Ein Klassiker mit Perspektiven

Motorenhersteller haben immer die Zukunft im Blick, denn die Anforderungen, hinsichtlich der Emissionswerte, nehmen stetig zu. Gleichzeitig entstehen neue technologische Trends, die es frühzeitig zu erkennen gilt. DEUTZ agiert deshalb nach dem Motto: »Future Driven. Motorentechnologie von morgen.« Ob neue Motoren oder innovative Varianten unserer erfolgreichen Produkte – wir bieten unseren Kunden stets frühzeitig die Lösungen von morgen.

Saubere Umwelt

Bei DEUTZ wird Umweltschutz tagtäglich gelebt: Mit modernster Technologie reduzieren DEUTZ-Motoren auf der ganzen Welt signifikant Schadstoffemissionen. 

Beim Betrieb von Verbrennungsmotoren entstehen Emissionen: Rußpartikel, Stickoxide und andere Schadstoffe schaden Mensch und Umwelt. Immer strengere Emissionsvorschriften wirken dem entgegen. Nordamerika, Europa, Japan und mittlerweile Südkorea haben heute die strengsten Emissionsvorschriften erlassen und diese weitgehend harmonisiert. Die Emissionsgesetzgebung in vielen Schwellenländern orientiert sich an diesem Standard und zieht mittelfristig nach.

Die EU führt 2019 für Off-Road-Motoren die Emissionsstufe EU Stufe V 1) ein und reduziert damit nochmals den Partikelgrenzwert. Erstmals wird es dann neben der Partikelmasse auch eine Begrenzung der Partikelanzahl geben – eine Antwort auf die Feinstaubthematik. Um dies zu erreichen, ist ein geschlossener Dieselpartikelfilter technologisch erforderlich. Europa wird damit ab 2019 die strengsten Abgasgrenzwerte weltweit haben; über die letzten zwei Dekaden wurden die Grenzwerte für Stickoxide und die Partikelmasse (im Wesentlichen Rußpartikel) um 95,7 % bzw. 97,9 %2) reduziert.

1) Verordnung (EU) 2016/1628 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 14.09.2016.
2) DEUTZ-Dieselmotoren reduzieren die Partikelmasse um mehr als 99 %.

Dr.-Ing. Markus Schwaderlapp, Leiter Forschung & Entwicklung.

Emissionsgesetzgebung für mobile Arbeitsmaschinen im Jahr 2020

Erwartungshaltung der DEUTZ AG zur zukünftigen weltweiten Abgasgesetzgebung

Bereits heute erfüllen unsere mit Dieselpartikelfilter ausgestatteten TCD-Motoren bis 7,8 Liter Hubraum der derzeit gültigen Emissionsstufe (EU Stufe IV) die für 2019 beschlossenen Grenzwerte der nächsten Emissionsstufe (EU Stufe V). Mit unserem »Stage V ready«-Siegel garantieren wir zudem, dass die gesamte DEUTZ-TCD-Motoren-Palette von 2,2 bis 16 Liter Hubraum die EU Stufe V erfüllen wird, ohne dass Änderungen am Kundengerät erforderlich sein werden.

»DEUTZ-Dieselmotoren mit Partikelfilter erfüllen bereits heute die strengsten Emissionswerte der Welt, die ab 2019 in Europa in Kraft treten. Die Abgasnachbehandlung ist bei DEUTZ-Motoren im gesamten Kennfeld aktiv. Auch im Realbetrieb erfüllen unsere Motoren daher die vorgegebenen Emissionswerte.«

Dr.-Ing. Markus Schwaderlapp,
Leiter Forschung & Entwicklung,
DEUTZ AG

DEUTZ-Motoren bieten eine hohe Performance bei geringem Bauraum und gleichzeitiger Senkung des Kraftstoffverbrauchs. In den letzten zehn Jahren wurde der Kraftstoffverbrauch der DEUTZ-Motoren um deutlich mehr als 10 % gesenkt. Davon profitieren sowohl unsere Kunden als auch die Umwelt, da weniger CO2 freigesetzt wird. Damit tragen DEUTZ-Motoren aktiv zum Umweltschutz bei.

