Unimog trifft Raupe Erfolgreiches Entwicklungsprojekt für Wasserstoff-Verbrennungsmotoren

Franziska Cusumano, Head of Mercedes-Benz Special Trucks: „Die Veranstaltung mit und bei unserem Partner Mörtlbauer hat einmal mehr gezeigt, dass beide Fahrzeuge nach der nur dreijährigen Projektlaufzeit auf einem Entwicklungsstand sind, mit dem wir mehr als zufrieden sein können. Nach zahlreichen Testeinsätzen, Abgasmessungen und technischen Feinjustierungen sind wir überzeugt, dass die Wasserstoff-Verbrennung für Arbeitsmaschinen mit hohem Leistungsbedarf zum Fahren und für den Antrieb der Nebenabtriebe sinnvoll, praktikabel und sehr emissionsarm ist.“

Armin Mörtlbauer, Geschäftsführer Mörtlbauer Baumaschinen Vertrieb: „Dass unsere Raupe und der Unimog von Mercedes-Benz Special Trucks problemlos mit gasförmigem Wasserstoff betankt werden können und auch im Geräteeinsatz zuverlässig arbeiten, ist das Ergebnis der hervorragenden partnerschaftlichen Arbeit im Forschungsverbund. Wir haben die Technologie erforscht und verstanden. Erfahrungswerte und Daten liegen uns vor. Um sie in einer Serie anzuwenden, müssen wir den Weg jedoch noch weiter gehen. Wenn Politik und Gesellschaft die Weichen in Richtung Wasserstoff-Verbrennungsmotor stellen, stehen wir in den Startlöchern.“

Dauerhafte hohe Leistung benötigt

Auf dem Werksgelände von Mörtlbauer hat der speziell umgerüstete Unimog Geräteträger U 430 die Raupe auf einem Tieflader zur Veranstaltung transportiert. Nach einer kurzen Fahrt auf eigener Kette haben die Entwickler anhand der Raupe das Tanken an einer mobilen Wasserstoff-Tankstelle gezeigt. Der Unimog hat mit der angeschlossenen Frontanbaukehrmaschine der Firma Schmidt den Geräteeinsatz demonstriert.

Bei Fahrzeugen, die für solche Arbeitseinsätze gedacht sind, ist die Herausforderung, dass während der Fahrt über einen Nebenabtrieb auch das jeweilige Gerät betrieben werden kann. Dazu braucht es in der Regel eine dauerhaft hohe Leistung.

Das WaVe-Projektteam hat anhand der beiden Fahrzeug-Prototypen beispielhaft gezeigt, dass insbesondere für solche Anwendungen der Wasserstoff-Verbrennungsmotor geeignet ist. Das Antriebskonzept der Wasserstoffverbrennung ermöglicht ein schadstoffarmes Fahren und Arbeiten bei gleichzeitig konstant hoher Motorleistung.

Unter der Haube der Prototypenfahrzeuge

In Unimog und Raupe ist ein Medium-Duty Motor verbaut, den die Experten für den Antrieb mit Wasserstoff speziell umgerüstet haben. Dafür wurden beispielsweise angepasste Kolben, ein wasserstofffähiges Eingassystem und eine optimierte Zündanlage verwendet. Bei der Wasserstoffverbrennung im Motorraum von Unimog und Raupe entsteht Wasser, das als heißer Wasserdampf über den Auspuff entlassen wird.

Beim Unimog fassen die 4 TÜV-geprüften 700-Bar-Hochdrucktanks insgesamt etwa 13 kg gasförmigen Wasserstoff. Der Motor leistet etwa 290 PS / 1000 Nm und ist damit in den Leistungs- und Drehmomentdaten vergleichbar mit einer 300 PS Dieselvariante. Der Prototyp wurde bereits mit mehreren unterschiedlichen Anbaugeräten betrieben, um Erkenntnisse aus der realen Einsatzpraxis direkt in die Entwicklung einfließen lassen zu können.

Die Muldenkipper-Raupe kommt mit ihrem Wasserstoff-Verbrennungsmotor auf ähnliche Werte: Die Motorleistung ist fast identisch, der Tank fasst 14,5 kg Wasserstoff bei 700 Bar. Der Muldeninhalt der Raupe liegt bei 16 m³, die Nutzlast bei 30 t. Mit Planierschild und um 360° drehbarem Oberwagen ist sie für den Transport von losen Schüttgütern flexibel einsetzbar.

Das Entwicklungsprojekt „WaVe“

Die Entwicklung des Versuchsfahrzeugs mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor findet im Rahmen des öffentlich geförderten Projekts „WaVe“ statt. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Vorhaben wurde von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft gemeinschaftlich umgesetzt und begann im Juli 2021.

Nach einem Jahr der Planung und Vorbereitungen startete Mitte 2022 die Entwicklungsarbeit an den Prototypen. Ziel des WaVe-Projekts war es, ein wasserstoffbasiertes Antriebssystem für Arbeitsmaschinen zu entwickeln und damit den konventionellen Dieselmotor zu ersetzen.

Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen mit Wasserstoff-Technologie sehr ähnlich zum heutigen Dieselmotor eingesetzt werden können und nur geringfügige Anpassungen der Antriebsstrangkomponenten erforderlich sind.