet werden. Das Öffnen und Schließen des Injektors erfolgt über eine Nadel, die direkt durch den Magneten betätigt wird. Wie bereits erwähnt, ist die Dichtheit des Injektors gegenüber Wasserstoff eine der größten Herausforderung bei der Entwicklung von H2-Komponenten. Tests auf einem Vakuum-Leckage-Prüfstand zeigen laut Hersteller sehr gute Ergebnisse für das aktuelle Injektor-Konzept von Liebherr.
Die Wasserstoff-Direkteinblasung ist besonders für Anwendungen, mit hohen Anforderungen an Dynamik und Leistungsdichte in Kombination mit begrenzten Bauraumabmessungen geeignet, erklärt der Hersteller.
Erste Tests haben demnach gezeigt, dass Wasserstoff-DI ein machbares Konzept ist, welches Liebherr in Deggendorf weiterverfolgen wird. Parallel dazu arbeite Liebherr an PFI-Injektoren. Die Systemansätze zur Saugrohr- und Direkteinblasung beruhen auf einer gemeinsamen, skalierbaren Injektor-Plattform. Mit diesem umfangreichen Produktportfolio wolle Liebherr den unterschiedlichsten Motoranforderungen gerecht werden und ein breites Einsatzspektrum für Medium- und Heavy-Duty-Motoren sowie Großmotoren ermöglichen.
Im Rahmen der bauma ist Liebherr auf dem Freigelände zu finden – Stand FM.812.
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