Die Zukunft des VERBRENNUNGSMOTORS

Die Zukunft des Verbrennungsmotors ist heute in aller Munde. Insbesondere der Dieselmotor steht in der Kritik. Es stellt sich die Frage, welchen Beitrag Verbrennungsmotoren für Industriegesellschaften vor dem Hintergrund der ökologischen Herausforderungen auch zukünftig leisten können. 

Prüfstandsautomatisierung mit Steuerung des Versuchsablaufs, Überwachung und Messdatenerfassung.

Umweltfreundliche Dieselmotoren – diese Verbindung ist tatsächlich stimmig! Stickoxidemissionen und Rußpartikel werden durch die moderne Abgasnachbehandlung – bestehend aus Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF) und selektiver katalytische Reduktion (SCR) – nahezu vollständig eliminiert. Mit dem DPF gilt das nicht nur für die Partikelmasse, sondern auch für die Partikelanzahl – eine Antwort auf die Feinstaubproblematik. In Städten weist das Abgas von Dieselmotoren mit DPF eine geringere Partikelkonzentration auf als die Umgebungsluft!

Bestimmung der Partikelverunreinigung in Kraftstoffen.

Bei LKW-Motoren und Off-Road-Dieselmotoren wird die Einhaltung der Emissionen im gesamten »Kennfeldbereich« geprüft. Die Abgasnachbehandlung ist dementsprechend auch im Realbetrieb in allen Leistungsbereichen des Motors aktiv. Auch bei starker Beanspruchung und hohen Drehzahlen werden somit Emissionen effektiv reduziert.1)

Somit lässt sich festhalten: Der Dieselmotor zeigt sich in der EU Stufe V als sehr emissionsarme Antriebsform – nahe der Null-Emission.

1) Die Abgasnachbehandlung bei DEUTZ-Motoren ist im ganzen Motorkennfeldbereich aktiv,
solange die Abgastemperatur über der Freigabetemperatur für die AdBlue-Dosierung liegt.

Was hat es nun mit CO2 auf sich? Bei der Verbrennung fossiler Kraftstoffe wird Kohlenstoff in Form von CO2 freigesetzt. Nicht giftig, sondern elementarer Bestandteil im Photosynthese-Prozess: Lebewesen produzieren CO2 und Pflanzen wandeln es in Kohlenstoff und Sauerstoff um. Die Herausforderung liegt darin, dass bei der Verbrennung fossiler Kraftstoffe mehr CO2 freigesetzt wird, als die Natur im gleichen Zeitraum verarbeiten kann. Die Erhöhung des CO2-Anteils in der Luft führt zum Treibhauseffekt und damit zur Erderwärmung. Welche Antworten gibt es hierauf? 

»Mit der Einführung des Partikelfilters ist der Partikelbeitrag des Dieselmotors vernachlässigbar. Messungen zeigen eine geringere Partikelkonzentration des Abgases von Dieselmotoren mit Partikelfilter als in der Stadtluft. Die Luftqualität in Ballungszentren würde sich verbessern, wenn Altmotoren schneller durch neue, technologisch deutlich bessere Motoren ersetzt würden. Der Diesel ist nach meiner Einschätzung noch lange der umweltfreundlichste Antrieb.«

Prof. Dr. sc. techn. Thomas Koch,
Institutsleiter Karlsruher Institut für Technologie (KIT),
Institut für Kolbenmaschinen

Blick in die Prüfzelle auf einen Versuchsmotor.

