TITELTHEMA INDUSTRIE- UND NUT ZFAHRZEUGMOTOREN

DIE NEUE GENERATION DER MTU-BAUREIHE 2000 MTU hat die Baureihe 2000 für die Emissionsstufe US-EPA Tier 4 für Off-Highway-Dieselmotoren im Leistungsbereich über 560 kW weiterentwickelt. Das Ergebnis sind Zwölf- und 16-Zylindermotoren, die die Emissionsrichtlinie ausschließlich mit Abgasrückführung und ohne Maßnahmen zur Abgasnachbehandlung erfüllen. Im Testeinsatz in einem remotorisierten Muldenkipper verbrauchen sie zudem rund 25 % weniger Kraftstoff als die Originalmotoren.

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AUTOREN

DIPL.-ING. WERNER KASPER ist Teamleiter Thermodynamik bei der MTU Friedrichshafen GmbH in Friedrichshafen.

DIPL.-ING. (FH) UND MSC ALEXANDER RICHTER ist verantwortlich für die Applikation Baureihe 2000 Construction and Industrial/Mining bei der MTU Friedrichshafen GmbH in Friedrichshafen.

DIPL.-ING. (FH) HEIKO WINGART ist Teamleiter Konstruktion Baureihe 2000 Construction and Industrial bei der MTU Friedrichshafen GmbH in Friedrichshafen.

EMISSIONSGRENZWERTE ERFORDERN WEITERENTWICKLUNG

Seit 1997 bewähren sich die MTU-Motoren der Baureihe 2000 im weltweiten Einsatz für die Off-Highway-Anwendungen „Construction and Industrial“ (C&I) und „Oil and Gas“ (O&G) [1, 2]. Das Einsatzspektrum reicht von mobilen Anwendungen wie Muldenkippern, Baggern, Großbohrgeräten oder Hafenkränen bis hin zu stationären Anwendungen wie Pumpenantrieben für die Öl- und Gasindustrie. Dabei werden die Motoren mit extremen Bedingungen in allen Klimazonen der Erde konfrontiert. Die Verschärfung der Emissionsgrenzwerte der Stufen US-EPA Tier 4 interim (Tier 4i) und Tier 4 final (Tier 4f) ab 2015 für Off-Highway-Dieselmotoren im Leistungsbereich über 560 kW war treibende Kraft für die grundlegende Weiterentwicklung der Baureihe 2000. Diese deckt mit zwölf (12V) und 16 Zylindern (16V) bei einem Einzel-Zylinderhubvolumen von 2,23 dm³ einen Leistungsbereich von 567 bis 1163 kW ab. Zur Feldbewährung der neuen Baureihe ist ein 12V seit Januar 2012 in einem 100-Tonnen-Truck in einer Platinmine in Südafrika im Einsatz. MTU führte die Applikation an diesem Fahrzeug beim Endkunden durch. Aktuell liegen positive Ergebnisse über eine Betriebszeit von 5000 h vor. MTU Friedrichshafen stellt mit der neuen Baureihe 2000 (2000-06)

ein Serienkonzept in dieser Leistungsklasse vor, das die Abgasemissionsgrenzwerte für Tier 4i ausschließlich mit innermotorischen Maßnahmen erfüllt. ENTWICKLUNGSZIELE

Basis für das konstruktive Gesamtkonzept ist das Vertriebslastenheft mit den kaufentscheidenden Kriterien: : geringer Kraftstoffverbrauch und niedrige Lebenszykluskosten (life-cycle costs, LCC) : verlängerte Wartungsintervalle, geringer Wartungsaufwand : hohe Lebensdauer von bis zu 20.000 h bis zur ersten Grundüberholung : große Leistungsdichte (massebezogen) : gutes Transientverhalten : geringe abzuführende Wärmemengen : Erfüllung der Emissionsgrenzwerte ohne zusätzlichen Betriebsstoff. Die Erfüllung der Emissionsgrenzwerte als Marktzugangsvoraussetzung ist zwingend. Besonders stark zu gewichten sind die ökonomischen Gesichtspunkte LCC und Zuverlässigkeit. Das breite Einsatzgebiet erfordert ein modulares Konzept, um mit nur einem Baumuster über Optionsbauteile allen Applikationsanforderungen zu entsprechen. Die Emissionsstufe EPA Tier 4i begrenzt, innerhalb des gewichteten ISO-C1-Punkte-Zyklus, ❶, Stickoxide (NOx) auf 3,5 g/kWh, Kohlenwasserstoffe auf 0,4 g/kWh sowie Partikel auf 0,1 g/kWh.

