Freie Vereinigung der Meister öffentlicher Verkehrsbetriebe e.V.
Freie Vereinigung der Meisteröffentlicher Verkehrsbetriebe e.V.

Fachtagung mit der MAN und den Stadtwerken Augsburg in Augsburg.


Datum: Di. 17.02. – Mi. 18.02.2009

Die Stadtwerke Augsburg, das drittgrößte kommunale Versorgungsunternehmen Bayerns, und die MAN luden zu einer Fachtagung unter dem Titel: „innovative Techniken in Stadtbussen“ ein. In Augsburg sind täglich 100 Busse auf 162 Straßenkilometern unterwegs. Die Verkehrsbetriebe waren bis zum Jahr 2000 ein Eigenbetrieb der Stadt und wurden dann in die Stadtwerke Augsburg Verkehrs GmbH überführt. Als eines der ersten Verkehrsunternehmen führten sie Niederflurbusse ein, die mittlerweile einen Großteil der Flotte ausmachen. Mit konsequenter Umstellung auf Erdgas – Antrieb bei ihrer Busflotte vermeiden die Stadtwerke Abgase und vermindern den Kohlendioxyd Ausstoß. Inzwischen fahren fast 90 % der Busse mit Erdgas.

 

Die MAN Truck & Bus Deutschland GmbH ist hervorgangen aus den bisherigen deutschen Tochtergesellschaften MAN Nutzfahrzeuge Vertrieb GmbH und NEOMAN Bus Vertrieb GmbH. Das Ziel des Zusammenschlusses ist die weitere Steigerung des Kundennutzens durch Bündelung der Verkaufs- und Serviceaktivitäten.

Nach der Vorstellung der Stadtwerke Augsburg und der MAN bildeten dann die Fachvorträge den Rahmen des weiteren Programms.

 

Alternative Antriebe für Busse.

Für das Verkehrssystem Omnibus sprechen viele gute Argument: Es ist flexibel und zuverlässig, sicher, sauber und leise. Vor allem beim Thema Umweltfreundlichkeit ist der Bus in der Vorreiterrolle. Euro - 4 - Dieselmotore, die die Schadstoffemissionen deutlich reduzieren, sind ein Beispiel dafür. Aber nichts ist so gut, dass es nicht noch besser werden könnte. Eine der größten Herausforderungen ist es, unsere Umwelt von Schadstoffen zu entlasten, die fossilen Brennstoffreserven zu schonen und die Mobilität zu sichern.

Ein MAN Flüssigwasserstoffbus mit Verbrennungsmotor war bereits von 1996 bis 1998 im Erprobungseinsatz in den Städten Erlangen und München. Dabei wird der Wasserstoff für Busse direkt vor Ort erzeugt und in gasförmigen Zustand in die Dachspeicher der Fahrzeuge gefüllt. Heute sind zwei MAN Niederflur Gelenkbusse als Basisfahrzeuge mit dem Wasserstoffmotor H 2876 UH 01 im Einsatz. Viele Bauteile aus dem Serien Erdgasmotor konnten hierbei unverändert übernommen werden. Der Brennraum wurde entsprechend den Anforderungen des Wasserstoffbetriebs ausgelegt und die Zuführung von Wasserstoff in den Ansaugtrakt durch elektronisch angesteuerte Einblasventile realisiert.

Seit Oktober 2004 fährt ein weiteres Fahrzeug aus der MAN Versuchsflotte auf unseren Straßen. Ein Hybrid – Brennstoffzellenbus, ausgerüstet mit einer 68 kW Brennstoffzellen Anlage und einem elektrischen Energiespeicher von 140 kW. Hierbei wird der Wasserstoff mit einem Druck von 350 bar in Behältern auf dem Fahrzeugdach gespeichert. Die Reichweite der Busse beträgt ca. 350 Kilometer.



Nicht unerwähnt blieben bei der Fachtagung natürlich auch die Vorzüge des herkömmlichen Dieselmotors. Über 100 Jahre ist er inzwischen und immer besser in Form. Mit bis zu 45% erreicht er den höchsten Wirkungsgrad aller Verbrennungsmotoren. Und er weist genügend Entwicklungspotenzial auf, um auch künftige ökologische Anforderungen, wie Euro 4 und Euro 5, zu erfüllen.

 

Die herausragenden Tugenden des Dieselmotors sind seine Genügsamkeit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Die moderne Motorengeneration hat zudem deutlich an Laufkomfort und Dynamik zugelegt. Mit Abgasturbolader und Ladeluftkühlung sowie moderner Common – Rail – Technik stellt sie hinsichtlich Drehmoment und Leistung die Spitze der Entwicklung dar.

 

Um die von Euro 4 verlangte drastische Reduzierung der Stickoxid- und Partikelanteile im Abgas zu erreichen, sind innovative, technische Lösungen verlangt. Mit der Kombination von Common – Rail – Dieselmotor, Abgasrückführung und dem von MAN speziell entwickeltem PM – KAT, wird Euro 4 sicher erreicht. Die ab 2009 gültige Euro 5 Norm schreibt eine weitere drastische Verringerung des Stickoxidanteils auf 2,0 g/kWh vor. Aber auch nach Euro 5 geht es weiter. MAN stellte den Meisterkollegen das kombinierte CRT / MAN AdBlue – System vor. Im O – KAT erfolg NO2 Bildung, HC und CO – Oxidation. Im Abscheider werden Partikel gesammelt. Im H – KAT erfolgt die Harnstoffzersetzung in Ammoniak (NH3). Im R.- KAT erfolgt die NOX Reduktion und im O – KAT die NH3 Oxidation.