Energieeffizienz: Der Kraftstoffverbrauch moderner Dieselmotoren hat sich gegenüber früheren Generationen spürbar verbessert – dies gilt insbesondere für DEUTZ-Motoren. Geringerer Verbrauch führt im gleichen Verhältnis zu niedrigerer CO2-Emission. Die Energieeffizienz von Dieselmotoren ist gegenüber Benzinantrieben übrigens um rund 15–20% besser. Würde man beispielsweise alle Diesel- durch Benzinmotoren ersetzen, so stiege der hierdurch verursachte CO2-Ausstoß um diesen Wert. Umgekehrt ist die Energieeffizienz von Erdgas besser als die von Diesel, das im Übrigen im Hinblick auf Stickoxid- und Partikelemissionen mit einer deutlich einfacheren Abgasnachbehandlung als sehr sauber anzusehen ist.

Sind Elektromotoren die Lösung unserer CO2-Probleme? Sofern der erforderliche Strom aus regenerativer Energie erzeugt werden sollte, ist die CO2-Bilanz von Elektromotoren natürlich dem mit fossilem Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor überlegen. Die Ökobilanz von Batterien mag die Vision dann wieder etwas eintrüben. Elektromotoren eignen sich außerdem nicht für den mobilen autarken Antrieb von Schwerlastanwendungen.

Der Dieselmotor bleibt das Mittel der Wahl, wenn hohe Leistungsbedarfe und ein hohes Drehmoment gefragt sind. Im Off-Road-Bereich ist er in vielen Anwendungen bis auf weiteres nicht ersetzbar. Ein Beispiel für eine Schwerlastanwendung: Ein 600-Liter-Dieseltank, der einem Traktor1) Pflugarbeiten auf dem Feld für zehn Stunden ermöglicht, würde beim derzeitigen Stand der Technik bei einem E-Motor einer Batterie mit etwa 4.500 Liter Volumen und über 15 Tonnen Gewicht entsprechen. In der Praxis undenkbar! Dennoch eröffnet die Hybridtechnologie ein realistisches Potenzial zur Kraftstoffeinsparung. Mit einer Teilelektrifizierung werden sich auch bei Industrieanwendungen Vorteile für Kunde und Umwelt realisieren lassen, sobald die Kosten für die elektrischen Komponenten gesunken sind. Insbesondere bei schwankenden Leistungsbedarfen können Hybridantriebe, eine Kombination aus einem Diesel- und einem Elektromotor, sinnvoll sein. Wir konnten hier bereits Kraftstoffersparnisse – und dementsprechend CO2-Reduzierungen – von bis zu 40% demonstrieren.

1) Beispiel bezieht sich auf einen Fendt-939-Traktor.

Einen alternativen Weg in die CO2-freie Zukunft können synthetische Kraftstoffe ermöglichen. Im Grunde sind sogenannte »E-Fuels« die industrielle Nachbildung der Photosynthese für Kraftstoffe: Wasser wird mit umweltfreundlich gewonnenem Ökostrom mittels des Elektrolyseverfahrens in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Unter Zuführung von CO2 (Methanisierung) kann man hieraus ein kohlenstoffbasiertes Gas erzeugen, das auch noch verflüssigt werden kann (Gas-to-Liquid). Mit der Verwendung von synthetischen Kraftstoffen können Verbrennungsmotoren CO2-neutral betrieben werden: Der Umwelt wird so viel CO2 entzogen, wie im Rahmen der Verbrennung freigesetzt wird.

Fazit: Im Mix aus verschiedenen Antriebsformen hat der Dieselmotor auch in der Zukunft seine Berechtigung. Emissionsseitig hat der Dieselmotor mit der EU Stufe V seine Hausaufgaben gemacht – selbst die strengen gesetzlichen Grenzwerte der Schadstoffbelastung in Innenstädten werden erfüllt. Die (Teil-) Elektrifizierung wird auch bei industriellen Anwendungen zu weiteren Kraftstoffeinsparungen führen. Mit synthetischen Kraftstoffen ist potenziell ein CO2-neutraler Betrieb des Verbrennungsmotors möglich – damit würde er zu einer nachhaltigen Antriebsquelle.

