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Saubere Alternativen für die Innenstadt: MAN Lion´s City Diesel in EEV und Euro 6 MAN Lion´s City CNG und Hybrid

Saubere Alternativen für die Innenstadt: MAN Lion´s City Diesel in EEV und Euro 6 MAN Lion´s City CNG und Hybrid

  • MAN Truck & Bus bietet vier besonders umweltfreundliche Alternativen für Stadtbusse
  • MAN realisiert Euro 6 verbrauchsoptimiert mit SCRT-System

MAN Truck & Bus bietet für den Einsatz im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) die ganze Bandbreite an umweltfreundlichen Technologien für effiziente Stadtbusse an. Bus-Unternehmer können also genau die für sie wirtschaftlich sinnvollste Bus-Technologie und Kraftstoff-Variante auswählen. Allen gemeinsam: sie bieten besonders niedrige Schadstoffemissionen bei hoher Wirtschaftlichkeit und sie basieren auf Grundkomponenten, die sich in MAN-Motoren seit vielen Jahren bewähren. Auf den BusDays 2012 zeigt MAN die Technologien im Praxiseinsatz: Euro 6 Diesel, CNG Rechtslenker, Diesel-Hybrid und BRT in EEV.

EEV mit MAN PURE DIESEL® Technologie: Der Wirtschaftliche

Stadtbusse von MAN erfüllen den aktuell strengsten Abgasstandard EEV (Enhanced Environmentally Friendly Vehicle) ohne den Einsatz eines zusätzlichen Betriebsstoffes (AdBlue®). Sie benötigen daher keine besondere Infrastruktur und bauen auf einer technisch ausgereiften Technologie auf, die durch lange Wartungsintervalle, hohe Nutzlast und Langlebigkeit überzeugt. Stadtbusse von MAN erreichen den EEV-Standard mit einer gekühlten, geregelten Abgasrückführung im Zusammenspiel mit einem MAN CRTec®-Partikelfilter. Das Kürzel CRT steht für Continuously Regenerating Trap (kontinuierlich regenerierbares Filtersystem). Dieser Filter umfasst einen im Schalldämpfer integrierten Oxidationskat. Nachgeschaltet reduziert ein Oberflächen-Partikelfilter die Kleinstpartikelmasse um bis zu 99 Prozent. EEV-Fahrzeuge müssen, verglichen mit Euro 5, einen um rund 33 Prozent reduzierten Partikelanteil im Abgas erfüllen (von 0,03 auf 0,02 g/kWh im European Transient Cycle). Weiterhin vorgeschrieben ist, die Rauchtrübung des Abgases um rund 70 Prozent gegenüber Euro 5 zu senken. Der MAN CRTec®-Partikelfilter hält sichtbare Rußpartikel vollständig zurück – unabhängig von der Abgastemperatur, also auch direkt nach dem Kaltstart. EEV stellt so bis zur gesetzlichen Einführung von Euro 6 den anerkannten Standard mit den geringsten Partikel-Emissionen für Dieselfahrzeuge dar. Damit sind EEV-Fahrzeuge mit Partikelfilter eine umweltfreundliche Alternative für innerstädtische Umweltzonen.

