Fachtagung mit der Firma EVOBUS in Mannheim.

Datum: Di. 20.05.2008.

Teilnehmer: 26

Fachtagung für Kfz. – Meister

Mercedes-Benz steht für über 100 Jahre Kompetenz im Omnibusbau. Im Jahr 1895 produzierte Carl Benz in Mannheim den ersten Omnibus der Welt. „Dieser Tradition verpflichtet, haben wir unseren Omnibusstandort Mannheim fit für die Zukunft gemacht“, begrüßte Herr Hans-Jürgen Janz die angereisten Meister und präsentierte mit gewissem Stolz die neuerrichteten Schulungsräume im Werk Mannheim. Am Standort Mannheim erfolgt der Rohbau für Mercedes-Benz Stadt-, Überland-, und Reisebusse. Darüberhinaus erfolgt hier die Lackierung, Montage und Finish für Mercedes-Benz Stadtbusse.

Die Produktionsfläche beträgt ca. 183000 m², das eigentliche Fabrikgelände hat eine Fläche von 306000 m², erläuterte Herr Janz weiter. Der Absatz 2007 an Neufahrzeugen und Fahrgestellen betrug 10340 Einheiten, davon 6800 Einheiten Mercedes-Benz Busse. Im Jahr 2008 wird eine Stückzahl von 3300 Citaro und 5300 Rohkarossen angestrebt.

Da die Fachtagung unter dem Motto „innovative Antriebskonzepte für Stadtbusse“ stand, begann Herr Stefan Scheeff mit einem Überblick über nachhaltige Antriebskonzepte, wie sie in den Stadtbusse schon verbaut werden, oder in Zukunft einen Omnibus antreiben. Antriebskonzepte wie die Brennstoffzelle, die vielleicht die Mobilität der Zukunft garantieren, befinden sich im Feldtest und werden bis zur Serienreife weiterentwickelt. Das weltweit erste funktionsfähige Brennstoffzellen-Fahrzeug wurde im Jahr 1994 von Mercedes-Benz vorgestellt. Mittlerweile ist die Entwicklung so weit fortgeschritten, dass Brennstoffzellen-Stadtbusse unter Praxisbedingungen in Europa, Australien und China eingesetzt werden. Unter den alternativen Antrieben bieten Brennstoffzellenfahrzeuge die besten Zukunftsaussichten. Sie erreichen einen hohen Wirkungsgrad, sind leise und arbeiten völlig schadstofffrei. Aus dem Auspuff kommt nur reines Wasser. Die Entwicklung dieser Technologie läuft im Moment auf Hochtouren.

Im Anschluss an die Einführung erläuterte Herr Scheeff das Funktionsprinzip. In der Brennstoffzelle wird Wasserstoff aus dem Fahrzeugtank mit Sauerstoff aus der Luft zusammengeführt. Auf einer Zellenseite strömt Wasserstoff und auf der anderen Seite Sauerstoff durch Gaskanäle ein. Die beiden Zellenseiten sind durch eine hauchdünne katalytische Membran getrennt. Durch die kontrollierte Reaktion der beiden Gase entstehen Wärme, Wasserdampf und elektrische Energie. Um eine nutzbare Spannung zu erreichen, werden mehrere Brennstoffzellen zu Stacks verbunden, ähnlich den Zellen einer Batterie. Die so erzeugte elektrische Energie wird dann vom Antriebsmotor für die Umwandlung in mechanische Energie genutzt.

Wann diese Technologie im Straßenverkehr serienmäßig eingesetzt werden kann, ist noch offen. Wasserstoff wird zum Beispiel durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen, das heißt, mit Hilfe von Strom wird Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Vorteil für die Umwelt besteht nur dann, wenn der benötigte Strom aus regenerativen Quellen wie Wind- oder Solarenergie gewonnen und zur Verfügung gestellt wird.

Die innovative Brennstoffzellen-Technologie hat Zukunft als alternativer Antrieb für Omnibusse im urbanen Bereich. Sie erfüllt alle Anforderungen, die an einen Antrieb für die Zukunft gestellt werden. Sie ist emissionsarm, sowohl bei den Abgasen als auch bei der Geräuschentwicklung und geht sehr sparsam mit Energie um.

