Technologie

Die Rolls-Royce Power Systems-Gruppe ist Spezialist für Großmotoren und Antriebssysteme für Anwendungen abseits der Straße und für dezentrale Energieanlagen. Wir haben das Ziel, bevorzugter Partner für nachhaltige Lösungen bei Energie, Antrieb und Service zu sein. Wir wissen, dass wir diesem Anspruch auf Technologieführerschaft nur gerecht werden, wenn wir uns schnell genug bewegen - wirtschaftlich und technologisch.

Darum setzt Rolls-Royce Power Systems neben der Ausweitung der Produktionsstandorte sehr stark auf Forschung und Entwicklung. Seit vielen Jahrzehnten entwerfen und realisieren wir für und mit unseren Kunden technisch hochwertige Lösungen, mit denen sie vorgeschriebene Emissionsgrenzen einhalten können. Hierzu entwickeln wir u. a. emissionsarme Brennverfahren, aber auch Komponenten und Systeme für die Abgasnachbehandlung. Worum es uns dabei vor allem geht? Unseren Kunden im globalen Wettbewerb einen wirtschaftlichen Vorteil zu verschaffen.

Schlüsseltechnologien

Sie heißen Rußpartikel oder Stickoxide, Partikelfilter, SCR-Katalysator oder Abgasrückführung − Schlagworte, die die Motorenwelt beschäftigen. Standen früher vor allem die Leistung und die Wirtschaftlichkeit eines Motors im Vordergrund, so ist heute als dritte Komponente der Schadstoffausstoß entscheidend. Die Emissionsgrenzwerte sind je nach Region verschieden, aber sie haben eines gemeinsam: Sie legen den Ausstoß von Stickoxiden (NOx) und Rußpartikeln (PM) fest. Bis zum Jahr 2014 sinken diese Grenzwerte in vielen Ländern auf einen Bruchteil dessen, was zu Beginn des Jahrtausends erlaubt war.

Dieselmotoren sind die Verbrennungskraftmaschinen mit dem höchsten Wirkungsgrad, doch bei der Verbrennung entstehen Schadstoffe. Daher begann die MTU schon in den 1980er-Jahren, die Emissionen des Motors zu reduzieren. Mit dem perfekten Zusammenspiel der im eigenen Haus entwickelten und produzierten Schlüsseltechnologien Aufladung, Einspritzung, Motorelektronik und Abgasnachbehandlung.

Turboaufladung, Einspritzung und Abgasrückführung

Die Leistung eines Verbrennungsmotors lässt sich durch Turboaufladung steigern. Ein Turbolader verdichtet die Luft, so dass mehr Sauerstoff in den Brennraum strömt. So kann mehr Kraftstoff verbrennen und dementsprechend steigt die Motorleistung. Angetrieben wird der Turbolader vom Abgas, was turboaufgeladene Dieselmotoren sehr effizient macht. MTU entwickelt diese Schlüsseltechnologie für leistungsstarke Motoren im eigenen Haus.

Mit der Common-Rail-Einspritzung lässt sich die Verbrennung so optimieren, dass weniger Schadstoffe bei geringerem Kraftstoffverbrauch entstehen. Aus einem unter hohem Druck stehenden gemeinsamen Verteilerrohr (Common Rail) wird der Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt. Durch die elektronische Steuerung können Einspritzbeginn, -menge und -verlauf unabhängig von der Motordrehzahl erfolgen. Als erster Hersteller von Großdieselmotoren führte MTU 1996 bei der Baureihe 4000 serienmäßig Common-Rail-Einspritzung ein.

Der Ausstoß von Stickoxiden (NOX) lässt sich innermotorisch verringern, indem ein Teil des Abgases gekühlt und wieder der Ladeluft beigemischt wird. Hierdurch sinkt die Spitzentemperatur der Verbrennung, und es entstehen weniger Stickoxide. Diesen Vorgang nennt man Abgasrückführung (AGR), und er ist eine der wichtigsten Maßnahmen zur Senkung der Stickoxidemissionen von Dieselmotoren. MTU erprobt diese wichtige Technologie seit Jahren. Serienmäßig eingesetzt wurde sie erstmals in der Baureihe 4000 - ab Mitte 2011 bei Öl & Gas-Motoren in Hydro-Frac-Anwendungen für die Emissionsstufe EPA Tier 4 interim sowie bei Bahnmotoren für die Emissionsstufe EU IIIB, die ab 2012 in Kraft trat.

Motormanagement

Das Gehirn eines modernen Motors ist das elektronische Steuergerät. Es steuert, regelt und überwacht alle wichtigen Funktionen des Motors und der Abgasnachbehandlung. Außerdem bildet das Steuergerät die Schnittstelle zum Automationssystem des Fahrzeugs. Nur durch das optimale Zusammenspiel des gesamten Antriebs können niedrige Schadstoffemissionen, geringer Kraftstoffverbrauch und hohe Leistung über die gesamte Lebensdauer erreicht werden. MTU entwickelt und fertigt diese Schlüsseltechnologie im eigenen Haus.

Dieselpartikelfilter und SCR-Katalysator

Das Abgas eines Dieselmotors kann mit Dieselpartikelfiltern (DPF) weitgehend von Rußpartikeln (PM) gesäubert werden. Damit können sehr strenge Emissionsrichtlinien erfüllt werden. Unabhängig vom Emissionsgrenzwert kommt der Dieselpartikelfilter dem Wunsch von Betreibern entgegen, die Wert auf äußerst niedrigen Rußausstoß legen.

Mit dem Begriff "selektive katalytische Reduktion" (selective catalytic reduction, kurz: SCR) bezeichnet man eine chemische Reaktion, bei der schädliche Stickoxide (NOX) im Abgas in Wasser (H2O) und Stickstoff (N2) umgewandelt werden. In Kombination mit innermotorischen Technologien wie der Abgasrückführung (AGR) können so äußerst niedrige Stickoxidemissionen bei niedrigem Verbrauch erreicht werden.

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