MAN Lion´s City Hybrid: Konsequente CO2-Senkung für die Stadt

Der innovative Stadtbus MAN Lion´s City Hybrid ist erfolgreich in den Markt gestartet und bereits in zahlreichen Kommunen in Europa im Linieneinsatz. Die Städte bestätigen im Praxisbetrieb das Einsparpotenzial der seriellen Hybridtechnologie bis zu 30 Prozent. MAN bringt damit heute schon wirtschaftliche Zukunftstechnologien auf die Straße: Ständiges Bremsen und Anfahren an Bushaltestellen und Ampeln im Linienbetrieb ist eine optimale Voraussetzung für den Einsatz der Hybridtechnologie. Während bei konventionellen Omnibussen die Bremsenergie in Wärme umgewandelt wird, speichert der MAN Lion’s City Hybrid diese Energie in Ultracaps und gewinnt daraus Antriebsenergie für seine zwei elektrischen Fahrmotoren. Ein fein abgestimmtes Energiemanagement steuert den Energiefluss und schaltet den Dieselmotor beispielsweise im Schubbetrieb und im Stand ab. Nebenverbraucher wie die Klimaanlage sind elektrisch betrieben und werden aus dem Energiespeicher auf dem Dach gespeist. An der Haltestelle steht der Hybrid-Stadtbus also abgasfrei und kann besonders geräuscharm elektrisch Anfahren. Dieses Technologie¬paket macht den Lion´s City Hybrid zur CO2-effizientesten und technisch zukunftsweisendsten Option für den Stadtverkehr. Der Niederflurbus spart mit seinem seriellen Hybridantrieb bis zu 30 Prozent Diesel und CO2. Zudem sind aufgrund der hohen Motorabschaltzeiten und des Betriebs konstant im idealen Drehzahlband des Dieselmotors die Abgaswerte des MAN Lion´s City Hybrid nochmals besser als die eines normalen EEV Dieselfahrzeugs.

CNG: Alternative Antriebstechnik kostengünstig schon heute

Erdgas oder Biogas stellen besonders für Stadtbus-Verkehrsbetriebe, die auf eine bestehende Infrastruktur zur Erdgasversorgung zurückgreifen können, eine umweltfreundliche, wirtschaftliche und zukunftssichere Alternative zum konventionellen Dieselantrieb dar. MAN Truck & Bus ist Marktführer bei Stadtbussen mit Erdgas-Antrieb und bietet den Lion´s City CNG in vielen Varianten als Solo- und Gelenkbus mit 12 bis 18,75 Meter Länge an. Auch Bus-Chassis für Stadt- und Überlandbusse sowie CNG-Motoren für externe Kunden von 162 bis 228 kW (220 bis 310 PS) gehören zum Portfolio.

Aufgrund seiner Eigenschaften verbrennt Erdgas im Vergleich zu anderen fossilen Brennstoffen sehr sauber und sorgt damit für geringe Motor-Rohemissionen. Der Systemvorteil von Erdgas: CNG-Motoren unterschreiten den derzeit strengsten Emissionsstandard EEV deutlich und weisen insbesondere bei den Stickoxiden (NOx) und Partikeln niedrigste Abgaswerte auf - ganz ohne aufwändige Filtertechnik und zusätzliche Betriebsstoffe. CNG-Motoren und Busse von MAN können auch mit aufbereitetem Biogas, und damit CO2-neutral betrieben werden. Zudem fahren CNG-Busse besonders leise, da beim Erdgasmotor wie beim Ottomotor die Verbrennung über Zündkerzen eingeleitet wird und sehr weich erfolgt. Außerdem überzeugen die MAN Erdgasmotoren durch lange Wartungsintervalle, sind servicefreundlich und voll diagnosefähig über MAN-Cats II.

Euro 6-Stadtbusse: Technologie für den Abgasstandard von Morgen

Ab 1.1.2014 müssen alle neu zugelassenen Fahrzeuge die Euro-6-Abgasnorm erfüllen. Die Entwicklung von Nutzfahrzeugen, die die Euro-6-Norm erfüllen, stellt hohe Anforderungen an die Hersteller, deren Ziel es ist, den Kunden effiziente und zuverlässige Fahrzeuge anzubieten. MAN Truck & Bus hat die Technologie dafür bereits 2011 vorgestellt. Der MAN Lion´s City in Euro-6-Ausführung zeigt, wie diese Technologie im Stadtbus integriert wird. Mit den Euro 6-Dieselmotoren D2066 LUH (235 kW / 320 PS / 1.600 Nm), wie im Messefahrzeug eingebaut, sowie den Motorenexponaten D0836 LOH (213 kW / 290 PS / 1.100 Nm) und D2676 LOH (353 kW / 480 PS / 2.300 Nm) zeigt MAN einen Blick auf die Leistungsbandbreite der künftigen Aggregate. Der neu entwickelte, kompakte SCRT -Filter ist als eigenes Messe-Exponat ausgestellt. Zusammen mit den neuen Motoren, einer erweiterten Fahrzeug-Elektronik und der neuen AdBlue-Versorgung ist er Teil des Euro 6-Systems.

