Wärmekraftmaschine MobilGen G70: Volle Kühlung für die Standzeit

Die österreichische Frauscher Motors GmbH hat eine neue Wärmekraftmaschine namens MobilGen G70 entwickelt, die einen abgestellten Lkw mit Strom versorgt. Das System stellt ausreichend Energie für die Standklimaanlage, die Standheizung und die Ladung der Bordbatterie bereit.

Im Hochsommer kann das Fahrerhaus regelrecht zum Glutofen werden. Steht ein Truck bei praller Sonne auf dem Rastplatz, erreichen die Temperaturen in der Kabine schon nach wenigen Minuten bis zu 50 Grad. An eine erholsame Ruhepause ist dann nicht mehr zu denken. Zudem stellt ein zu warmes Führerhaus eine ernste Gefährdung der Sicherheit im Straßenverkehr dar. Laut einer Studie der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) steigt die Unfallzahl bei einer Lufttemperatur von 32°C im Fahrzeug um 22 Prozent. (Quelle: DGUV 2019). In Spanien und Italien sind deshalb auch Standklimaanlagen bereits Pflicht. Auch die niederländische EU-Abgeordnete Vera Tax setzt sich mit Gewerkschaften dafür ein, dass in der EU  alle Lkw mit Standklimaanlagen ausgerüstet werden müssen.

Problem: Die Energieversorgung

Der Einbau von Standklimaanlagen macht mehr als Sinn. Doch reicht oft die Kapazität der Bordbatterien reicht nicht aus, um die Klimaanlage ausdauernd mit Energie zu versorgen. Also müssen die Fahrerinnen und Fahrer den Dieselmotor starten. Das sorgt einerseits für eine hohe Umweltbelastung und andererseits für enormen Lärm auf den Parkplätzen. Dazu kommen aktuell die hohen Spritkosten: Laut Angaben der niederländischen Gewerkschaft CNV werden 20 Liter Diesel verbraucht, wenn der Motor die ganze Nacht lang durchläuft. (Quelle: DVZ)

Komplettlösung für das Klimamanagement

Die Firma Frauscher Thermal Motors mit Sitz in St. Marienkirchen bei Schärding in Oberösterreich hat deshalb eine neue Wärmekraftmaschine mit der Bezeichnung MobilGen G70 entwickelt, die als Komplettlösung für das Klimamanagement in Lkw zum Einsatz kommen soll. Der Prototyp mit einem Expansionsvolumen von 70 ccm erreicht eine Ladeleistung von 40 Ampere an einem Lkw-Batterieset mit 24 Volt Nennspannung.

„Wir forschen seit 20 Jahren an der Weiterentwicklung von Stirlingmotoren. Mit der Entwicklung des MobilGen™ G70 haben wir nun einen Durchbruch erzielt. Unser neues Aggregat ist für den Einsatz als Auxiliary Power Unit in Transit-Lkw, Yachten und großen Reisemobilen entwickelt worden und stellt eine weltweit einzigartige Komplettlösung für die Stand-Energieversorgung in diesen Fahrzeugen dar“, so Ing. Josef Frauscher, Geschäftsführer von Frauscher Thermal Motors

Wärme und Strom aus einem Modul

Im Sommer kann mit dem MobilGen G70 ohne Einschränkung die Standklimaanlage oder der elektrische Klimakompressor versorgt werden. Darüber hinaus bleibt laut Frauscher genügend Energie, um andere Verbraucher wie Kühlschrank, Kaffeemaschine, Ladebordwände oder elektrohydraulische Antriebe zu bedienen. In den Wintermonaten kann die Kühlwärme des Motors in den Heizkreis eingebunden werden, sodass eine Heizleistung von bis zu vier Kilowatt für die Kabinenheizung zur Verfügung steht. Außerdem kann die Energie zum Vorwärmen des Hauptmotors verwendet werden. Ein weiterer entscheidender Nutzen liegt laut Frauscher in der Schonung der Bordbatterien: Diese werden nur mehr für die Abdeckung von Lastspitzen benötigt, wie z. B. zum Starten des Hauptdiesels. Die Batterien sind immer vollgeladen, wodurch ihre hohe Lebensdauer gewährleistet wird.

180.000 Entwicklungsstunden

Die technische Basis für das Aggregat bildet ein neuartiger Stirlingmotor, der als Ergebnis einer 20-jährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeit präsentiert wird. Die Neuheit des als Alphagamma-Technologie bezeichneten Verfahrens wurde bereits vom deutschen Patentamt bestätigt. Darüber hinaus werden die Fortschritte in der Motorentechnik in wissenschaftlichen Gutachten von Fachprofessoren der Auckland University of Technology und der Hochschule Reutlingen anerkannt. So setzt Frauscher unter anderem auf neuartige Differentialkolben, die zu einer drastischen Reduzierung der Kolbenkräfte führen. Infolgedessen sinken die Reibungskräfte zugunsten eines hohen Wirkungsgrades und eines geringen Verschleißes des Aggregats.

Schmierölfrei und leise wie ein Kühlschrank

Im Unterschied zu anderen Auxiliary Power Units, wo häufig bereits nach 500 Betriebsstunden ein Ölwechsel erforderlich ist, braucht der MobilGen G70 überhaupt kein Schmieröl. „Wir peilen ein Wartungsintervall von 5.000 Stunden an – ein bisher unerreichter Wert im Bereich der mobilen Verbrennungskraftmaschinen“, erklärt Frauscher. Dazu komme die Laufruhe des Aggregats – die Schallemissionen sind je nach Einbausituation kaum höher als jene eines Kühlschranks.

Die Neukonfiguration ist laut Frauscher mit weiteren Pluspunkten verbunden: Der MobilGen™ G70 hat einen einfachen Aufbau, der überschaubare Herstellungskosten, eine hohe Lebensdauer und einen wartungsarmen Betrieb ermöglichen soll. „Unser Motor besteht aus nur fünf beweglichen Teilen – bei einem vergleichbaren Ottomotor sind es 16“, sagt Josef Frauscher. „Fast alle Teile können in kostengünstiger CNC-Technik hergestellt werden, die manuellen Tätigkeiten sind auf das Notwendigste minimiert.“

Abgaswerte

Auch in Umweltfragen soll der MobilGen G70 überzeugen. Bei Stirlingmotoren findet die Wärmezufuhr außerhalb der Maschine, also unter atmosphärischen Bedingungen, statt. Diese Brennertechnik erzeugt niedrige Abgaswerte – vergleichbar mit jenen von Heizungsanlagen. Die Grenzwerte in den europäischen Vorschriften gemäß Stage V oder jene der US-Emissions-Standards Tier IV werden laut Frauscher weit unterschritten und erreichen je nach Betriebszustand lediglich etwa 25 Prozent der zulässigen Höchstwerte im Betrieb mit Flüssiggas. Und – eine Brennervariante mit Diesel als Treibstoff befindet sich in Entwicklung.

Aggregat findet im Batteriekasten Platz

Der Prototyp des MobilGen G70 bringt lediglich48 Kilogramm auf die Waage. Josef Frauscher ist sich aber sicher, dass das Aggregat noch wesentlich leichter werden kann: „Wir haben bislang noch nicht in die Gewichtsoptimierung investiert, wissen aber heute, dass wir weitere 15 Kilogramm einsparen können – ohne Einbußen der Performance. Die Konstrukteure arbeiten bereits an der Version II des Aggregats, die neben Leichtbau auch eine schlankere Bauweise zum Ziel hat. Dann findet das Aggregat einschließlich der Starterbatterien auch Platz in den vorhandenen Batteriekästen der Lkw.“

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