MAN Engines präsentiert in Halle 15 auf der Agritechnica den neuen Motor H4576. Dieser neue Wasserstoffverbrennungsmotor basiert auf der bewährten Motorenbasis des Dieselmotors D3876.

Mit einer Leistung von 500 PS (368 kW) und einem Hubraum von 16,8 Litern eröffnet der MAN H4576 vielfältige Möglichkeiten bei der Dekarbonisierung von Maschinen auf dem Feld und fernab der Straße, so die Firma. "Wasserstoffverbrennungsmotoren sind ein vielversprechender Ansatz, um die Dekarbonisierung von Offroad-Antrieben zu beschleunigen. Sobald der Markt bereit ist, bietet MAN Engines maßgeschneiderte Lösungen", betont Mikael Lindner, Head of MAN Engines.

80 % der Technik aus dem vorhandenen Praxismodell D3876

Die Grundlage für den MAN H4576 bildet der etablierte Dieselmotor MAN D3876. Dieser teilt etwa 80 % seiner Basisbauteile wie Kurbelgehäuse, Kurbelwelle, Pleuel sowie Kühl- und Ölkreislauf inklusive Pumpen, Ölwanne und Filter mit dem neuen Wasserstoffmotor. Nahezu identische Abmessungen der beiden Verbrennungsmotoren erleichtern Maschinenherstellern die Integration in bestehende Fahrzeugkonzepte.

Eine wichtige Veränderung ist dagegen die Erhöhung der Bohrung von 138 mm auf 145 mm, während der Hub mit 176 mm unverändert bleibt. Diese Modifikation zu einem größeren Hubraum von 16,8 Litern im Vergleich zu den 15,3 Litern des MAN D3876 Dieselmotors ist notwendig im Hinblick auf die geringere Leistungsdichte von Wasserstoffmotoren, um die Zielleistung zu erreichen. Wesentliche Modifikationen wurden an den Komponenten zur Wasserstoffversorgung und -verbrennung, der Motorsteuerung sowie der Abgasregulierung vorgenommen.

Präzise Wasserstoffdosierung

Die Wasserstoffversorgung beim MAN H4576 umfasst das System aus neuen Niederdruckleitungen und einem Rail, die den Injektor mit dem benötigten Wasserstoff (chemisch: H2) versorgen. Über eine präzise Druckregelung wird der Wasserstoffbedarf dosiert, um eine effiziente Verbrennung zu gewährleisten und den Motor optimal mit dem Brennstoff zu versorgen.

Der Wasserstoffinjektor dient der Niederdruckdirekteinblasung mit einem Einspritzdruck bis zu 40 bar. Er ist direkt im Brennraum angebracht, um eine höhere Leistung und ein besseres Ansprechverhalten des Motors zu erzielen. Das speziell abgestimmte Zündsystem berücksichtigt diese Eigenschaften und ermöglicht eine zuverlässige und kontrollierte Fremdzündung des Wasserstoffgemischs.

Das speziell ausgelegte Motorsteuergerät kontrolliert dabei unter anderem die Zufuhr von Wasserstoff und Luft, regelt die Einspritzung und Zündung und passt die Motorparameter kontinuierlich an, um eine sichere und effiziente Verbrennung zu ermöglichen.

Im Vergleich zum Dieselmotor werden beim Wasserstoffverbrennungsmotor neue Kolben und Laufbuchsen benötigt, da der Kolbendurchmesser auf 145 mm vergrößert wurde. Mit dem sich daraus ergebenden höheren Hubraum wird mit 500 PS (368 kW) eine ähnliche Performance wie die des Dieselmotors MAN D2676 mit 12,4 Litern Hubraum erzielt. Der neue Turbolader sorgt für eine optimale Dynamik und hilft den Verbrauch zu reduzieren.

Abgasnachbehandlungssystem fängt Stickoxide

Die einzigen relevanten Emissionen, die als potenzielle Nebenprodukte der H2-Verbrennung auftreten und in nennenswertem Umfang in das Abgas gelangen könnten, sind Stickoxide (NOx). Um diese nahezu Null zu reduzieren, setzt MAN Engines auf einen fortschrittlichen Verbrennungsprozess und ein etabliertes Abgasnachbehandlungssystem. Durch die Kombination Wasserstoffverbrennungsmotor und Abgasnachbehandlung werden die Emissionsnormen EU Stufe V bzw. Zero Emission Vehicle (ZEV) erfüllt.

Schnell auf dem Markt falls gewünscht

Der MAN H4576 Wasserstoffverbrennungsmotor kann laut Hersteller dank seiner bereits vorhandenen Technologie schnell auf den Markt gebracht werden.

Vorreiter für emissionsfreie Antriebe von Offroad-Fahrzeugen ist in der Zusammenarbeit mit MAN Engines die Firma Kässbohrer Geländefahrzeuge. Ihr 2023 neu präsentiertes Fahrzeug PistenBully 800 berücksichtigt heute schon im Design, dass ein zukünftiger Wasserstoffverbrennungsmotor – der MAN H4576 – Platz findet und entsprechende Schnittstellen zur Verfügung stehen.

Der MAN H4576 Motor zeigt aber auch, dass Wasserstoff nicht ausschließlich als einziger Brennstoff verwendet werden muss. Er kann – als Dual Fuel Motor konzipiert – in Kombination mit herkömmlichem Diesel oder alternativen Kraftstoffen wie HVO eingesetzt werden, so MAN weiter. Ein erfolgreiches Beispiel dafür sei der Zwölfzylinder-V-Motor MAN D2862, der seit Mitte 2022 als Wasserstoff-Dual-Fuel-Motor das Windfarm-Versorgungsschiff Hydrocat 48 antreibt.

Darüber hinaus entwickelt MAN Engines momentan einen stationären Wasserstoffmotor – den MAN H3268 – zur Kraft-Wärme-Kopplung in Blockheizkraftwerken.