❶ C1-Zyklus und NTE-Bereich exemplarisch für Leistungen oberhalb 560 kW in der Off-Highway-Anwendung

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dingungen mit Höhen über 2500 m und Temperaturen bis 55 °C, verlangt nach Konzepten, die ein hohes Maß an Robustheit und Zuverlässigkeit bieten. Ein für viele Anwendungen universell einsetzbarer Motor erfordert ein breites Motorkennfeld, gekennzeichnet dadurch, dass das maximale Drehmoment und die Nennleistung über einen weiten Drehzahlbereich verfügbar sind. Um die Motoren auch in den wichtigsten Märkten ohne Emissionsregulierung einsetzen zu können, ist eine Schwefelverträglichkeit von bis zu 500 ppm erforderlich. Grund ist die nicht weltweit gewährleistete Versorgung mit schwefelarmen Kraftstoffen, ❹. ❷ Transient Smoke Cycle (TSC) für Off-Highway-Anwendungen mit einer Leistung oberhalb 560 kW

VERBRENNUNGSKONZEPT, SCHLÜSSELTECHNIKEN

Der sogenannte Not-to-exceed-Bereich (NTE) wird aus verschiedenen Leistungsdaten und Drehzahlen des Motors sowie aus der Lage des Betriebspunkts mit dem geringsten Kraftstoffverbrauch berechnet. Bezüglich der Ansauglufttemperatur und der Einsatzhöhe sind die Emissionsgrenzwerte bis zu einer Temperatur von 38 °C und einer Höhe von 1680 m einzuhalten. Das Emissionsverhalten im dynamischen Betrieb wird durch den sogenannten Transient Smoke Cycle (TSC) nach ❷ reglementiert, bei dem die mittlere Opazität während der Beschleunigungsphasen 20 % und während der Drückung 15 % nicht überschreiten darf. Ein Maximalwert von

50 % darf nicht übertroffen werden. Die Grenzwerte sind über eine von der EPA definierte Lebensdauer („useful life“) von 8000 h einzuhalten. Von besonderem Interesse für den Betreiber sind die LCC, die nach ❸ mit 87 % maßgeblich durch die Kraftstoffkosten geprägt werden. Die Entwicklung der Komponenten und die Abstimmung der Kennfelder wurden hierauf optimiert. Der Motoranschaffungspreis schlägt dagegen nur mit 4 % der Gesamtkosten zu Buche. Die ausschließlich kommerzielle Nutzung der Motoren, verbunden mit einer großen Anzahl an Betriebsstunden pro Jahr, zum Teil unter extremen Randbe-

Als Maßnahme zur Einhaltung der NOxEmissionen entschied sich MTU für eine gekühlte Abgasrückführung (AGR). Damit verfolgt MTU das Ziel, sogar für die Stufe Tier 4f auf SCR-Technologie (selektive katalytische Reduktion) oder andere Abgasnachbehandlungskonzepte komplett zu verzichten. Die Verbrennungsentwicklung am Einzylindermotor ergab, dass zur Einhaltung der Emissionsforderungen eine Abgasrückführrate von bis zu 30 % erforderlich ist. Mit dem Spenderzylinderkonzept von MTU, ❺, gelingt dies, ohne die Nachteile konventioneller AGR-Konzepte in Kauf nehmen zu müssen. Um bei der großen erforderlichen AGR-Rate bei gegebener spezifischer Leistung das Verbrennungsluftverhältnis konstant zu halten, muss die Dichte der Zylinderladung entsprechend erhöht werden. Um dies über einen breiten Motorkennfeldbereich und bei der geforderten NTE-Einsatzhöhe darstellen zu können, fiel die Wahl auf eine zweistufige geregelte Abgasturboaufladung. Die negative Wirkung der AGR auf die Partikelemission und den Kraftstoffverbrauch wird durch die positiven Eigenschaften des Common-Rail-Systems (CR) im Zusammenspiel mit einem optimierten Brennraum kompensiert. Hierfür wird ein Großserien-CR-System mit 220 MPa Einspritzdruck eingesetzt. GEKÜHLTE ABGASRÜCKFÜHRUNG, SPENDERZYLINDERKONZEPT