Die Brennstoffzelleneinheit, wie sie zur Zeit bei den Citaro Bussen verbaut wird, mit einer Leistung von mehr als 250 Kilowatt, wird von der Daimler Tochter Xcellsis entwickelt und gefertigt. Die Druckgasflaschen mit komprimiertem Wasserstoff sind auf dem Dach der Citaro-Busse untergebracht. Der Bus kann eine Reichweite von bis zu 300 Kilometern erreichen und dabei etwa 70 Fahrgäste befördern. Die Spitzengeschwindigkeit beträgt rund 80 Stundenkilometer. Elektromotor, Getriebe, Gelenkwelle und mechanische Hinterachse befinden sich im Heckbereich. Damit sind Niederflurigkeit und optimale Wartungszugänglichkeit gewährleistet. Drei Türen sorgen für den reibungslosen Fahrgastfluss. Im Jahr 2008 erzielt die Brennstoffzellen Busflotte der Daimler AG einen neuen Rekord. Zusammen sind die 37 Busse mehr als zwei Millionen Kilometer gefahren und haben dabei etwa sieben Millionen Fahrgäste befördert. Mit jedem zurückgelegten Kilometer vergrößert sich auch die umfangreiche Datenbasis, die für die weitere Entwicklung des emissionsfreien Antriebes von Bedeutung ist. Sie liefert wertvolle Erkenntnisse für die hybrid-basierende nächste Generation von Brennstoffzellenbussen. Die ersten Busse aus der Brennstoffzellenflotte fuhren ab 2003 im Rahmen des CUTE-Projektes (Clean Urban Transport for Europe) Die Brennstoffzellenbusse sind bei den Fahrgästen sehr beliebt. Sie fahren leise, emissions- und ruck frei.

In seinem Vortrag über die Weiterentwicklung von Fahrzeugantrieben ging Herr Frank Mandel auf den Erdgasantrieb bei Stadtbussen ein, der im Nahverkehr zukünftig eine wichtige Rolle spielen wird. Erdgas ist ein Energieträger mit Zukunft. Anders als bei Erdöl gibt es gesicherte Vorkommen, die den Bedarf bis weit ins dritte Jahrtausend hinein decken. Hauptvorteil dieses Treibstoffes ist die hohe Umweltfreundlichkeit. Im Gegensatz zu Erdöl, das in einer Raffinerie zuerst aufbereitet wird und dadurch die Umwelt belastet, noch bevor es genutzt werden kann, ist Erdgas ohne vorherige Veredelung einsetzbar. Außerdem sind Erdgas Motoren sauberer als herkömmliche Verbrennungsmotoren. So erfüllt der Antrieb des Erdgas-Citaro-Busses bereits jetzt die strengen Euro 4-Normen und die noch strengeren Euro 5-Normen. Die Erdgasmotoren arbeiten nach dem besonders günstigen Magermischprinzip und zeichnen sich durch ihre geringen Schadstoffemissionen aus. Der aus einem 6-Zylinder-Turbodieselmotor abgeleitete Erdgasmotor M 447 hlAG ist nach dem EEV Standard zertifiziert. Er verfügt über Turbo Aufladung und Ladeluftkühlung. Ein Gasmischer mit Drosselklappe vor dem Ansaugrohr leitet das Gas in den Brennraum. Die elektronische Gasmischregelung optimiert dabei das Verhältnis von Luft und Gas für die einzelnen Phasen des Zündvorgangs und sorgt für maximale Leistungsausbeute und möglichst geringe Emissionen, die durch Lambda-Regelung und einem Oxydationskatalysator auf das Minimum reduziert werden. Treibstoff ist Compressed Natural Gas (CNG), ein auf 200 bar verdichtetes Erdgas. Die Tanks dafür befinden sich auf dem Fahrzeugdach. Es handelt sich dabei um gewichtssparende, mit Kohlefaser umwickelte Druckgasbehälter aus Vollkunststoff mit einem Fassungsvermögen von je 190 Litern. Der Solowagen ist mit 5-6 dieser Tanks ausgerüstet, für den Gelenkzug sind 6-8 vorgesehen. Eine komplette Füllung reicht für einen durchschnittlichen Tageseinsatz. Die Tanks sind auf Drücke von über 500 bar ausgelegt und bieten somit 2,5 fache Berstsicherheit. An jedem Druckbehälter sorgen spezielle Schutzvorrichtungen wie Absperrventile oder Schmelzsicherungen für maximale Standards bei der Sicherheit. Das Erdgas (CNG) verbrennt besonders schadstoffarm. Es gibt praktisch keine Rußpartikel. Das Abgas ist weitestgehend frei von Schwefeldioxyd und auch die bei jeder Verbrennung anfallenden Stickoxyde sind noch geringer als bei Dieselmotoren. Je nach den regionalen Rahmenbedingungen der jeweiligen Tankstellen-Infrastruktur werden die Betriebskosten mit beeinflusst.  Ein weiterer Beitrag zur Senkung der Schadstoffemissionen ist der Einsatz von CRT-Abgasreinigungssystemen. Das gemeinsam mit der Firma HJS entwickelte CRT- (Continously Regenerating Trap) System senkt gegenüber dem ohnehin schon niedrigen Euro III-Werten die Kohlenmonoxyd-, Kohlenwasserstoff- und Partikelemissionen auf ein deutlich niedriges Niveau ab. Bei dem CRT-System ist ein Oxydationskatalysator einem Partikelfilter vorgeschaltet. Der Oxy-Kat oxidiert Kohlenmonoxyd und die Kohlenwasserstoffe. Im nachgeschalteten Partikelfilter wird der Ruß gesammelt, der dann mit dem zuvor im Oxy-Kat gebildeten Stickstoffdioxyd abgebrannt wir.