»Flüssige Kohlenwasserstoffe aus regenerativen Quellen haben eine sehr hohe Energiedichte. Für mobile Anwendungen werden sie zur Bevorratung ausreichender Energiemengen bei vergleichsweise kleinen Speicherkapazitäten dringend benötigt, insbesondere für energieintensive Anwendungen wie Nutzfahrzeuge oder Off-Road-Anwendungen.«

Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz,
Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik,
Universität Rostock

STAGE V READY

Auf der Bauma 2016, der weltweit größten Fachmesse für Baumaschinen, hat DEUTZ im April des vergangenen Jahres seine neuesten Motorenentwicklungen vorgestellt. Neben der bereits etablierten »Stage V ready«-Produktpalette haben wir insbesondere die neuentwickelten TCD-2.2-Diesel- und -Gasmotoren sowie den bewährten TCD 2.9 als Gasvariante präsentiert.

DEUTZ-Motor TCD 5.0.

Der neue TCD 2.2 – wie der Name sagt, mit 2,2 Liter Hubraum – ist eine 3-Zylinder-Variante – des erfolgreichen 4-Zylinder-Motors TCD 2.9. Er leistet bis zu 55 kW. Beide Motoren werden sowohl in einer Diesel- als auch in einer Flüssiggasversion – auch LPG oder Treibgas genannt – angeboten, ein Novum innerhalb der ansonsten mit Dieselkraftstoff betriebenen Produktpalette von DEUTZ. Die Gasvarianten G 2.2 und 2.9 leisten bis zu 42 bzw. 55 kW. Ihre Größe und Ausführung gleicht jeweils ihrem selbstzündenden Pendant. Hieraus ergibt sich ein hoher Gleichteileanteil mit entsprechenden Vorteilen für den Service und die Teilebevorratung beim Kunden. Die Gasvarianten sind insbesondere für die Bereiche Material Handling und kompakte Baumaschinen interessant. Sie eignen sich auch ohne aufwändige Abgasnachbehandlung für den Einsatz in geschlossenen Gebäuden, da Flüssiggas deutlich weniger Emissionen als Dieselkraftstoff verursacht. Die Motoren erreichen nur mit Hilfe eines 3-Wege-Katalysators die EU Stufe V und bieten damit eine Alternative, die unseren Kunden zusätzliche Flexibilität bietet. Sowohl der TCD 2.2 als auch die Gasvarianten werden 2019 rechtzeitig zu der ab dann geltenden Abgasnorm EU Stufe V in Serienproduktion gehen.

Gasmotoren an sich sind für DEUTZ indes kein Neuland: Bereits der erste DEUTZ-Motor, die atmosphärische Gaskraftmaschine aus dem Jahr 1867, folgte diesem Konzept. Auch der 1876 von Firmengründer Nicolaus August Otto entwickelte erste Viertaktmotor – der Ottomotor – wurde mit Gas betrieben.

DEUTZ-Messestand auf der Bauma 2016 in München.

Eine komplette Neuentwicklung stellt der TCD 5.0 dar, den wir ebenfalls auf der Bauma 2016 präsentiert haben. Dieser 4-Zylinder-Motor mit 5-Liter-Hubraum wird zur kommenden Emissionsstufe EU Stufe V entwickelt und ergänzt unsere Produktpalette im Leistungsbereich von 100 bis 150 kW. Das Emissionskonzept ist dabei modular aufgebaut und erlaubt damit sogenannte »Emission-Downgrades« mit dem gleichen Basismotor, indem bestimmte Abgasnachbehandlungselemente entfallen. Für unsere Einbaukunden, die ihre mit unseren Motoren angetriebenen Geräte weltweit exportieren, ein wichtiger Aspekt. Aufgrund seiner Kompaktheit kann der neue 5-Liter-Motor sogar als »Drop-in-Lösung« im Bauraum eines DEUTZ TCD 4.1 installiert werden. Einsetzbar ist der TCD 5.0, der ab 2019 in die Serieneinführung geht, sowohl für Industrie- als auch Landtechnikanwendungen.