 

Hybridtechnologie

Hybrid bedeutet gemischt, also eine Mischung von Antriebssystemen. Das Hauptziel hierbei ist eine Treibstoffeinsparung durch Bremsenergie Rückgewinnung (Rekuperation). Hierbei wird einmal unterschieden nach dem Energiefluss (Serieller Hybrid, Paralleler Hybrid, Leistungsverzweigter Hybrid) und nach der Funktionalität.

 

Micro Hybrid: Er ist die einfachste Hybridisierung. Z.B. nur Start – Stop, eine eingeschränkte Rekuperation. Ermöglicht kein rein elektrisches Fahren.

Der Mild Hybrid bietet zusätzliche Boost Möglichkeiten. Auch hier ist kein rein elektrisches Fahren möglich.

 

Beim Full Hybrid ist das rein elektrische Fahren möglich. Er besitzt eine hohe installierte elektrische Leistung.



Geeignete Energiespeicher.

 

NiMH – Technologie                                               Li – Ionen Technologie

mittlere Leistungsdichte                                             hohe Leistungsdichte

Energiedichte ~90 Wh/kg                                          Energiedichte ~ 110 Wh/kg

mittlere Wirkungsgrade                                             gute Wirkungsgrade

mittlere Zyklusfestigkeit                                            hohe Zyklenfestigkeit

Lebensdauer ca. 4-6 Jahre                                        Lebensdauer ca. 6 – 8 Jahre

hohe Systemkosten                                                  hohe Systemkosten

hohe Sicherheit                                                        relativ hohe Sicherheit

erprobte Technologie                                                Technologie mit hohem Potenzial

 

UC – Technologie                                                         

hohe Leistungsdichte

geringe Energiedichte

sehr gute Wirkungsgrade

sehr hohe Zyklusfestigkeit

Fahrzeuglebensdauer (Ziel)

niedrigere Systemkosten

hohe Sicherheit

ZEV-Kurzstreckenbetrieb

Foto: Ultracap Speichersystem

Technische Daten des MAN Hybrid - Stadtbus  IDEAS 1

 

Fahrzeug:                                           MAN Niederflurbus Lion’s City A 37

Dieselmotor:                                    MAN Motor D0836, 191 kW mit CRT

Generator:                                        Synchrongenerator 150 kW

Fahrmotoren:                                  Asynchron Fahrmotoren 2 x 75 kW

Speichersystem:                             Ultracap – Hochleistungsspeicher 200 kW – 0,4 kWh

Wechselrichter:                               Pulswechselrichter in IGBT – Technik.

 

Fahrzeugbeschreibung:

Der optimierte Ultracap-Bus mit diesel-elektrischem Antrieb und Hochleistungsspeicher

stellt einen seriellen Hybridantrieb dar. Als Speicherelemente werden sog.

Ultracaps verwendet und auf der Dachfläche des Busses montiert. Alle übrigen

Antriebsstrangkomponenten sind im Bodenbereich (Heck- und Podestbereich) des

Busses angeordnet. Ein permanent erregter Synchron-Generator wird über ein Anpassgetriebe an den Dieselmotor angeflanscht. Der Generator versorgt zwei Asynchronmaschinen, die

über ein Summiergetriebe miteinander verbunden sind, mit elektrischem Strom. Die

Momentenübertragung zur Hinterachse erfolgt über eine Gelenkwelle.

Die Antriebsleistung für die Fahrmotoren kann vom Dieselmotor über den Generator

oder vom Energiespeicher bereitgestellt werden. Speziell beim Anfahren wird die

Antriebsleistung zunächst dem Energiespeicher entnommen. Dies hat den Vorteil,

dass der Bus rein elektrisch betrieben den Haltebereich verlassen kann und der

Dieselmotor erst danach gestartet wird. Dadurch werden Anfahrgeräusche und

Emissionen im Haltebereich deutlich reduziert.

Während der Fahrt kann der Dieselmotor abweichend von der benötigten

Antriebsleistung mehr oder weniger Leistung liefern, indem der Energiespeicher als

Puffer verwendet wird. Dadurch ist es möglich, den Dieselmotor in seinen optimalen Betriebspunkten zu betreiben, wodurch wiederum eine Reduzierung des Verbrauchs und der Emissionen möglich ist.

Beim Bremsen wird über das Bremspedal zunächst die elektrische Bremse mit bis zu

150 kW angesteuert. Das reicht für Bremsungen im normalen Fahrgastverkehr aus.

Nur in kritischen Situationen muss das Bremspedal stärker ausgelenkt werden, damit

zusätzlich die mechanischen Bremsen aktiviert werden. Bei der elektrischen

Bremsung arbeiten die Fahrmotoren als Generatoren und die so zurück gewonnene

Bremsenergie wird im Energiespeicher für den nächsten Anfahrvorgang

zwischengespeichert.

Mit dem Wissen, dass durch dieses Forschungsprojekt versucht wird durch weitere Optimierungsmaßnahmen diese Technologien mittelfristig für Stadtbusse attraktiv zu machen und das aus ökologischer und ökonomischer Sicht, verabschiedeten die Vorstandskollegen der FVM Werner Strauch und Manfred Fischer die teilnehmenden Meisterkollegen und wünschten Ihnen eine sichere und gute Heimfahrt. Ein ganz besonderer Dank galt auch den Referenten der MAN und den Organisatoren der Stadtwerke Augsburg.



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