Man Engines e il nuovo motore a idrogeno ad Agritechnica

Tra le soluzioni di trasmissione sostenibili per macchine agricole e applicazioni fuoristrada, Man Engines presenta il Man H4576, un motore a combustione a idrogeno di nuova concezione che si basa sulla collaudata base del motore diesel D3876. Con una potenza impressionante di 500 CV (368 kW) e una cilindrata di 16,8 litri, il Man H4576 apre un’ampia gamma di possibilità per la decarbonizzazione delle macchine sul campo e fuori strada. “I motori a combustione di idrogeno rappresentano un approccio promettente per accelerare la decarbonizzazione delle macchine off-road. Non appena il mercato sarà pronto, Man Engines offrirà soluzioni su misura”, sottolinea Mikael Lindner, responsabile Man Engines.

La base del Man H4576 è l’affermato motore diesel D3876. Questo condivide con il nuovo motore a idrogeno circa l’80% dei suoi componenti di base come basamento, albero motore, bielle, nonché i circuiti di raffreddamento e dell’olio, comprese pompe, coppa dell’olio e filtro. Le dimensioni quasi identiche dei due motori a combustione facilitano ai produttori di macchine la loro integrazione nei veicoli esistenti.

Una novità importante, però, è l’aumento dell’alesaggio da 138 mm a 145 mm, mentre la corsa rimane invariata a 176 mm. Questa modifica ad una cilindrata maggiore di 16,8 litri rispetto ai 15,3 litri del motore diesel Man D3876 è necessaria in considerazione della minore densità di potenza dei motori a idrogeno per raggiungere la potenza target. Sono state apportate modifiche significative ai componenti per l’alimentazione e la combustione dell’idrogeno, al sistema di controllo del motore e al sistema di controllo dei gas di scarico.

L’approvvigionamento di idrogeno del Man H4576 comprende il sistema di nuove linee a bassa pressione e un rail, che forniscono all’iniettore l’idrogeno necessario. Il controllo preciso della pressione viene utilizzato per dosare la richiesta di idrogeno per garantire una combustione efficiente e fornire in modo ottimale il carburante al motore. L’iniettore di idrogeno viene utilizzato per l’iniezione diretta a bassa pressione con una pressione di iniezione fino a 40 bar. È montato direttamente nella camera di combustione per prestazioni più elevate e una migliore risposta del motore. Il sistema di accensione appositamente sintonizzato tiene conto di queste proprietà e consente un’accensione affidabile e controllata della miscela di idrogeno.

Tra le altre cose, l’unità di controllo del motore appositamente progettata controlla la fornitura di idrogeno e aria, regola l’iniezione e l’accensione e regola continuamente i parametri del motore per consentire una combustione sicura ed efficiente. Rispetto al motore diesel, il motore a combustione a idrogeno richiede nuovi pistoni e camicie, poiché il diametro del pistone è stato aumentato a 145 mm. Con una potenza di 500 CV (368 kW) la cilindrata maggiore che ne risulta raggiunge una potenza simile a quella del motore diesel Man D2676 con una cilindrata di 12,4 litri. Il nuovo turbocompressore garantisce una dinamica ottimale e contribuisce a ridurre il consumo di carburante.

Le uniche emissioni rilevanti che si presentano come potenziali sottoprodotti della combustione di H2 e che potrebbero finire in misura significativa nei gas di scarico sono gli ossidi di azoto (NOx). Per ridurlo quasi a zero, Man Engines punta su un processo di combustione avanzato e su un comprovato sistema di post-trattamento dei gas di scarico. La combinazione di motore a combustione di idrogeno e post-trattamento dei gas di scarico soddisfa gli standard sulle emissioni EU Stage V e Zero Emission Vehicle (Zev).

Nello sviluppo dell’H4576, Man Engines beneficia della sua vasta esperienza nella tecnologia dei motori a idrogeno e del know-how nel campo dei motori a gas per un’ampia gamma di applicazioni. Già nel 1996 Man presentò alla Fiera di Hannover un autobus alimentato a idrogeno. Questo autobus urbano SL 202 era alimentato da un motore a gas naturale modificato per il funzionamento a idrogeno. “Abbiamo iniziato presto ad occuparci di azionamenti rispettosi dell’ambiente. Ancora oggi beneficiamo di questo ruolo pionieristico nella tecnologia”, afferma Werner Kübler, responsabile dell’ingegneria presso Man Engines.

Il motore a combustione a idrogeno H4576 potrà essere immesso sul mercato rapidamente grazie alla tecnologia esistente. Il pioniere della guida a emissioni zero per veicoli fuoristrada in collaborazione con Man Engines è Kässbohrer Off-Road Vehicles. Il loro PistenBully 800 prevede già nella sua progettazione che ci sarà spazio per un futuro motore a combustione a idrogeno – il Man H4576 – e che saranno disponibili le interfacce corrispondenti. Tuttavia, il motore Man H4576 dimostra anche che l’idrogeno non deve essere utilizzato esclusivamente come unico carburante.

Progettato come motore a doppia alimentazione, può essere utilizzato in combinazione con il diesel convenzionale o con carburanti alternativi come l’Hvo. Un esempio di successo è il motore dodici cilindri a V Man D2862, che dalla metà del 2022 alimenta la nave di rifornimento del parco eolico Hydrocat 48 come motore a doppia alimentazione a idrogeno. Inoltre, Man Engines sta attualmente sviluppando un motore stazionario a idrogeno – il Man H3268 – per la cogenerazione di calore ed elettricità in centrali di cogenerazione.