❸ Lebenszykluskosten für Muldenkipper

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Moderne Turbolader zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade aus. Zur Darstellung des gewünschten Ladedrucks wird

Wie liest man die Zukunft eines Motors?

❹ Schwefelanteil im Dieselkraftstoff

ein relativ niedriger Abgasdruck vor der Turbine benötigt, was in weiten Motorkennfeldbereichen zu einem positiven Spülgefälle führt. Dieses niedrige Druckniveau in der Abgasleitung hat eine geringe Ausschubarbeit der Zylinder zur Folge und resultiert in einem niedrigen Kraftstoffverbrauch. Das für die Abgasrückführung erforderliche Druckgefälle zwischen Abgas- und Ladeluftleitung wird durch das Spenderzylinderkonzept realisiert [3, 4]. Grundidee ist die Aufteilung der Zylinder in solche, die der AGR bis zu 100 % ihres Abgasvolumenstroms bereitstellen, und andere, deren Abgas ausschließlich den Abgasturbinen zugeführt wird. Die Positionierung der Spenderzylinderklappe (1 in ⑤) bestimmt die Anzahl der Spenderzylinder – der Zwölfzylinder hat vier, der 16V fünf Spenderzylinder. Mit dieser Anordnung

ist die AGR-Rate von circa 30 % stabil darstellbar. Um bei Schwachlast eine Versottung des AGR-Wärmetauschers zu vermeiden oder den Motor beziehungsweise die Kühlanlage bei extremen Einsatzbedingungen (sehr hohe Umgebungstemperaturen, Höheneinsätze) zu entlasten, wird über das Regelventil (2 in ⑤) die AGR sukzessive abgeschaltet. Die zur Einhaltung der Emissionen erforderlichen AGR-Raten liegen innerhalb des NTE-Bereichs zwischen 10 und 30 %. Von der Entnahmestelle des Abgases nach den Spenderzylindern bis zur AGR-Einspeisung in die Ladeluftleitung erfährt das rückgeführte Abgas einen Druckverlust von bis zu 900 hPa. Bei einer herkömmlichen Hochdruck-AGR müsste der Gegendruck in der Abgasleitung für alle Zylinder entsprechend hoch aufgestaut werden.

❺ Aufladeschema des MTU-Motors 12V 2000-06 mit zweistufiger geregelter Aufladung und Spenderzylinder-AGR (HD-LLK = Hochdruck-Ladeluftkühler, ND-LLK = NiederdruckLadeluftkühler, AGR-WT = Abgasrückführung-Wärmetauscher, AGR-Klappe = Abgasrückführungsklappe, SPZ-Klappe = Spenderzylinderklappe) 12I2013

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Dagegen herrscht beim Spenderzylinderkonzept über den relevanten Bereich des Motorkennfelds ein positives Spülgefälle, bei dem der Ladedruck höher ist als der Druck in der Abgasleitung. Lediglich für die Spenderzylinder stellt sich im AGRBetrieb ein negatives Spülgefälle ein. Die mittlere Ausschubarbeit und damit der Kraftstoffverbrauch sind deshalb geringer als bei Hochdruck-AGR mit Androsselung aller Zylinder, ❻. Für ein gutes Emissionsverhalten des Motors ist es von entscheidender Bedeutung, dass alle Zylinder gleiche Randbedingungen für die Verbrennung vorfinden. Dies erfordert eine möglichst gleichmäßige