Die Kunden können den MAN Lion´s City in Euro 6 Diesel ab dem ersten Quartal 2012 bestellen, ausgeliefert werden die Fahrzeuge zu Beginn des Jahres 2013. MAN steht damit bereit für eine Nachfrage städtischer Busbetreiber, die Euro 6-Busse bereits frühzeitig in Dienst stellen möchten. Der ausgestellte Lion´s City mit D2066LUH-Motor steht stellvertretend für die vollständige Produktfamilie an MAN Stadtbussen, die in Euro 6 eingeführt werden. Er erfüllt allerhöchste Emissionsanforderungen für innerstädtische Anwendungen bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit. Die Reisebusse in Euro 6 werden auf der IAA 2012 vorgestellt und ebenfalls ab 2013 in den Handel kommen.

Euro 6 von MAN: Ausgereifte Komponenten, neue Architektur

Die für Euro 6 notwendigen Schlüsseltechnologien AGR (Abgasrückführung) und SCR (Selektive Katalytische Reduktion) setzt MAN bereits seit vielen Jahren erfolgreich in Nutzfahrzeugen ein, die SCR-Technik beispielsweise ist im Lkw seit 2005 in Serie. Die MAN Partikelfiltertechnologie CRTec ist bereits seit dem Jahr 2000 im Serieneinsatz. Darauf aufbauend hat MAN diese ausgereiften Technologien für Euro 6 sinnvoll zusammengeführt und optimal aufeinander abgestimmt. Für die Euro 6-Technologie bedeutet dies: Die dynamische Motorcharakteristik zeichnet auch die Euro 6-Motoren aus, Leistung und Drehmoment entsprechen den EEV-Motoren. Die weitere Senkung des Kraftstoffverbrauchs war ein besonders wichtiges Ziel der Entwickler.

Der wichtigste Erfolgsfaktor der Euro 6-Entwicklung war deshalb die die Überwindung des physikalisch prinzipbedingten Zielkonflikts zwischen NOx Reduzierung und Kraftstoffverbrauchs- und damit CO2-Senkung. MAN hat den Kraftstoffverbrauch seiner Motoren in den vergangenen Jahren kontinuierlich senken können – bei gleichzeitig gestiegenen Anforderungen an die Stickoxidreduktion. Für den Sprung von Euro 5 / EEV auf Euro 6 haben die MAN-Entwickler die Einspritzung und Verbrennungsauslegung so optimiert, dass diese verbrauchs- und partikeloptimiert abläuft. Im Rahmen der Serien- und Felderprobungen wurden und werden kontinuierlich exakte Verbrauchsdaten ermittelt. MAN geht von einem Verbrauch bei den MAN Euro 6-Stadtbussen aus, der mindestens EEV-Niveau erreicht. Zusatznutzen einer solchen Verbrennung ist ein niedriger Partikelgehalt des Abgases.

Gegenüber dem Euro 5-Standard erfordert Euro 6 eine Reduzierung der NOx Emissionen um 80 Prozent, von 2 g/kWh für Euro 5 auf 0,4 g/kWh für Euro 6. MAN Truck & Bus erreicht dies mit einer Kombination aus geregelter Abgasrückführung und einem SCR-Katalysator zur Abgasnachbehandlung. Die Arbeitsteilung der beiden Systeme AGR + SCR ist die optimale Lösung für niedrigen Kraftstoff- und geringen AdBlue®-Verbrauch. Die innermotorische AGR ermöglicht eine verbrauchsoptimierte Darstellung niedriger NOx-Rohemissionen. Dies bedeutet in Folge einen niedrigen AdBlue®-Verbrauch für die NOx-Reduktion im SCR-System. Die Kombination AGR + SCR erlaubt eine effektive NOx-Reduktion in den klassischen Stadtbuszyklen. MAN setzt damit auf ein Konzept mit niedrigem Kraftstoff- und AdBlue®-Verbrauch und hoher Betriebssicherheit.