Darüber hinaus plant DEUTZ im Rahmen einer Kooperation mit Liebherr, seine Produktpalette im oberen Leistungsbereich um vier neue Dieselmotoren zu erweitern. Dabei erhält DEUTZ die weltweiten Vertriebs- und Servicerechte für Dieselmotoren in diversen Anwendungen von 200 bis 700kW. Die vom Kooperationspartner produzierten Motoren, die den neuesten Emissionsstufen (EU Stufe V) entsprechen, werden für DEUTZ ab 2019 zur Serienbelieferung verfügbar sein und unter eigener Marke vertrieben.

Besucher auf der Bauma bei der Weltpremiere des TCD 5.0.

Einen dieser Motoren im oberen Leistungsbereich haben wir bereits im November auf der Bauma China 2016 präsentiert: den neuen TCD-9.0-4-Zylinder-Dieselmotor. Der TCD 9.0 soll außerdem in unserem chinesischen Joint Venture DEUTZ (Dalian) Engine Co., Ltd. in Lizenz selbst gefertigt werden, um lokale Kunden bestmöglich beliefern zu können.

»Das Produktprogramm mit den Innovationen, die DEUTZ auf der Bauma vorgestellt hat, ist das vollständigste und durchgängigste im für uns relevanten Leistungsbereich von 40 bis 170 KW. Die neuen Produkte für die Emissionsstufen III B, IV und V wurden genau zum richtigen Zeitpunkt eingeführt. Die TCD Motoren 2.9 und 3.6 erwecken Vertrauen.«

Alexandre Marchetta,
Executive Vice President,
Groupe MECALAC S.A.

»Der Motor von DEUTZ ist ein robuster Industriemotor, dessen Bauweise es möglich macht, unseren Kunden kompakte Fahrzeuge anzubieten. Dank seines Rädertriebs ist der Motor zudem für Einsätze unter extremen Bedingungen geeignet, was ein größtmögliches Anwendungsspektrum der Stapler sicherstellt. Darüber hinaus ermöglicht uns die hohe Ausrüstungsvarianz des Motors, spezielle Kundenwünsche, wie beispielsweise Klimaanlagen oder eine große Lichtmaschine, optimal zu bedienen.«

Ottmar Neuf,
Director Engines and Drivetrain,
KION Group AG

»Wir haben uns natürlich eine ganze Reihe von Motorenherstellern angesehen, als wir unser TH-Produktprogramm entwickelten, « sagt Malcolm Early, Vice President Marketing von Skyjack, Inc. »Aber letztendlich überzeugte DEUTZ, als zuverlässigste namhafte Firma, die einen 74 PS High Torque Motor anbietet, der den Tier- 4-Final Anforderungen entspricht. Die DEUTZ-Motoren haben einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen Einführung dieser neuen Telehandler geleistet.«

Malcolm Early,
Vice President Marketing,
Skyjack, Inc.

»Unsere Zusammenarbeit mit DEUTZ begann mit Produkten für die Emissionsstufe Tier 4 Final. Wir schätzten das Abgasnachbehandlungssystem für den Anwendungsbereich Material Handling, die robuste Produktqualität und die professionelle Unterstützung im Bereich Application Engineering«

T. W. Eom
General Manager, R&D
Clark Material Handling Asia

STANDORTOPTIMIERUNG

Die umfassende Optimierung unserer deutschen Standorte mit dem Ziel einer deutlichen Effizienzsteigerung ist mittlerweile abgeschlossen bzw. weit fortgeschritten. Die Standortkonsolidierung beinhaltet zum einen die Räumung des Standorts Köln-Deutz und die Errichtung eines neuen Wellenzentrums zur Fertigung von Nocken- und Kurbelwellen an unserem größten Standort Köln-Porz. Zum anderen wird unser Werk für Austauschmotoren in Übersee am Chiemsee geschlossen und in zwei Stufen in das Werk Ulm integriert.