AGR-Verteilung. Die beste Variante zur Homogenisierung der AGR ist eine lange Mischstrecke für die Ladeluft und das rückgeführte Abgas, wie umfangreiche Strömungssimulationen ergaben. Die günstige AGR-Verteilung konnte im Versuch bestätigt werden. ZWEISTUFIGE GEREGELTE ABGASTURBOAUFLADUNG

MTU verfügt über eine lange Tradition bei der Entwicklung und Fertigung von Abgasturboladern (ATL) [5]. Das gewählte Aufladekonzept sieht aus Bauraumgründen vor, die ATL mit

❻ Verbrauchskennfeld und Spüldruckgefälle des Motors 12V 2000

❼ Niederdruckverdichter ZR 125 mit großem Schluckvermögen für den 16V-Motor

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der Turbine direkt auf der Abgasleitung abzustützen. Hierfür dürfen die ATL eine Masse von jeweils etwa 50 kg nicht überschreiten. Für den Luftdurchsatz des 16V-Motors wurde die MTU-ATL-Baureihe ZR 125 um einen Niederdruck-ATL (ND) mit großer Schluckfähigkeit erweitert. Bei vergleichbarem Durchsatz, ❼, ist der neue ATL deutlich kleiner und leichter als das Konkurrenzprodukt. Erreicht wurde dieses große Schluckvermögen des Verdichters durch eine neue Schaufelgeometrie mit zurückgesetzten Splitterschaufeln. Aufgrund des geringeren Druckverhältnisses pro Stufe bei der zweistufigen Aufladung wurde die Druckziffer des Verdichters gegenüber einem Verdichter für einstufige Aufladung abgesenkt und die maximale Umfangsgeschwindigkeit auf 560 m/s begrenzt. Die Ausführung der zweistufigen Aufladung mit drei etwa gleich großen Turboladern (zweimal ND- und einmal Hochdruck-Stufe (HD)) erwies sich in den Versuchen zur Kennfeldabstimmung und in der Außenerprobung auch für das transiente Verhalten als optimal. Bei der Positionierung der Aufladegruppe waren die anwendungsspezifisch wählbare Luftansaugrichtung und die Anordnung der beiden Ladeluftkühler konzeptbestimmend. Die ND-ATL können um 180° gedreht werden, sodass die Zuführung der Ansaugluft sowohl von der Hauptkraftseite (HKS) als auch der Gegenkraftseite (GKS) möglich ist. Für die Befestigung der ATL wurde ein Trägergehäuse entwickelt, das sowohl die Abgasführung zu und von den ATL übernimmt als auch das Bypass-Ventil für die Ladedruckregelung trägt. Die zweistufige geregelte Aufladung bietet ein sehr hohes Ladedruckpotenzial, das einen Motoreinsatz ohne Leistungsreduktion auch in großen Einsatzhöhen unter Einhaltung der Emissionsgrenzwerte im NTE-Bereich zulässt. Zum Motorschutz wird ab einer Höhe von 2000 m die AGR-Rate sukzessive abgesenkt, ab 3000 m vollständig abgeschaltet. Aus thermodynamischer Sicht ist ein Motorbetrieb ohne Leistungsreduktion bis 4000 m möglich. Bei Einsatzhöhen, die darüber hinaus gehen, ist wegen der zulässigen ATL-Drehzahl eine Begrenzung der Einspritzmenge erforderlich. Ein geregelter Bypass um die Hochdruckturbine ermöglicht die Verklei-

