Stärker, Sauberer, Sicherer: Neue 4000er Mining-Motoren ab 2006 in Serie

• Elf Prozent mehr Leistung - höherer Nutzen für Betreiber
• Motoren erfüllen EPA Tier 2 Richtlinien
• Thermischer Schutz verbessert
• Einspitzung, Aufladung, Elektronik mit modernsten Technologien
• Technische Daten der neuen 4000er Mining-Motoren

Auf der BAUMA 2004 kündigte DaimlerChrysler Off-Highway die neuen Modelle ihrer 4000er-Mining-Motoren an. Ab 2006 werden diese Motoren, die im Rahmen der Modellpflege überarbeitet werden, in Serie produziert. Vorserienmotoren stehen der Einbauindustrie bereits ab Ende 2005 zur Verfügung. Für die Anwendung in Minenfahrzeugen sind 12-, 16- und 20-Zylinderversionen vorgesehen. Die neuen Modelle werden über eine höhere Leistung verfügen, geringere Abgasemissionen aufweisen und werden mit gekühlten Abgasleitungen und Turboladern thermisch noch sicherer sein als die heute verfügbaren Mining-Motoren der Baureihe 4000. Die bisher unterschiedlichen Spezifikationen der Baureihe 4000 für die Anwendung in Muldenkippern und Baggern werden aufgehoben, zukünftig werden die Motoren technisch und vom Ausstattungsumfang her identisch sein.

Elf Prozent mehr Leistung - höherer Nutzen für Betreiber

Die neuen 4000er-Mining-Motoren werden über elf Prozent mehr Leistung verfügen als die heutigen 4000er-Serienmotoren. Damit wird der 12V 4000 eine Leistung von 2250 PS (1680 kW) bringen, der 16V 4000 wird 3000 PS (2240 kW) leisten und der 20V 4000 wird mit maximal 3750 PS ( 2800 kW) angeboten. Die Leistungen beziehen sich auf eine Nenndrehzahl von jeweils 1800 min-1. Möglich wird die Leistungssteigerung durch eine Reihe von technischen Maßnahmen. Die wichtigste davon ist die Erhöhung des Hubraums von heute 4,0 auf 4,8 Liter pro Zylinder. Daneben spielen auch eine optimierte Einspritzung, eine leistungsfähige Turboaufladung sowie eine weiter verbesserte Motorelektronik eine große Rolle.

Die Verwendung dieser neuen Technologien dient aber nicht nur der Leistungssteigerung, sondern führt auch dazu, dass der Wartungsaufwand für den Motor sinkt, denn die neuen Modelle eröffnen den Betreibern darüber hinaus vollkommen neue Möglichkeiten der Motorüberwachung. Alle wichtigen Betriebswerte des Motors und angrenzender Komponenten, die von dem elektronischen Motormanagement erfasst werden - wie beispielsweise Drehzahl, Einspritzmengen, Temperaturen und Drücke, aber auch Angaben über aufgetretene Fehler - können über ein Funk-Modem an die nächstgelegene Servicestation vor Ort weitergeleitet werden. Dort können Wartungsarbeiten damit früher als bisher geplant und, noch während das Fahrzeug unterwegs ist, Arbeitspläne sowie Werkzeuge bereitstellt werden. Die Stillstandzeiten der Fahrzeuge lassen sich dadurch deutlich reduzieren.

Motoren erfüllen EPA Tier 2 Richtlinien

Im Jahr 2006 wird in der Motorleistungsklasse oberhalb 750 PS (560 kW) die Emissionsrichtlinie EPA-Nonroad 40 CFR 89 Stufe 2 gültig. Alle modernen C&I- sowie Mining-Motoren von DaimlerChrysler Off-Highway werden diese Normen erfüllen, so auch die 4000er-Motoren. Erreicht wird dieses Ziel bei den 4000er-Motoren ausschließlich durch motorinterne Maßnahmen. Dass die neuen 4000er-Mining-Motoren die geforderte Emissionsrichtlinien erfüllen werden, konnte bereits an einem Versuchsmotor nachgewiesen werden. Viele Komponenten des neuen Modells, wie beispielsweise Kurbelgehäuse, Kurbelwelle, Pleuel, Haupt- und Pleuellager, Kraftstoff-Hochdruckpumpe, Ölwanne und Räderkasten sind bereits jetzt im 20V 4000 im Einsatz.

Thermischer Schutz verbessert

Die Motoren des neuen 4000er Modells werden mit dreiwandigen, wassergekühlten Abgasleitungen und gekühlten Turboladern ausgerüstet. Deshalb liegen die Oberflächentemperaturen der abgasführenden Teile auf dem Niveau der Kühlmitteltemperatur. Das Fahrzeug ist infolgedessen thermisch besser geschützt, was sich in geringeren Fahrzeugversicherungskosten und schnellerer Zugänglichkeit für Wartungs- und Reparaturdienste niederschlägt. mtu verfolgt das Konzept der wassergekühlten Abgasleitungen und Turboladern seit vielen Jahren. Tausende Motoren mit dieser Technologie laufen in unterschiedlichen Anwendungen, darunter auch etwa 200 Mining-Motoren der Baureihe 396. Auch hier hat sich dieses Konzept sehr gut bewährt.