Nockenwellen im Bearbeitungsprozess.

DAS NEUE WELLENZENTRUM

Auf einer Fläche von 13.500 m2 – dies entspricht knapp zwei Fußballfeldern – und mit einem Investitionsvolumen von rund 26 Mio. € ist in Köln-Porz das neue DEUTZ-Wellenzentrum gebaut worden. Nach der offiziellen Grundsteinlegung im Juli 2015 wurden bis Anfang 2017 über mehrere Monate die Gewerke Kurbel- und Nockenwellenfertigung vom Standort Köln-Deutz in das neue Gebäude verlagert. Da der Umzug und damit die Verlagerung von insgesamt 130 Maschinen parallel zur laufenden Serienproduktion erfolgt ist, galt als oberste Priorität, die Produktion und Belieferung jederzeit sicherzustellen. Dies ist im gesamten Prozess gut gelungen – dank intensiver Planung und Begleitung aller erforderlichen Schritte.

Ein besonderes Highlight im neuen Wellenzentrum sind die sogenannten »Stresstech«-Maschinen, mit denen eine Qualitätsprüfung an Nockenwellen vorgenommen wird. So kann das innere Gefüge der Welle auf Schwachstellen untersucht werden, ohne Teile zu beschädigen. Die Anlage stellt einen wichtigen Bestandteil der Qualitätsstrategie im neuen Wellenzentrum dar. 

Mitarbeiter entnimmt eine fertige Nockenwelle.

Die Produktion der Kurbel- und Nockenwellen am Standort Köln-Porz ist nun in vollem Gange. Damit konnte dieses Großprojekt mittlerweile erfolgreich abgeschlossen werden. Die mit der Standortoptimierung angestrebten Effizienzgewinne von rund 10 Mio. € jährlich werden wir insbesondere durch das neue Wellenzentrum, die nach Ulm verlagerte Xchange-Montage und den Entfall von Kosten für den Standort Köln-Deutz ab dem laufenden Geschäftsjahr realisieren.

Der bisherige Standort in Köln-Deutz mit einer Fläche von rund 16 Hektar befindet sich in einem Bebauungsplanverfahren. Bisherige Industrie- und Brachflächen sollen zu einem urbanen Viertel konvertiert werden, in dem zukünftig Wohnungen, Gewerbe- und Grünflächen entstehen. DEUTZ beabsichtigt, das Areal zu veräußern.

Qualitätskontrolle mit Bügelmessschraube.

KLEINSERIE IN ULM

Mit der Verlagerung der Aktivitäten aus Übersee am Chiemsee nach Ulm geht der Ausbau des Werks Ulm zum Kleinserienwerk mit dem Fokus auf DEUTZ-Customised-Solutions-Produkte, Projektgeschäft, Austauschmotoren und auslaufende Baureihen einher. Die Verlagerung von Montage und Auftragssteuerung ist bereits im Geschäftsjahr 2015 erfolgt. Besonders erfreulich: Trotz des Umzugs konnte der Umsatz im Austauschmotorengeschäft gesteigert werden. Die für den Xchange-Prozess sehr wichtigen Durchlaufzeiten wurden verringert und Synergien gehoben. Diese ergeben sich insbesondere aus der Nutzung der Infrastruktur des Werks Ulm sowie Synergien in den Overhead-Bereichen. Der Umzug aller anderen Funktionen – und damit die letzten Maßnahmen im Rahmen der umfangreichen Standortoptimierung – erfolgen im laufenden Geschäftsjahr 2017.

Servicefunktionen
  • Weitersagen
  • Bericht bestellen