De wereldwijde strategie om CO2-uitstoot terug te dringen toont een toenemende belangstelling voor waterstof als brandstof bij OEM’s en motorfabrikanten in de on- en off-highway-sectoren. Liebherr biedt oplossingen voor waterstof-verbrandingsmotoren die kunnen worden gebruikt in on- en off-highway-toepassingen.
In Deggendorf (Duitsland) ontwikkelt Liebherr-Components al geruime tijd klimaatvriendelijke injectieconcepten voor zware motoren met een cilinderinhoud van 6 tot 16 liter bij een vermogen van 200 – 450 kW.
Onderzoek en ontwikkeling op het productgebied van injectiesystemen is gericht op Low Pressure Direct Injection (LPDI). “De grootste uitdagingen zijn de verschillende verbrandingsprocessen en het gedrag van waterstof als medium”, legt Richard Pirkl, technisch directeur bij Liebherr-Components Deggendorf, uit.
Focus op directe lagedrukinjectie
“Het concept van de H2-injector moet zorgen voor een stabiele, nauwkeurige en lekvrije injectie. Om dit te bereiken, leggen onze experts in Deggendorf vooral de nadruk op maximale waterstofdichtheid”, vervolgt Pirkl. Een 2-kleppenconcept zorgt ervoor dat H2-lekkage zo laag mogelijk wordt gehouden.
Afhankelijk van de specifieke configuratie is de LPDI-injector ontworpen voor systeemdrukken tot 60 bar. Typische toepassingen liggen meestal in het bereik van 30 bar. De eerste testresultaten laten een veelbelovend gedrag van de injector zien in termen van injectiesnelheid en kleine volumes. Het zorgt voor een breed scala aan toepassingen.
Prototypes
Met de huidige prototypes kunnen klantspecifieke schroefinzetstukken worden gekoppeld aan de waterstofaansluiting. Ze zijn afgestemd op de meest voorkomende verbindingstypes en bieden de grootst mogelijke flexibiliteit bij de ontwikkeling van motoren. De blaaskap zorgt ook voor een flexibele bediening. Het is gemakkelijk te vervangen en de asymmetrische geometrie maakt een individuele injectiehoek in de verbrandingskamer mogelijk.
Dit zorgt voor integratie in verschillende motoren met soms sterk verschillende inbouwsituaties. Met zijn flexibele ontwerp ondersteunt Liebherr’s LPDI-waterstofinjector een breed scala aan klantspecifieke vereisten en modulaire installatie. Het kan centraal, aan de zijkant en onder verschillende hoeken worden geïnstalleerd.
Systeembenadering
Gesprekken met OEM’s leiden samen met de huidige marktontwikkelingen ertoe dat veel motorfabrikanten de voorkeur geven aan volledig geïntegreerde H2-injectiesystemen boven een oplossing met één component. Het Liebherr-team op het gebied van injectiesystemen volgt deze benadering met zijn common-railoplossingen voor dieselbrandstoffen en blijft dit doen met alternatieve brandstoffen.
Daarbij richt het bedrijf zich op de dimensionering en het ontwerp van een volledig uitgebreid H2-injectiesysteem, inclusief systeemdrukregeling. Dit betekent dat klanten blijven genieten van de voordelen van een geïntegreerde oplossing. Naast de injector werken de experts in Deggendorf momenteel aan de ontwikkeling en integratie van verdere componenten voor systeemoplossingen.
Gebruikskenmerken
Het doel van de waterstofinjectietechnologie van Liebherr is ervoor te zorgen dat de geschiktheid van het gasinjectiesysteem (GIS) voldoet aan de tijdelijke vereisten van de motor. Deze systeemgerichte benadering combineert verschillende componenten om druk en stroming te regelen. Het doet dit op een zodanige manier dat de gebruikskenmerken in de buurt komen van een dieselmotor, met behoud van een robuust systeemontwerp.
