Vierzylinder liefert saubere 300 kW - AVL Wasserstoff-Verbrenner Rennmotor

AVL Racetech, die Motorsportabteilung von Entwicklungsdienstleister AVL präsentiert den Prototypen eines innovativen H2-Verbrennungsmotors.

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Vierzylinder liefert saubere 300 kW – AVL Wasserstoff-Verbrenner Rennmotor

Beim Thema sauberer Motorsport spielt auch Wasserstoff als Treibstoff eine Rolle. Wie viel Potenzial in einem Wasserstoff-Verbrenner steckt, zeigt der Motorenenticklungsdienstleister AVL mit seiner Rennsportabteilung.

Literleistung von 150 kW

Bei im November 2022 vorgestellten Aggregat handelt es sich um einen kompakten, wasserstoffbetriebenen Zweiliter-Vierzylinder-Turbomotor, der dank seiner intelligenten Wassereinspritzung ein völlig neues Leistungsniveau erreicht. Der Prototyp ist der erste Rennmotor, den AVL Racetech in Eigenregie entwickelt und aufbaut.

Im Gegensatz zu anderen H₂-Verbrennern, die in der Regel mit hohem Luftüberschuss betrieben werden (Magerbetrieb) und daher vergleichsweise wenig Leistung generieren, lässt sich mit dem neuen Rennmotor von AVL bei nur leicht magerem Betrieb ein Leistungsniveau von rund 150 kW pro Liter erzeugen. Der wasserstoffbetriebene Zweiliter-Turbomotor liegt mit seinen potenziell 300 kW Leistung in einem Bereich, in dem sich heute seriennahe Kundensportklassen bewegen.

Um diese hohe spezifische Leistung zu erzielen, hat AVL das Prinzip der Wassereinspritzung auf den Wasserstoffmotor übertragen. Per Injektor wird zusätzliches Wasser in die Ansaugluft des Motors eingedüst, wodurch sich der Ladedruck erhöht. Zusätzlich hat die verdampfende Flüssigkeit einen stark kühlenden Effekt im Brennraum. Das Design der hierfür notwendigen Injektoren und Ventile erfordert eine exakte Kenntnis des Gesamtsystemverhaltens mit allen Luft-, Kraftstoff- und Abgasströmen, wofür AVL seine bewährten Simulationsmodelle und 3D-Strömungsrechnungen nutzt. Dadurch wird auch sichergestellt, dass die mechanischen Grenzen des Motors nicht überschritten werden und die hohen Sicherheitsanforderungen des Motorsports eingehalten werden.

Serienversion ab 2023

“Die Basistechnik von Ottomotor und H₂-Verbrenner sind sich – im Gegensatz zur Brennstoffzellentechnologie – sehr ähnlich. Von daher passt unser Konzept auch sehr gut zum kostengünstigen Ansatz des Kundensports, denn die notwendigen Adaptierungen sind absolut überschaubar”, erklärt Projektleiter Paul Kapus. Der fertig entwickelte Wasserstoff-Verbrenner soll im Frühjahr 2023 präsentiert werden.

Ganz neu ist die Verbindung zwischen Wasserstoff und Motorsport für AVL nicht: Bereits 2013 unterstützte das Unternehmen die TU Graz beim Umbau eines Aston Martin Rapide S mit einem bivalenten H₂/Benzin-Verbrenner für den Einsatz beim 24-Stunden-Rennen auf dem Nürburgring.