Marine and Offshore

nerung des effektiven Turbinenquerschnitts, sodass dieser nicht für den gesamten Abgasmassenstrom ausgelegt werden muss. Bei Beschleunigungsvorgängen wird der Bypass geschlossen und die kleine HD-Turbine sichert, trotz des geringen Abgasangebots, einen schnellen Ladedruckaufbau. Die Turbinenquerschnitte beider Stufen sind für den Abgasmassenstrom im Stationärbetrieb optimiert, der durch die AGR-Rate vermindert wird. Bei transienten Beschleunigungsvorgängen wird die AGR-Rate reduziert und den Turbinen so mehr Abgasenthalpie zur Verfügung gestellt. Die verhältnismäßig kleinen Turbinenquerschnitte stellen einen schnellen Ladedruckaufbau sicher. Trotz des konstruktiven Mehraufwands fiel die Entscheidung zugunsten einer Zwischenkühlung, da hierdurch Verdichtungsarbeit in der HD-Verdichterstufe eingespart werden kann. Dies führt zu einem verbesserten ATL-Gesamtwirkungsgrad und damit zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. Gleichzeitig wird durch die Zwischenkühlung die Verdichtungsendtemperatur der HDStufe abgesenkt, sodass das HD-Verdichterlaufrad aus einer Aluminiumlegierung statt aus Titan hergestellt werden kann. Dies wirkt sich günstig auf das Massenträgheitsmoment aus, gewährleistet ein gutes Beschleunigungsverhalten des HD-Laders und senkt die Herstellkosten. Durch die Zwischenkühlung bleibt auch die Oberflächentemperatur der Ladeluftleitung unter dem für O&G-Anwendungen wichtigen Sicherheitsbereich von 200 °C. BRENNVERFAHREN

Durch die Einführung der AGR steigen die Anforderungen an das Brennverfahren bezüglich Partikelemissionen. Zur Darstellung eines robusten Brennverfahrens gegenüber variablen Randbedingungen wurden umfangreiche Einzylinderversuche durchgeführt. Das Brennverfahren ist durch einen Einspritzdruck von maximal 220 MPa, einen mittleren integralen Drall nach FEV von etwa 1,15 und einen Kolben mit Stufenmulde gekennzeichnet. Damit werden die Emissionsziele auch ohne Nacheinspritzung und ohne Dieselpartikelfilter (DPF) erreicht. Für das Einspritzsystem wurden bewährte Zulieferkomponenten aus der 12I2013

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Großserie gewählt. Aufgrund der großen Zylinderzahl und Motorleistung verfügt jede Zylinderreihe über ein eigenes System, bestehend aus rädergetriebener Hochdruckpumpe mit integrierter Förderpumpe, Rail und leckagefreien Injektoren. Wie bei gestuften Kolbenmulden üblich, wird der Einspritzstrahl zur Verbesserung der Lufterfassung an der Kante des Hauptbrennraums in zwei Bereiche zerteilt. Der geometrischen Gestaltung der Mulde wurde besondere Aufmerksamkeit gewidmet. KONSTRUKTIVES KONZEPT

Hauptmaße wie Hub, Bohrung und Zylindersprung wurden von der bestehenden Baureihe 2000 CR übernommen, ❽. Ebenfalls unverändert blieben die Anordnung der Ladeluftkühler im MotorV sowie Ventiltrieb und Zylinderlaufbuchsen. Da das Verdichtungsverhältnis für gute Kaltstarteigenschaften auf 16,5 festgelegt wurde, ergibt sich aufgrund der hohen Ladedrücke ein maximaler Verbrennungsdruck von 22 MPa. Hierfür wurden die Lagerdurchmesser vergrößert, und es wurde auf eine Lagertechnik mit höherer Dauerfestigkeit zurückgegriffen. Die Robustheit der Zylindereinheit wird mit Stahlkolben, verstärktem Pleuel, strukturversteiftem Zylinderkopf und optimierter Zylinderkopfverschraubung er reicht. Das Kurbelgehäuse wurde strukturmechanisch überarbeitet, ohne