Die Partikelmasse muss gegenüber Euro 5 nochmals um 66 Prozent reduziert werden. Zudem ist für Euro 6 erstmals ein Grenzwert für die Partikelanzahl zu erfüllen. Dieser Grenzwert kann nur durch die Anwendung von geschlossenen Partikelfiltern erfüllt werden und führt real zu einer Reduktion der Partikelmasse von über 90 Prozent gegenüber Euro 5. MAN kombiniert deshalb den SCR-Katalysator mit einem geschlossenen Partikelfilter inklusive Sensorik zum SCRT -System, das kompakt im Abgasschalldämpfer enthalten ist. Die gesamte Euro 6-Technologie ist so im Stadtbus integriert, dass im Vergleich mit einem EEV-Dieselbus keine Sitzplätze entfallen. Den bisherigen Gewichtsvorteil der MAN Stadtbusse mit MAN PURE DIESEL® Technologie konnten die Ingenieure weitgehend erhalten: Das Mehrgewicht des Euro 6-Systems beträgt im Stadtbus rund 150 kg im Vergleich zu EEV.

Allein die für Euro 6 geforderte Stickoxidreduzierung entspricht in etwa der Größenordnung aller fünf vorangegangenen Euro-Schritte zusammen. Für Euro 6 müssen die Systeme erstmals die Einhaltung der Grenzwerte im Betrieb laufend überwachen (In-Use-Compliance). Die erweiterten Anforderungen an die NOx-Überwachung im Betrieb erfordern eine neue, komplexere Fahrzeugelektronik und –sensorik.

Zentrale Komponenten der Euro 6-Technologie im MAN Stadtbus

Zentrale Komponenten für Euro 6 sind motorseitig die Common-Rail-Einspritzung, die gekühlte und geregelte Abgasrückführung, zweistufige Turboaufladung, sowie die Abgasnachbehandlung über ein SCR-System mit integriertem Oxidationskatalysator plus CRT-Filter (Continous Regenerating Trap). Elektronische Sensoren überwachen permanent die Aufnahmefähigkeit des Partikelfilters. Integriert in das SCRT -System ist auch die Sensorik zur NOx-Überwachung.

Die Common-Rail-Einspritzung ist bei MAN seit 2002 in Serie, die Euro 5-, EEV- und Euro 6-Motoren nutzen bereits ein CR-System der dritten Generation. Erst heutige CR-Systeme mit ihrer vollvariablen Steuerung der Einspritzung ermöglichen es, den physikalischen Spagat zu schaffen und Stickoxide, Partikel und Verbrauch bei jedem Betriebspunkt im Griff zu haben. Die Entwicklungsingenieure haben die Common-Rail-Einspritzung für Euro 6 so entwickelt, dass die Einspritzdrücke mit bis zu 1.800 bar auf dem Niveau der Euro 5 / EEV Motoren liegen. Die für Euro 6 grundlegend neue Verbrennungsauslegung in Richtung einer heißeren und damit verbrauchsgünstigen Verbrennung des Dieselkraftstoffes ist die wichtigste Schlüsselkomponente der neuen Motoren.

Bei der Turboaufladung kommt für Euro 6 eine Verbindung von zweistufiger Turboaufladung mit Zwischen- und Hauptkühlung der Ladeluft zum Einsatz. Dabei regeln zwei robuste Turbolader in einem kompakten Auflademodul die Menge der Einlassluft und den Ladedruck zweistufig und nutzen konsequent die im Abgas enthaltene Energie. Die Hochdruckstufe, ein kleiner Abgasturbolader mit Wastegate, sorgt im unteren Last- und Drehzahlbereich für einen raschen Ladedruckaufbau und damit für ein hohes Anfahrmoment. Bereits bei niedrigen Drehzahlen steht das erforderliche hohe Luftverhältnis für eine partikelarme Verbrennung zur Verfügung. Im oberen Last- und Drehzahlbereich sorgt die Niederdruckstufe für das nötige Maß an Luftmenge und zeichnet sich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus – mit dem Ergebnis sehr günstiger Kraftstoff-Verbrauchswerte und einer partikelarmen Verbrennung. Diese Auflade-Strategie stellt zum einen die bekannte MAN-Durchzugskraft in allen Drehzahlbereichen auch bei den Euro 6-Motoren sicher. Zum anderen baut sie weiterhin bewusst auf zwei robuste und zuverlässige Einzel-Lader anstatt auf komplexere Lader mit variabler Turbinengeometrie.

