Welche Zukunft hat der Motor?

Von der Gründung der Gewerbeschule im Jahr 1896 und ihrer ersten Klasse von 14 Lehrlingen, darunter zwei Mechaniker, bis hin zu den innovativsten Forschungsprojekten im Bereich der Motorisierung ist einiges an Wasser die Saane hinuntergeflossen.

Anlässlich des 125-jährigen Jubiläums der Institution werfen wir im Podcast „Motoren und ihre Entwicklung“ mit Christian Nellen und Ulrich Weiss von Liebherr Machines Bulle einen Blick zurück auf die Geschichte des Motors und seiner verschiedenen Technologien.

Parallel dazu betrachten wir zwei Projekte an der HTA-FR, die sich mit der Zukunft des Verbrennungsmotors und von Leichtfahrzeugen für eine nachhaltige Mobilität beschäftigen. Das eine ist ein Forschungsprojekt des Sustainable Engineering Systems Institute, das andere ein Projekt von Studierenden.

Aus bewährter Technik Neues machen

Das Ziel von Professor und Forscher Christian Nellen ist es, Kontinuität und Wandel zu verbinden. Die bestehende Fahrzeugflotte ist riesig und mit Verbrennungsmotoren ausgestattet, d.h. derzeit mit Motoren, die mit fossilen Brennstoffen betriebenen werden und ihre Effizienz bereits unter Beweis gestellt haben. Sie so zu verändern, dass sie mit Wasserstoff betrieben werden können, wäre eine technologische Revolution, die den Einsatz „traditioneller“ Motoren weiterführen könnte.

Dies würde in kurzer Zeit eine deutliche Reduzierung der CO2-Emissionen ermöglichen und den Austausch der gesamten Fahrzeugflotte vermeiden.

Um einen Motor, der mit fossilen Brennstoffen betrieben wird, in einen Wasserstoffmotor umzuwandeln, müssen ein paar Dutzend der 2000 Teile eines Motors verändert werden. Da Wasserstoff ein Gas ist, im Gegensatz zu flüssigem Benzin, müssen das Einspritzsystem und bestimmte Materialien und Beschichtungen ausgetauscht werden.

Der Betrieb eines Wasserstoffmotors ist beherrschbar. Allerdings muss der Forscher noch den Wirkungsgrad optimieren und gleichzeitig die Stickoxid-Emissionen eliminieren, was ein Redesign des Verbrennungssystems erfordert.

Die Idee, aus etwas Altem etwas Neues zu machen, ist innovativ. Auch bei der HTA-FR sind junge Menschen gefragt, selbst Innovationen hervorzubringen.

Auf der Suche nach Leichtigkeit

Das Fahrzeug der Zukunft zu erfinden, dies ist das Ziel einer Gruppe von Studierenden der Maschinentechnik im zweiten und dritten Studienjahr. Das Team nimmt am Wettbewerb «Shell Eco-marathon» teil. Diese Veranstaltung bringt Studierende aus der ganzen Welt zusammen und stellt ihnen die Aufgabe, ein möglichst energieeffizientes Fahrzeug von A bis Z zu entwerfen.

Das HTA-FR Team hat sich zum Ziel gesetzt, im Jahr 2021 eine Prototyp fertigzustellen, um damit an der Ausgabe 2022 des Shell Eco-marathon teilzunehmen. Bevor es in den Wettbewerb geht, müssen die angehenden Ingenieur/innen noch an der Motorisierung, dem Getriebe, dem Bau von Leichtbaustrukturen mit Verbundwerkstoffen sowie an der Elektronik arbeiten, um ein möglichst leichtes Fahrzeug mit hohem Wirkungsgrad zu realisieren.

Made in HTA-FR

Wetten, dass die beiden jungen Mechaniker von 1896 stolz wären, wenn sie wüssten, dass aus ihrer Gewerbeschule eine Hochschule geworden ist, die aktiv zur nachhaltigen Mobilität der Zukunft beiträgt. Während Sie, liebe Leser, darauf warten, einen Motor „made in HTA-FR“ in Ihrem Fahrzeug zu haben, laden wir Sie ein, die anderen Technologien und ihre Entwicklung in den verschiedenen Podcasts des Monats März zu entdecken.