Abgaswärmerückgewinnung für LKW
In der Abwärme von Fahrzeugen geht viel Energie verloren. Davon etwas zurückzugewinnen, hat sich jedoch als trickreicher erwiesen als vormals gedacht. Mahle probiert jetzt ein System mit Axialkolbenantrieb
- Clemens Gleich
Der größte Verlust nicht nutzbarer Energie findet bei fast allen Antriebstechniken über ihre Abwärme statt. Bei Verbrennermotoren existieren daher seit langer Zeit Ideen, Energie aus dem heißen Abgas zurückzugewinnen, über die Effizienzzugewinne des Abgasturboladers hinaus. Im PKW-Bereich mit ihren vorwiegend niedrigen Lastzuständen des Motors befinden Ingenieure den Ansatz derzeit als nicht lohnend. Bei LKW mit dauerhaft hohen Lastzuständen und einer Ökonomie, in der jeder Cent zählt, sieht das anders aus. Mahle hat jetzt eine Konstruktion vorgestellt, die sich auch für Nachrüstung eignet und 2 bis 5 Prozent Treibstoff sparen könnte.
Statt kleiner Turbinen, wie sie häufig für WHR-Systeme (Waste Heat Recovery) vorgeschlagen wurden, setzt Mahle auf ein Axialkolbensystem, im Prinzip das umgekehrte Prinzip der Axialkolbenpumpe: Eine kreisförmige Anordnung von Kolben dreht eine schräg aufgesetzte Scheibe. Der Kolben-Druck entsteht aus der Verdampfung des Betriebsmittels in einem Wärmekollektor im Abgasstrom. Nach der Abgabe der Energie an die Taumelscheibe kondensiert das Betriebsmittel in einem Kühler, damit der Prozess von vorn beginnen kann.
Strom macht flexibel
Die Energie kann theoretisch direkt mechanisch auf die Kurbelwelle wirken. Das schränkt aber die Flexibilität in Sachen Bauraum erheblich ein. Mahles Prototypen wandeln die Energie daher in Strom um, der im Bordnetz dann elektrische Nebenaggregate und Zusatzsysteme antreibt. Dieser Strom müsste ansonsten vom Generator kommen, also von der Nutzleistung abgehen. Künftige 48-V-Mildhybrid-Antriebe könnten von so einer Einspeisung ebenfalls profitieren.
Aktuell baut Mahles Demonstrator am Actros-Versuchsfahrzeug in etwa so groß wie ein Geschirrspüler. Für die Serie sollen die Maße schrumpfen, "etwa A4 als Grundfläche". Der Preis des Geräts soll sich im typischen Speditionsbetrieb innerhalb von 2 Jahren amortisieren, das bedeutet grob überschlagen einen Investitionspreis im mittleren vierstelligen Bereich. (cgl)