Die Motorgrundkonstruktion, Bohrung und Hub ändern sich nicht. Auch die Baugröße und Anordnung der Motorkühlung bleibt unverändert. Die gekühlte Abgasrückführung (AGR), setzt MAN bereits seit dem Jahr 2000 in Serie ein. AGR sorgt in Verbindung mit der Kühlung des rückgeführten Abgases für eine niedrigere Temperatur des Frischluft-/Abgasgemisches im Zylinder – damit entstehen bereits bei der Verbrennung weniger Stickoxide. Dank der AGR-Regelung mit Hilfe einer Lambda-Sonde wird auch unter dynamischen Bedingungen für jeden Betriebspunkt des Motors die optimale AGR-Rate eingestellt. Das garantiert einen besonders hohen Wirkungsgrad und einen sparsamen Kraftstoffverbrauch.

Das für die Abgasnachbehandlung eingesetzte, neu entwickelte SCRT -System steht für die Kombination eines SCR-Katalysators mit einem Oxidationskatalysator und einem geschlossenen, elektronisch kontrollierten Oberflächen-Partikelfilter. Die Partikelfilter-Komponente war bisher bereits in EEV-Stadtbussen im Einsatz (CRTec®-Filter, Continuously Regenerating Trap). Das System ist vollständig im Euro-6-Endschalldämpfer integriert. Neu ist auch die Tank-Anordnung: Der Diesel- und der AdBlue®-Tank sitzen beim MAN Lion´s City auf der rechten Fahrzeugseite, der 20 Liter fassende Adblue-Tank ist bedieneffizent neben dem Dieseltank angeordnet und mit einem blauen Deckel verwechslungssicher gekennzeichnet. AdBlue® besitzt einen Gefrierpunkt von minus 11,5 Grad Celsius. Der Tank, die Zuleitungen und das Modul zur Dosierung des AdBlue® sind deshalb beheizbar, um auch bei tiefen Außentemperaturen einen sicheren Betrieb der Abgasreinigung zu gewährleisten.

Mit der Euro 6-Gesetzgebung muss die OBD (On-Board-Diagnose) deutlich mehr Funktionen übernehmen – die Elektronik muss nun permanent die Emissionswerte überwachen. Im Fehlerfall warnt die OBD den Fahrer über eine Warnanzeige. Zusätzlich und unabhängig davon ist für Euro 6 ein NOx-Kontroll-System vorgeschrieben ("Anti-Tampering"). Dieses überwacht die vorschriftsmäßige Versorgung des SCR-Systems mit der richtigen Menge und Qualität des Reduktionsmittels AdBlue®. Wird diese nicht sichergestellt, erfolgt zunächst eine Warnung des Fahrers, im zweiten Schritt eine Reduzierung des Drehmoments, im dritten Schritt eine Begrenzung der Geschwindigkeit. Dabei müssen erstmals die Messwerte nach den “Worldwide Harmonized Duty Cycles” eingehalten werden, also auch beim Kaltstart und im Schwachlastbetrieb. Ebenfalls muss die Systemhaltbarkeit garantiert werden für 700.000 Kilometer oder 7 Jahre. Damit wird deutlich, wie umfangreich die Entwicklungs- und Produktanforderungen für Euro 6-Fahrzeuge sind.

