Dieselmotoren Modelljahr 2024: Was Sie wissen müssen

Die lang erwarteten Treibhausgasemissionsvorschriften für schwere Nutzfahrzeuge treten bald in Kraft. Nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde EPA ist geplant, bis März dieses Jahres Regelvorschläge und bis Ende 2023 endgültige Vorschriften zu erlassen, die Schwerlast-Lkw mindestens bis zum Modelljahr 2030 abdecken.

Da die neuen Vorschriften den Ausstoß von Stickoxiden (NOx) von Dieselmotoren für schwere Nutzfahrzeuge deutlich reduzieren und strengere Treibhausgasnormen für bestimmte Nutzfahrzeuge einführen sollen, blicken die Hersteller bereits in die Zukunft.

„Bei der Erfüllung der Treibhausgasanforderungen gibt es keine Patentlösung und kein Allheilmittel“, sagte Duane Tegels, Produktmarketingmanager – Antriebsstrang / VHD, VNX, VAH bei Volvo. „Beim Übergang zu neuen, strengeren Abgasnormen verlagert sich der Fokus vom Motor auf den gesamten Antriebsstrang, wobei sowohl Drehmoment als auch Leistung auf die richtige Art und Weise und zum richtigen Zeitpunkt genutzt werden. Neben der Reduzierung unnötiger parasitärer Verluste gehört dazu auch die Abstimmung der Schaltstrategien und die Auswahl der richtigen Übersetzung, um die Effizienzziele zu erreichen.“

Chet Ciesielski, Vizepräsident des On-Highway Heavy Duty Truck Business bei Navistar, sagte, um die immer strengeren Treibhausgasemissionsanforderungen zu erfüllen, sei es wichtig, über den Motor selbst hinaus zu denken. Der Fokus des OEM lag auf einer modularen Antriebsstranglösung für den nordamerikanischen Markt, die den Motor, das Getriebe und das Nachbehandlungssystem umfasst.

„Jede Komponente dieses Antriebsstrangs wurde von Grund auf gleichzeitig entwickelt, um eine maximale Effizienz zwischen allen Systemen zu gewährleisten“, erklärte Ciesielski. „Der integrierte Designansatz ermöglicht es jeder Komponente, das zu tun, was sie am besten kann, und so Fortschritte bei der Kraftstoffeffizienz und einer Reduzierung der Emissionen zu erzielen.“

Puneet Jhawar, General Manager – Global Spark Ignited Business bei Cummins, stellte fest, dass zwar minimale Produktänderungen erforderlich sind, um die Treibhausgasvorschriften für 2024 einzuhalten, die Motoren jedoch mit jeder Änderung sauberer werden. „Indem wir an Technologien und Architekturen arbeiten, um die strengen Vorschriften zu erfüllen, können wir weiterhin die zuverlässigsten und effizientesten Produkte liefern“, sagte er.

„Jedes unserer Produktentwicklungsprogramme verbringt Jahre damit, diese Designs zu testen und zu validieren, um langfristige Treibhausgasstandards einzuhalten“, fügte Jhawar hinzu. „Die Technologie hat unsere Fähigkeit zur Modellierung und Simulation von Daten erweitert, was uns hilft, bei unseren Tests einfallsreicher zu sein.“

Der integrierte Antriebsstrang International S13 von Navistar ist mit zweistufigem SCR als primärer Technologie zur Reduzierung der NOx-Emissionen ausgestattet. Ohne AGR-Kühler am Motor strömen unter normalen Betriebsbedingungen 100 Prozent der Abgase zum Turbolader. Dies führt zu einer geringeren Ruß- und Partikelbildung (PM), was auch eine Verlängerung der DPF-Wartungsintervalle unterstützt.

Neben Hardware-Verbesserungen ist die Software im S13 Integrated Powertrain darauf ausgelegt, den Betrieb zu optimieren. Beispielsweise kommunizieren Motor und Getriebe über ein proprietäres CAN-Netzwerk, getrennt von der öffentlichen Datenverbindung J1939. Durch diesen Aufbau wird die Möglichkeit ausgeschlossen, dass andere Komponenten auf der Datenverbindung die Kommunikation unterbrechen, einschließlich solcher, die Schaltstrategien optimieren.

Die Lösung von Volvo für diese Herausforderung ist I-Torque, eine Mischung aus Antriebsstrangkomponenten, darunter der D13-Turbo-Compounding-Motor des OEM, ein 13-Gang-Getriebe und Übersetzungsverhältnisse von 2,15 bis 2,17. Um das elektronische Getriebesteuermodul beim Schalten zu unterstützen, verwendet Volvo I-SEE, das die Topographie definiert, bevor ein Lkw über Gelände bergauf oder bergab fährt.

I-See ermöglicht es dem Antriebsstrang, sich beim Sinkflug (im Reiseflug) vom Motor zu trennen, wodurch das Rollfenster des Lkw und damit seine Effizienz erhöht wird. Es schaltet außerdem proaktiv herunter, bevor es einen Hügel hinauffährt, und steuert so den Schwung des Lkw für eine schnellere und effizientere Bergauffahrt.

Bei Cummins lag der Schwerpunkt der Treibhausgasreduzierung auf der Entwicklung kraftstoffunabhängiger Plattformen. Die gemeinsame Basisarchitektur umfasst verschiedene Köpfe, um mehrere Kraftstoffarten zu unterstützen, darunter Diesel, Erdgas und Wasserstoff.

Das erste Cummins-Produkt in der geplanten Serie wird für 2024 ein 15-Liter-Hochleistungs-Erdgasmotor sein. Das Big-Bore-Modell, das kohlenstoffarmen Kraftstoff verwendet, was zu Kraftstoffeinsparungen und Treibhausgasverbesserungen führt, wird ähnliche Werte erreichen können Leistung wie sein Diesel-Pendant.

„Der Weg in eine nachhaltige Zukunft erfordert kontinuierliche Verbesserungen der bestehenden Technologie und gleichzeitig die Entwicklung neuer Technologien“, sagte Chet Ciesielski von Navistar. „Wir verstehen, dass der Übergang zu null Emissionen nicht über Nacht erfolgen wird und dass wir unseren Kunden immer effizientere Lösungen bieten müssen.“