❽ Steckbrief des Motors der Baureihe 2000-06

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das Gewicht zu erhöhen. Bei gekühlter AGR entsteht bei Unterschreitung des Taupunkts schweflige Säure. Zum Schutz vor Korrosion wurden die betroffenen Abgasbauteile in Edelstahl ausgeführt und die Aluminiumladeluftrohre beschichtet. Das Kühlsystem besteht aus einem Hochtemperaturkreislauf (HT) für den Motor mit Schmieröl- und AGR-Kühler und einem Niedertemperaturkreislauf (NT) für die Ladeluftkühlung. Mit dem Ziel einer anlagenseitig möglichst kleinen Gesamtkühlanlage wurde der AGR-Kühler in den Hochtemperaturkreislauf eingebunden und die zulässige Austrittstemperatur auf 105 °C angehoben. ND- und HD-Ladeluftkühler sind Luft-WasserWärmetauscher und übereinander im V-Raum des Kurbelgehäuses angeordnet. Diese Kühlungsart hat Vorteile für das transiente Verhalten aufgrund des geringen Volumens der Ladeluftsäule. Darüber hinaus entfällt die Reinluftseite als Applikationsumfang beim Kunden. Zudem kann die Luft für Einsätze bei extremen klimatischen Bedingungen über das Kühlmittel vorgewärmt werden. Zur Darstellung niedriger Ladelufttemperaturen sind beide Wärmetauscher kühlmittelseitig parallel geschaltet. Um höchste Ansprüche an Robustheit gegenüber korrosiven Beanspruchungen bei nicht vorschriftsgemäßer Kühlmittelaufbereitung zu erfüllen, sind die wasserführenden Bauteile aluminiumfrei ausgeführt.

APPLIK ATION FÜR MULDENKIPPER UND AUSSENERPROBUNGSTRÄGER

Muldenkipper befahren in Steinbrüchen oder im Tagebau sehr häufig vollbeladen lange Steigungen. Der Luftwiderstand spielt bei der geringen Höchstgeschwindigkeit von etwa 50 km/h eine untergeordnete Rolle. Das Verhältnis von Fahrzeuggesamtmasse zu Leistung beträgt traditionell etwa 190 bis 200 kg/kW. Wegen des Ziels der Nutzmassenmaximierung bei begrenzter Tragkraft der Reifen scheiden leistungsstärkere, schwerere Motoren aus. Verglichen mit Pkw (Mittelklasse-Pkw: 20 bis 25 kg/kW) oder Lkw (etwa 80 bis 100 kg/kW) liegen deshalb keine Leistungsreserven vor, das heißt die Nennleistung muss ohne Zugkraftlücken am Rad verfügbar sein. Die Nennleistung von Pkw ist für die Erzielung großer Geschwindigkeiten in der Ebene bemessen, mit dem Luftwiderstand als dominierendem Fahrwiderstand. Zugkraftlücken werden mittels progressiver Gangstufung in Geschwindigkeitsbereiche geringen Luftwiderstands gelegt, wo in der Regel auch an Steigungen eine große Leistungsreserve vorliegt. Getriebe von On-Highway-Lkw haben eine große Ganganzahl mit geometrischer Stufung, wodurch keine oder sehr kleine Zugkraftlücken entstehen. Für Muldenkipper des Leistungsbereichs bis 970 kW stehen ausschließlich Automatikgetriebe eines Zulieferers mit sechs Gängen und entsprechend großen Gangsprüngen zur Verfügung. Um zu vermeiden, dass das Fahrzeug bei Zugkraftlücken in einen kleineren Gang gezwungen wird, muss bei herkömmlichen Motoren in den Wandlerbetrieb gewechselt werden. Der Motorbetriebspunkt liegt dann nahe der Nenndrehzahl. Motor und Wandler werden also fern ihres jeweiligen Bestpunkts betrieben, was zu einem ungünstigen Kraftstoffverbrauch führt. Das kann mit der Darstellung einer idealen Zugkrafthyperbel vermieden werden. Die zweistufige Aufladung bietet dafür das entsprechende Potenzial und unter Beachtung des zulässigen Getriebeeingangsmoments konnte ein Gleichleistungsbereich von 1600 bis 2100/min umgesetzt werden, ⑥ und ❾. Die Wandlerkupplung wird lediglich kurzzeitig zur Dämpfung der Stöße beim Schalten geöffnet, ❿. Als Versuchsträger für die Außenerprobung wurde von MTU ein Muldenkipper