Einspitzung, Aufladung, Elektronik mit modernsten Technologien

MTU/DDC verwenden bei ihren Motoren seit 1996 sehr erfolgreich die leistungsfähige Common Rail-Einspritzung. Diese Technologie hat sich im Automobil-Sektor mittlerweile zum Standard entwickelt, und wird seit neuestem auch von Wettbewerbern im Off-Highway-Bereich eingesetzt.

Beim neuen 4000er wird wiederum ein Common Rail-System verwendet, jedoch in einer weiter entwickelten Version, bei der die Injektoren an der Oberseite einen Kraftstoffspeicher (Akkumulator) tragen. Die eigentliche Speicher-Funktion wird also nicht mehr wie früher von der gemeinsamen Leitung („Common Rail“) erfüllt, sondern von den Akkumulatoren. Der Druck (max. 1800 bar) bleibt im gesamten System nahezu konstant. Die Hochdruckpumpe wurde für diese höheren Einspritzdrücke weiterentwickelt, je nach Motorleistung kommt eine 4-Zylinder- oder 2-Zylinder-Reihenpumpe zum Einsatz. Die Injektoren, mit neuentwickelter Magnetventil- und Düseneinheit, optimieren beim angehobenen Einspritzdruck die Dosierung und optimale Aufbereitung des Kraftstoffes für eine schadstoffarme Verbrennung.

Die Motoren des neuen 4000er-Modells werden lediglich mit zwei Turboladern ausgerüstet, die von mtu entwickelt und gefertigt werden und auf den individuellen Motor abgestimmt sind. Die Installation des Motors im Fahrzug wird damit erheblich vereinfacht. Zudem sinkt sowohl das Ausfallrisiko als auch der Wartungsaufwand gegenüber einem Mehrturboladerladerkonzept erheblich. Dies resultiert in einer höheren Fahrzeugverfügbarkeit und geringeren Wartungskosten. Verwendet werden beim neuen 4000er-Modell Turbolader der Baureihe ZR 195. Diese bauen einen Ladeluftdruck von über 3 bar auf, ein Druck, der sonst meist nur mit aufwändigen zweistufigen Ladersystemen erreicht wird.

Eine weitere wesentliche Neuerung der neuen 4000er-Motoren ist die neue Generation des hauseigenen elektronischen Motormanagementsystems „ADEC“ (Advanced Diesel Engine Control). Der Regler ist deutlich robuster als bisherige Geräte aufgebaut, so dass er noch besser an die rauen Bedingungen am Motor angepasst ist. So wird nicht nur die Schock- und Vibrationsfestigkeit, sondern auch eine Erweiterung der zulässigen Betriebstemperatur gegenüber dem heutigen System erreicht werden. Bei der Entwicklung des Motormanagementsystems wurden als wesentliche Eigenschaften eine leicht programmierbare Anlagenschnittstelle und eine flexibel nutzbare Funktionalität in das Anlageninterface integriert. Ein innovatives Datenhaltungs- und Fehlersuchkonzept vereinfacht im Service- und Logistikfall die Handhabung. Alle Motordaten und Einstellparameter sowie die Lebensdaten des Motors, wie z. B. Betriebsstunden, Fehlerspeicher, Lastprofil usw., werden permanent als Backup gespeichert.

Eine Ethernet-Schnittstelle eröffnet die Möglichkeit der Ferndiagnose des Motormanagementsystems via Internet und macht ein optimiertes Flottenmanagement möglich, weil verschiedene Motor- und Anlagendaten auch per Fernabfrage ausgelesen werden können. Sollte der Motorregler einmal ausgetauscht werden müssen, können die Daten des Motormanagementsystems, zum Beispiel Motoreinstellung, Motorbetriebsstunden und andere „Lebens“-Daten des Motors, automatisch auf einen neuen Motorregler kopiert werden, ohne dass ein zusätzliches Servicewerkzeug dazu notwendig ist.

Technische Daten der neuen 4000er Mining-Motoren

Motorleistung	2250 PS 1680 kW (12V) 3000 PS 2240 kW (16V) 3750 PS 2800 kW (20V)
Zylinderleistung	187,5 PS / 140 kW
V-Winkel	90 Grad
Bohrung / Hub	170 mm / 210 mm
Hubraum pro Zylinder	4,8 Liter
Maximale Drehzahl	1800 min-1
Aufladung	Einstufige Registeraufladung mit zwei Turboladern, Ladeluftkühlung
Einspritzung	Common Rail mit in den Injektoren integrierten Einzelspeichern
Kühlsystem	Zweikreis-Kühlsystem
Ventilsteuerung	Vierventil-Technik
Zylinderabschaltung	Elektronisch gesteuert