In seinem Vortrag über das Konzept Hybridbus informierte Herr Michael Reis die anwesenden Meister über den Mercedes-Benz Citaro G Blue Tec-Hybrid, der ab 2008 als Prototyp zum Erprobungseinsatz kommt. Sein serieller Hybridantrieb, der abgasfreies Fahren im reinen Batteriebetrieb auf kurzen Strecken ermöglicht, lässt aufgrund erster Berechnungen eine bis zu 30%-ige Kraftstoffersparnis erwarten. Bei dem Mercedes-Benz Hybrid Konzept arbeitet der Dieselmotor nicht mehr als ständiges Antriebsaggregat, sondern dient lediglich als Generatorantrieb zur bedarfsweisen Stromerzeugung. Den erzeugten Strom speichern wartungsfreie Lithium-Ionenbatterien, die auf dem Dach des Citaro montiert sind. Wasserkühlung sorgt für ein vergleichsweise langes Leben der Batterien. Die Batterien werden jedoch nicht nur durch den Dieselgenerator, sondern auch durch die Rekuperation, d.h. durch die beim Bremsen rückgewinnbare Energie gespeist. So wird während des Heranfahrens an Haltestellen oder Lichtzeichenanlagen gewonnene Energie sowohl zur Versorgung des Fahrzeugs im Stand als auch zum Anfahren genutzt und der Hybridbus kann an Haltestellen, im Stand und beim Beschleunigen rein elektrisch und damit praktisch emissionsfrei fahren, einschließlich einer deutlichen Reduzierung des Geräusches. Den eigentlichen Antrieb auf die Räder des Citaro übernehmen vier elektrische Radnabenmotoren an Mittel- und Hinterachse des Omnibusses, wobei die Gesamtleistung dieser Radnabenmotoren von 320 kW für einen Gelenkbus selbst unter schweren Einsatzbedingungen großzügig bemessen ist. Downsizing ist ein weiterer großer Vorteil der Technik des seriellen Hybrids im Citaro. Anstelle eines üblicherweise im Gelenkbus verwendeten großvolumigen Reihensechszylindermotors mit zwölf Litern Hubraum kommt ein wesentlich kompakterer Motor mit 4,8 Litern Hubraum zum Einsatz. Das Motorgewicht reduziert sich dadurch von etwa 1000 kg auf nur noch rund 450 kg. Und da der Dieselmotor im Hybrid-Citaro nicht als Antriebsaggregat eingesetzt wird, muss er keine Spitzenleistung mehr abgeben. Deshalb kann er sehr wirtschaftlich und umweltfreundlich nahe seines optimalen Wirkungsgrades in einem engen Drehzahlfeld operieren. Auch auf ein herkömmliches Automatikgetriebe kann der Bus verzichten, was den Wirkungsgrad verbessert und ebenfalls das Gewicht verringert. Somit liegt aufgrund des Downsizings der Aggregate das Mehrgewicht des Citaro G mit nur rund einer Tonne im Vergleich zu einem herkömmlichen dieselgetriebenen Gelenkbus äußerst günstig. Beim Citaro-Hybris Bus sind sämtliche Nebenaggregate optimiert. Klimakompressor, Lenkhelfpumpe und Druckluftkompressor werden nicht mehr durch den Verbrennungsmotor über Riemen oder Zahnräder, sondern – und das auch nur bei Bedarf – einzeln per Elektromotor angetrieben. Dadurch können die Aggregate frei positioniert werden, zum Beispiel auf dem Dach des Omnibusses.

Im Anschluss an so viel Theorie ging es dann zur Werksbesichtigung. Zuerst konnte der Rohbau besichtigt werden, Dort werden in Spannvorrichtungen aus Stahlrohren, Stahlprofilen und Gussteilen die Fahrzeugsegmente zusammengefügt und verschweißt. Aus diesen Segmenten entstehen in einer hydraulischen Großvorrichtung kundenspezifische Rohkarossen. Highlight der Werksführung war die kathodische Tauchlackierung. Hier werden die Rohkarossen in der größten Anlage dieser Art in Europa mit einem elektrochemischen Verfahren grundiert. Dabei werden die Lackpartikel mit hohen elektrischen Strömen sehr fest überall auf das penibel gereinigte Metall aufgebracht und anschließend in einem Ofen eingebrannt, In der Fertigmontage erhält die Rohkarosse alles, was zum fertigen Omnibus noch fehlt. Neben dem Einbau von Achsen und Motor werden auch die verschiedenen elektrischen, hydraulischen und pneumatischen Leitungssysteme montiert und die komplette Innenausstattung eingebaut.

Nach diesem erlebnisreichen Tag kam in vielen Meisterkollegen der Wunsch auf, bei der nächsten Werksbesichtigung vielleicht die ersten Hybrid-Fahrzeuge in der Endmontage zu sehen.