des Typs Terex TR100 remotorisiert. In ausgiebigen Fahrversuchen wurde die Getriebesteuerung zur Erschließung des hervorragenden Leistungspotenzials des Motors optimiert. Innerhalb von eineinhalb Jahren Dauererprobung im harten Alltag einer südafrikanischen Chromund Platinmine sind bereits annährend 5000 Betriebsstunden mit sehr guter Zuverlässigkeit und ausgezeichneter Kraftstoffeffizienz absolviert. Verglichen mit der übrigen Flotte identischer Muldenkipper mit dem mechanisch geregelten, nicht emissionszertifizierten Originalmotor, der bei 38 dm³ Hubvolumen die gleiche Nennleistung und -drehzahl aufweist, stellte der Betreiber über die gesamte Betriebsdauer einen um circa 25 % geringeren Kraftstoffverbrauch fest. Dieser konnte in einem direkten Vergleichstest bestätigt werden. Im Testbetrieb kommt Kraftstoff mit 500 ppm Schwefelanteil zum Einsatz. Die Bauteile mit Exposition zu schwefliger Säure, wie AGR-Kühler, Ladeluftrohre, Lambdasonde und NOx-Sensor, sind unauffällig. ZUSAMMENFASSUNG

Auf Basis des bewährten Grundmotors der BR 2000 CR ist durch konsequente Weiterentwicklung eine neue Baureihe für die Off-Highway-Anwendungen C&I und O&G entstanden. Als Schlüsseltechnik zur Einhaltung der EPA-Tier-4i-Emissionsgrenzwerte wurde die gekühlte Hochdruck-AGR mit dem Spenderzylinderkonzept gewählt.

❾ Zugkraftdiagramm eines beladenen Muldenkippers mit dem MTU-Motor 12V 2000 783 kW, Gesamtmasse 160 t

Auf eine Abgasnachbehandlung wird komplett verzichtet. Die Anwendung der zweistufigen geregelten Aufladung mit Zwischenkühlung, der angehobene Verbrennungshöchstdruck und das optimierte Brennverfahren ermöglichen sehr gute Kraftstoffverbräuche im gesamten Motorkennfeld und ein hervorragendes transientes Verhalten. Die Bestätigung erfolgte in der Außenerprobung in einem 100-t-Muldenkipper über 5000 Betriebsstunden. Die Entwicklung des neuen Niederdruck-ATL ZR 125 ermöglicht eine bau-

raumoptimierte Anordnung der Aufladegruppe und führt zu einer kompakten Bauweise. Der neue Tier-4i-Motor als Stufe zur Tier-4f-Entwicklung weist schon alle zukünftigen applikationsseitigen Schnittstellen auf. Die Tier-4fOptimierung der angewandten Techniken hat das Ziel, bei gleicher abzuführender Wärmemenge den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. LITERATURHINWEISE [1] Baumann, H.; Haug, F.: Die neuen Motorbaureihen 2000 und 4000 von MTU und DDC. In: MTZ Sonderausgabe, 1997, S. 14-23 [2] Baumann, H.; Baumgarten, C.; Koliwer, M.; Gauss, W.; Schmitz, J.; Wingart, H.: Baureihe 2000 – Kompakte Motoren bis 2000 kW. In: MTZextra, Sonderausgabe 100 Jahre MTU, 2009, S. 44-49 [3] Mattes, P.; Remmels, W.; Sudmanns, H.: Untersuchungen zur Abgasrückführung am Hochleistungsdieselmotor. In: MTZ 60 (1999), Nr. 4, S. 234-243 [4] Sudmanns, H.; Bächle, B.; Schmidt, R.-M.: Vorrichtung zur Schadstoffminderung beim Betrieb mehrzylinderiger Brennkraftmaschinen. Deutsche Patentschrift DE 43 31 509 [5] Kasper, W.; Wingart, H.: MTU-Baureihe 2000-06 – Die nächste Generation von Dieselmotoren für Off-Highway-Anwendungen in der Emissionsstufe EPA-Tier 4i. 32. Internationales Wiener Motorensymposium, 2011

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❿ Beschleunigungsvorgang des beladenen Muldenkippers mit dem MTU-Motor 12V 2000 783 kW und dem Originalmotor im Vergleich

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