Die Arbeitsweise des SCRT-Systems lässt sich vereinfacht so beschreiben: Im Abgasstrom wandelt zunächst ein Oxidationskatalysator mit hoch wirksamer Edelmetallbeschichtung die limitierten Abgasbestandteile HC und CO in unschädliches CO2 und H20 um. Weiterhin wird ein Großteil der Stickoxide von NO zu NO2 umgesetzt. Der folgende Oberflächen-Partikelfilter (CRT) hält bis zu 99 Prozent der Partikelmasse aus dem Abgasstrom zurück. Im CRT-Filter werden die gesammelten Rußpartikel dann mit Hilfe des vorher gebildeten NO2 katalytisch verbrannt bzw. in CO2 umgewandelt. Die Beladung des Partikelfilters und damit die Filterwirkung werden durch einen Sensor elektronisch überwacht. Diese Informationen fließen auch in die Service-Intervall-Anzeige des Fahrzeugs ein. Die Einsatzbedingungen beeinflussen das Wartungsintervall, die Sensoren registrieren dies und die Bordelektronik informiert den Fahrer über den Filterzustand. Im weiteren Verlauf reduziert der SCR-Katalysator mit Hilfe des eingespritzten Reduktionsmittels AdBlue® den Stickoxid-Gehalt unter den Euro 6-Grenzwert von 0,4 g/kWh.

Das SCR-Verfahren ermöglicht eine Verbrennungs¬auslegung im Motor hin zu einer partikelarmen Verbrennung mit hohen Verbrennungstemperaturen. Die Motorenentwickler von MAN konnten damit auch eine verbrauchsoptimierte Verbrennung realisieren. Die Reduktion der dabei entstehenden Stickoxide erfolgt durch selektive katalytische Reduktion mithilfe des Zusatzstoffes AdBlue®. Dieses ungefährliche Reduktionsmittel wird bedarfsgesteuert vor den SCR-Kat eingedüst. Letztes Element im Abgasstrom ist ein Ammoniak-Sperrkatalysator. Er wandelt mögliche Restmengen des im SCR-Kat entstehenden Reduktionsmittels NH3 (Ammoniak) in Stickstoff und Wasser um.

Fahrzeugdaten Lion´s City Euro 6 Diesel

3 Türer – 320 PS / 235 kW

34 Sitz- und 49 Stehplätze, je nach Innenausstattung

Länge 12.000 mm
Breite 2.500 mm
Höhe über alles 2.880 mm
Radstand 5.875 mm
Stehhöhe, lichtes Maß im Niederflurbereich 2.318 mm
Gangbreite vorne / hinten 900 / 550 mm
Einstiegshöhe vorne / hinten 320 / 320 mm
Tankinhalt Diesel 210 Liter
Tankinhalt AdBlue 20 Liter
Zul. Ges. Gewicht 18.000 kg

Motor

Typ und Anordnung 6-Zylinder-Reihen-Dieselmotor
MAN D20 LUH Common Rail, liegend angeordnet, mit doppelter Turboaufladung und Zwischenkühlung. SCRT-System für Euro 6 mit elektronisch überwachtem Partikelfilter und dynamischer, betriebsabhängiger Service-Intervallanzeige
Leistung 235 kW / 320 PS
bei 1.900 1/min
Hubraum 10.514 cm³
Max. Drehmoment 1.600 Nm
bei 1.000 – 1.400 1/min

Fahrwerk und Lenkung

Vorderachse Komfort-Niederflurachse MAN VOK-07-B-01 mit vier einzelnen Lenkern geführt, Stabilisator , wartungsfreie Achsschenkellager und Radlager
Hinterachse Portalachse MAN-ZF HU-1330 mit nach links versetztem Mittelantrieb, Achsführung durch Längslenker und aufgelösten Dreiecklenker, Wartungsfrei
Bremssystem Elektronisch geregelte Scheibenbremsen mit EBS Steuerung und elektronischer Belagverschleißanzeige, ABS und ASR integriert, ASR abschaltbar
Zusatzbremse Im Getriebe integrierter Retarder, der Betriebsbremse vorgeschaltet sowie über Taster am Armaturenbrett, Haltestellenbremsanlage mit reduziertem Druck auf die Betriebsbremse der Antriebsachse
Federung ECAS-Luftfederanlage (gesteckte Rollbalg-Luftfederung mit austauschbaren Bälgen, 2 vo. 4 hi.): voll elektronisch geregelte Fahrwerksregulierung mit Wegsensoren, vo. 1 hi. 2 Sensoren, Kneeling um 80 mm serienmäßig möglich
Bereifung vorn / hinten 275/70 R 22,5
Lenkung ZF Servocom 8098 mit variabler Übersetzung und wartungsfreien Kugelgelenken