Sieger Großunternehmen: Revolutionärer Gasmotor

Sieger Großunternehmen: Revolutionärer Gasmotor

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Erfinder Lausch und sein PGI-Motor Zündende Idee auf einem Flug nach Kopenhagen

Ein revolutionärer Gasmotor von MAN Diesel zur Stromerzeugung verbindet die Vorteile von Otto und Diesel. Das Ergebnis ist ein hoher Wirkungsgrad bei niedrigen Schadstoffemissionen.

An der Bronzetafel führt kein Weg vorbei. Wer immer das Werk Augsburg besucht und zu einer Besichtigung der Fertigung eingeladen wird – die Wirtschaftsdelegation aus Brunei oder auch nur der neugierige Journalist aus dem Rheinland – wird früher oder später in die Halle A8 und zu der kleinen, blumengeschmückten und mit Ketten gesicherten Gedenkstätte vor dem Motoren-Prüfstand gelotst. „An dieser Stelle“, erfährt der Besucher hier, „entstand in den Jahren 1895 bis 1897 der erste Dieselmotor der Welt.“

Man ist mächtig stolz bei MAN Diesel, dass man vor inzwischen über 105 Jahren einen guten Riecher hatte und das Schreiben des Berliner Erfinders Rudolf Diesel nicht gleich in den Papierkorb warf. Im März 1892 hatte der damals noch weitgehend unbekannte Oberingenieur in Augsburg höflich angefragt, ob man ihm beim Bau eines „rationellen Wärmemotors“ helfen könne, der durch Selbstzündung der im Brennraum komprimierten Luft und allein mit Verdichtungshitze gestartet werde. Fünf Jahre später begann der Siegeszug des damals noch heftig nagelnden Selbstzünders als Antrieb von Lokomotiven, Schiffen, Autos und Kraftwerken.

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Möglicherweise wird man in einigen Jahren in Augsburg noch eine weitere Gedenktafel aufhängen – für Wolfram Lausch, jenen Ingenieur aus Cuxhaven, der, so wird es dann vielleicht heißen, zwischen 1998 und 2006, während seiner Zeit als Leiter der Motorenentwicklung von MAN Diesel, einen revolutionären Gasmotor entwickelte, der die Zündmethode des Dieselaggregats auf einen Zwölfzylinder-Ottomotor übertrug und damit eine Wärmekraftmaschine mit einem – für die damaligen Verhältnisse – außergewöhnlich hohen Wirkungsgrad von 46 Prozent schuf.

Aufgehängt werden müsste die Tafel an der Außenwand des werkseigenen Kraftwerks. Denn im Innern des historischen Gemäuers brummt seit April 2005 ein Exemplar jenes Wundermotors mit der kryptischen Typenbezeichnung 12V32/40 PGI, zehn Meter lang, 5400 Kilowatt (7241 PS) stark und in freundlichem Hellblau lackiert. Beinahe pausenlos arbeitet der mit Erdgas betriebene Motorkoloss, um die Elektroöfen der angeschlossenen Gießerei mit Strom zu versorgen. In rund 6500 Betriebsstunden und bei 75-prozentiger Auslastung gab es bislang keinerlei Probleme mit dem großen blauen Wunder, wie die Protokolle in der Messwarte berichten.

Die erste, gewissermaßen zündende Idee zur Entwicklung des Motor war Lausch über den Wolken gekommen. 1997 flog er mit seinem damaligen Chef und Technikvorstand Hanns-Günther Bozung nach Kopenhagen zu einer Konferenz im dortigen Werk für Großdieselmotoren. „Irgendwie“, erinnert sich Lausch, kam das Gespräch auf die optimale Zündung von Otto-Gasmotoren – worüber sonst sollten sich zwei gestandene Ingenieure auf einem zweistündigen Flug schon unterhalten? Konkret ging es um die Frage, wie man den Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit großvolumiger Verbrennungsmaschinen verbessern könne. Es ging um ein komplexes Problem, das die beiden Ingenieure wälzten, während ihr Flieger gen Dänemark düste: Zur Zündung des Gas-Luftgemisches im Brennraum des Otto-Motors werden Zündkerzen benötigt, die nur mit relativ geringer Spannung betrieben werden können. Um aber den sogenannten Mitteldruck im Zylinder und damit die Leistungsdichte zu steigern, könnte man zwar das Gas-Luftgemisch abmagern. Doch dann müsste die elektrische Spannung an der Zündkerze kräftig erhöht werden, was wiederum deren Lebensdauer drastisch verkürzen würde.

