MAN Engines, arriva il motore ad idrogeno
MAN Engines ha presentato il motore ad idrogeno H4576. Un propulsore che nasce sulla base del conosciuto e apprezzato D3876 e che riassume l'esperienza del costruttore nel settore. Potrà funzionare anche con HVO ed altri carburanti alternativi.
MAN Engines ha presentato ad Agritechnica le nuove soluzioni di trasmissione sostenibili per macchine agricole e applicazioni off-road. Parliamo del MAN H4576, un motore a combustione a idrogeno di nuova concezione che si basa sulla collaudata base del motore diesel D3876.
Con una potenza di 368 kW (500 cv) ed una cilindrata di 16,8 litri, il MAN H4576 apre un’ampia gamma di possibilità per la decarbonizzazione delle macchine in qualsiasi settore. Fra cui anche il movimento terra e l’agricoltura.
Infatti Mikael Lindner, responsabile MAN Engines ha sottolineato come “I motori a combustione di idrogeno rappresentano un approccio promettente per accelerare la decarbonizzazione delle macchine off-road. Non appena il mercato sarà pronto, MAN Engines offrirà soluzioni su misura”.
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Il nuovo MAN H4576
La base del Man H4576 è il conosciuto D3876. I due propulsori condividono circa l’80% dei componenti fondamentali. Fra cui basamento, albero motore, bielle, tutti i circuiti di raffreddamento e dell’olio, comprese pompe, coppa dell’olio e filtro. Le dimensioni sono sostanzialmente identiche. Questo consente ai costruttori di macchine la loro integrazione sui modelli esistenti dove il D3876 è già utilizzato.
Una novità importante riguarda l’aumento dell’alesaggio da 138 mm a 145 mm. La corsa rimane invece invariata a 176 mm. Questa modifica ha comportato una cilindrata maggiore. Passa infatti a 16,8 litri rispetto ai 15,3 litri del MAN D3876. Una modifica sostanziale che si è resa necessaria in considerazione della minore densità di potenza dei motori a idrogeno. In questo modo è stato possibile raggiungere la potenza voluta. Sono inoltre state apportate modifiche significative ai componenti per l’alimentazione e la combustione dell’idrogeno. Inoltre le modifiche hanno anche interessato il sistema di controllo del motore e il sistema di controllo dei gas di scarico.
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Il nuovo H4576 si basa sul D3876
L’alimentazione ad idrogeno
L’alimentazione ad idrogeno del MAN H4576 comprende il sistema di nuove linee a bassa pressione e un rail. Insieme forniscono all’iniettore l’idrogeno necessario. Inoltre il controllo preciso della pressione viene utilizzato per dosare la richiesta di idrogeno al fine di garantire una combustione efficiente e fornire in modo ottimale il carburante al motore.
L’iniettore di idrogeno viene utilizzato per l’iniezione diretta a bassa pressione lavorando a soli 40 bar. È montato direttamente nella camera di combustione per prestazioni più elevate e una migliore risposta del motore stesso. Si tratta di elementi di cui il sistema di accensione appositamente sintonizzato tiene conto. Infatti consente un’accensione affidabile e controllata della miscela di idrogeno.
L’unità di controllo del motore è stata appositamente progettata e controlla la fornitura di idrogeno e aria. Infatti regola iniezione, accensione e tutti i parametri del motore in modo continuo per consentire una combustione sicura ed efficiente.
Nuovi pistoni e camicie
Il motore a combustione a idrogeno richiede inoltre nuovi pistoni e camicie rispetto al motore diesel. Questo anche perché il diametro è aumentato a 145 mm. La potenza di 368 kW (500 cv) ottenuta con la cilindrata maggiore raggiunge di fatto una potenza simile a quella del motore diesel D2676 con una cilindrata di 12,4 litri. Il nuovo turbocompressore garantisce una dinamica ottimale e contribuisce a ridurre il consumo di carburante.
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Il nuovo H4576 ha richiesto il 20% circa di componenti differenti rispetto al D3876
Gli ossidi di azoto e l’esperienza sul campo
Le uniche emissioni rilevanti che si presentano come potenziali sottoprodotti della combustione di H2, e che potrebbero finire in misura significativa nei gas di scarico, sono gli ossidi di azoto (NOx). Per ridurli quasi a zero MAN Engines punta su un processo di combustione avanzato e su un comprovato sistema di post-trattamento. La combinazione di motore a combustione di idrogeno e post-trattamento dei gas di scarico soddisfa gli standard sulle emissioni EU Stage V e Zero Emission Vehicle (ZEV).
MAN Engines, per sviluppare il nuovo H4576, ha messo in campo tutta la sua esperienza sia nella tecnologia dei motori a idrogeno, sia nel campo dei motori a gas. Questo per poterlo impiegare in un’ampia gamma di applicazioni. Già nel 1996 MAN presentò alla Fiera di Hannover un autobus alimentato a idrogeno. Si trattò del modello SL 202 alimentato da un motore a gas naturale modificato per il funzionamento ad idrogeno. Werner Kübler, responsabile dell’ingegneria presso Man Engines, sottolinea infatti che “Abbiamo iniziato presto ad occuparci di azionamenti rispettosi dell’ambiente. Ancora oggi beneficiamo di questo ruolo pionieristico nella tecnologia”.
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I motori dual-fuel idrogeno/diesel trovano un largo impiego in molteplici applicazioni.
La collaborazione con Kässbohrer
Il motore a combustione ad idrogeno H4576 sarà immesso sul mercato rapidamente grazie alla tecnologia esistente. L’azienda pioniere nella guida a emissioni zero per veicoli off-road che ha collaborato con MAN Engines è Kässbohrer Off-Road Vehicles.
Il loro PistenBully 800 prevede già nel progetto di base la futura propulsione con motore a combustione ad idrogeno H4576. Tuttavia il nuovo propulsore dimostra anche che l’idrogeno non deve essere utilizzato esclusivamente come unico carburante.
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Kässbohrer Off-Road Vehicles è fra le aziende che collaborano per applicazioni a basse emissioni
Infatti il nuovo motore è progettato come motore a doppia alimentazione. Può infatti essere utilizzato in combinazione con il diesel convenzionale o con carburanti alternativi come l’Hvo. Un esempio pratico di successo è il motore dodici cilindri a V MAN D2862. Si tratta di un’unità propulsiva che, dalla metà del 2022, alimenta la nave di rifornimento del parco eolico Hydrocat 48 come motore a doppia alimentazione a idrogeno. Inoltre MAN Engines sta attualmente sviluppando un motore stazionario a idrogeno, il modello H3268, per produrre calore ed elettricità nelle centrali di cogenerazione.
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Il motore stazionario H3268 per la cogenerazione funziona ad idrogeno su banco dal maggio scorso in modo ininterrotto
