Der 4H50TIC: Leistung und Effizienz im Fokus
Ab Januar 2014 ist die erste Variante der neuen Hatz H-Serie verfügbar. Der 4-Zylinder-Dieselmotor 4H50TIC mit 2 Litern Hubraum ist mit Bosch Common-Rail-Technologie, Turbolader, Oxidationskatalysator und Abgasrückführung ausgestattet. Bei der Entwicklung wurde ein Downsizing-Ansatz verfolgt, um Baugröße und Gewicht zu reduzieren, während gleichzeitig hohe Leistung und gute Abgaswerte erzielt werden.
Der turboaufgeladene 2-Liter-Motor erreicht eine Maximalleistung von 55 kW und wiegt 173 kg. Er erfüllt die Grenzwerte der EU 97/68 Stage IIIB und EPA Tier IV final. Die Abgasnachbehandlung erfolgt über einen robusten Dieseloxidationskatalysator (DOC), der wartungsfrei und ohne Elektronik auskommt. Ein Dieselpartikelfilter ist aufgrund der innermotorischen Partikelreduktion nicht zwingend notwendig, kann aber optional adaptiert werden.
Einsatzbereiche und Vermarktung
Die Einsatzbereiche des 4H50TIC sind vielfältig und umfassen mobile Maschinen wie Minibagger, Rad- und Hoflader sowie Stapler. Arbeitsmaschinen wie Hubarbeitsbühnen, Häcksler, Bohrgeräte und Teermaschinen gehören ebenfalls dazu. Im Bereich der stationären Motoren sind Pumpen und Stromerzeuger denkbar.
Der Motor ist elektronisch steuerbar und lässt sich flexibel an verschiedene Anwendungen anpassen. Angestrebt wird ein weltweiter Marktanteil von etwa 8 % im Bereich der Industriedieselmotoren in der Leistungsklasse von 37 kW bis 56 kW. Der Vertrieb konzentriert sich auf EU-Mitgliedsstaaten, die USA und Länder mit Bedarf an abgasgepflegten Motoren sowie Anwendungen, bei denen gute Verbrauchswerte wichtig sind.
Dank seiner kompakten Bauweise kann der 4H50TIC auch in bestehende Applikationen integriert werden. Lüfter und Oxidationskatalysator können in unterschiedlichen Einbaupositionen angebracht werden, was die Flexibilität beim Einbau erhöht. Der Bauraumbedarf ist geringer als bei vergleichbaren Motoren.
Ausstattung und Wartung
Der 4H50TIC bietet in der Standardausführung neben den für den Betrieb notwendigen Komponenten auch Komfortausstattung. Der Starterschutz ist in das Steuergerät integriert. Ein wartungsfreier hydraulischer Ventilspielausgleich ist vorhanden, ebenso eine Vorglühanlage, die Kaltstarts bis -22°C ermöglicht.
Neben dem Hauptabtrieb verfügt der Motor über zwei weitere Kraftabnahmestellen, beispielsweise für Hydraulikpumpen, die zusammen mit 130 Nm belastet werden können. Der Anbau erfolgt über ein zusätzliches Gehäuse mit Zahnradübersetzung, direkt angetrieben durch die Nockenwelle.
Das Wartungsintervall beträgt 500 Stunden und kann je nach Einsatzbereich verlängert werden. Eine sensorische Motorüberwachung schaltet den Motor im Notfall ab, um Schäden zu vermeiden.
Betriebskosten und Technologie
Geringer Kraftstoff- und Ölverbrauch sowie ein Ölfilterwechselintervall von 500 Betriebsstunden tragen zu niedrigen Betriebskosten bei. Ein Luftfilter mit Verschmutzungsanzeige ist ebenfalls integriert. Die "Total Cost of Ownership" (TCO) spielen für Endkunden eine Rolle.
Alle mechanischen Bauteile wurden mit einem konservativen Ansatz und innovativen Elementen konstruiert. Der 4H50TIC ist mit zwei Ventilen pro Zylinder ausgestattet, was Effizienz, mechanische Robustheit und funktionale Einfachheit fördert. Für essentielle Teile wie Einspritzsystem, Kurbelgehäuse, Kurbelwelle, Nockenwelle, Abgasrückführungsventil, Katalysator und Sensorik wurden Premium-Produkte von Anbietern, überwiegend aus Deutschland, verwendet.
Ein Schlüsselfaktor für die hohe Leistungsdichte ist das Bosch Off-Highway Common-Rail-System mit 1800 bar, das erstmalig in Industriedieselmotoren eingesetzt wird. Es arbeitet mit drei Einspritzungen pro Arbeitstakt (Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung), um Haltbarkeit, geringe Verbrennungsgeräusche und gute Abgaswerte zu erzielen. Der Motor erreicht einen spezifischen Verbrauch von 205 g/kWh im Bestpunkt. Nahe am Bestpunkt liegende Verbrauchswerte werden auch in einem großen Last- und Drehzahlbereich erreicht, was den 4H50TIC zum effizientesten Motor in der Klasse von 37 - 56 kW macht. Erste Pilotanwendungen zeigen eine Kraftstoffersparnis von etwa 30 % im Fahrzyklus im Vergleich zu einem Motor der EU Stufe II.
Abgasnachbehandlung und Reibungsreduzierung
Für reduzierte Abgasemissionen wurde eine AGR-Mischdüse entwickelt, die die rückgeführten Abgase gleichmäßig auf alle vier Zylinder verteilt. In Kombination mit der Einspritztechnologie wird eine hohe Abgasqualität erreicht, sodass der 4H50TIC lediglich einen Oxidationskatalysator benötigt und auf einen Partikelfilter verzichtet werden kann. Die Abgasgrenzwerte der EU 97/68 IIIB und EPA werden deutlich unterschritten.
Ein weiterer Faktor für die Kraftstoffeffizienz ist die Reduktion der inneren Reibung, die der konservativen Konstruktion mit wenigen bewegten Teilen zu verdanken ist. Auf Zahnriemen und Steuerkette wurde verzichtet; der Ventiltrieb erfolgt über Zahnrad, Stößelstangen und Kipphebel. Die 2-Ventiltechnologie in Verbindung mit Rollenstößeln und die untenliegende Nockenwelle tragen ebenfalls zur Reduzierung der inneren Reibung bei. Für Pleuel und Lager wurden High-End-Werkstoffe verwendet.
Prototypen und Ausblick
Zahlreiche Vorserienmotoren wurden zur Validierung in Versuchsträger eingebaut und im Feldeinsatz erprobt, darunter in Schmutzwasserpumpen, Holzhackmaschinen, Hofladern, mobilen Flutlichtanlagen und Baggern. Im Rahmen des Hatz-Qualitätsmanagements werden alle Komponenten 1000 Betriebsstunden lang in verschiedenen Lastgruppen und Arbeitsumfeldern getestet. Die Zusammenarbeit mit potenziellen Kunden ermöglicht die Berücksichtigung spezifischer Wünsche im Entwicklungsprozess.
Der 4H50TIC ist der erste Motor der neuen H-Serie. Eine 3-Zylinder-Variante ist in Entwicklung und soll ab 2016 auf den Markt kommen, abhängig von der Einführung der nächsten Stufe der Abgasgesetzgebung.