Für diesen Zielkonflikt gab es lange keine Lösung. Die Folge: Große, leistungsstarke Gasmotoren, die in vielen Ländern der Welt für eine dezentrale Stromerzeugung eingesetzt werden, arbeiten heute ausschließlich nach dem Dieselprinzip. Deren Herstellung aber ist teuer – MAN hatte sich deshalb in den Neunzigerjahren aus dem Geschäft mit Gasmotoren zurückgezogen.

Doch das Gespräch von Lausch und Bozung über den Wolken eröffnete neue Perspektiven: „Warum lassen wir die Zündkerzen nicht einfach weg, warum zünden wir nicht einfach mit hochkomprimiertem Gas?“, fragte Lausch, der sich an die Arbeitsweise von alten Vorkammer-Dieselmotoren erinnerte, wie sie Mercedes bis in die Achtzigerjahre hinein baute. Dort wird eine kleine Menge Diesel in den Zylinderraum gespritzt, um das Gas-Luftgemisch zu zünden. Die Methode erlaubt hohe Mitteldrücke und hohe Wirkungsgrade. Die Einspritzung von Zündöl würde jedoch bei einem allein gasbetriebenen Motor zusätz‧liche Tanks und Kraftstoffleitungen erfordern und zudem die Emissionswerte der Maschine verschlechtern.

Lauschs geniale Idee war, statt Öl eine winzige Menge hochkomprimierten Gases in eine Vorkammer zu blasen und sich dort an der aufgeheizten Innenwand oder einem kleinen Glühkörper selbst entzünden zu lassen: „Warum eigentlich nicht?“ Mit seinem Chef durchdachte der Verfahrenstechniker, der sich am Forschungszentrum Jülich lange mit tribologischen Problemen bei Dieselmotoren herumgeschlagen hatte, die Idee „vorwärts und rückwärts“. Beide Ingenieure kamen zu dem Schluss, dass es funktionieren müsste. „Wir waren aber der Überzeugung, dass auf eine solch simple Idee schon andere gekommen waren und längst ausprobiert hatten.“

Von wegen. Wie die sofort eingeleitete gründliche Patentrecherche ergab, hatte die „simple Idee“ tatsächlich noch kein anderer Ingenieur verfolgt, geschweige denn mit einer derartigen Maschine experimentiert. Eine Woche später reichte MAN Diesel das Konzept für ein neues Zündverfahren zum Patent ein.

Wesentlich länger zog sich der Weg von der Patentanmeldung und der ersten Skizze bis zur Inbetriebnahme des ersten PGI (Performance Gas Ignition)-Gasmotors im werkseigenen Kraftwerk hin. Vor dem Bau eines Prototypen wurde zunächst mit einem kleinen Team an einem Einzylinder-Versuchsmotor herumexperimentiert. Dabei gab es immer wieder knifflige Detailfragen zu klären – ein Problem war beispielsweise die Auswahl des Materials für die Glühstifte. Lausch: „Wir haben schnell er- » kannt, dass man die Entwicklung sehr gründlich machen muss, wenn es später beim Kunden keine bösen Überraschungen geben soll.“ Um nicht zu viel Zeit zu verlieren, holte man sich beim Wissenschaftlich-Technischen Zentrum für Motoren- und Maschinenforschung (WTZ) Roßlau, einem Ingenieurs-Dienstleister aus Dessau in Sachsen-Anhalt, Hilfe.

Sieben Jahre gingen so ins Land. In-zwischen aber sind die ersten PGI-Motoren an Kraftwerke in Russland und Argentinien ausgeliefert. Die Nachfrage nach Gasmotoren zur Stromerzeugung ist wegen der geringen Schadstoffemissionen dieser Aggregate und der Möglichkeit eines Betriebs auch mit Bio- oder Klärgas weltweit stark angestiegen, die Nachfrage nach den PGI-Motoren aus Augsburg auch aufgrund deren geringen Wartungskosten (der Austausch der Zündkerzen entfällt) längst größer als die vorhandenen Produktionskapazitäten: Wenn MAN Diesel wie geplant bis 2015 auf einen Weltmarktanteil von 40 Prozent kommen will, wird man die Montage wohl kräftig ausbauen müssen. MAN Nutzfahrzeuge denkt längst auch daran, den Gasmotor in Lastwagen einzusetzen.

Lausch könnte also rundum zufrieden sein. Doch etwas nagt in ihm – dass der Motor nicht seinen Namen trägt: Er denkt an Diesel, Otto, Wankel oder Stirling –„all diese Motoren tragen den Namen ihres Erfinders“. Vielleicht hat die Marketingabteilung ja noch ein Einsehen.

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