Der Weg zur CO2-neutralen Mobilität der Zukunft versetzt die Märkte weltweit immer stärker in Bewegung und beschleunigt den Wandel in der Automobil- und Motorenbranche. Hengst, Spezialist für Filtration und Fluidmanagement, richtet seine Produktpalette konsequent auf die künftigen Anforderungen aus. Um den Herstellern von Antrieben und Fahrzeugen auch weiterhin eine breite Palette innovativer Lösungen anbieten zu können, hat Hengst seine Kräfte im Bereich der Grundlagenforschung und Vorentwicklung im TechCenter Filtration am Standort Münster gebündelt. Die Entwickler forschen dort an Fragestellungen der Zukunft und erarbeiten beispielsweise Lösungen, die zum Erfolg der Mobilitätswende und der Energietransformation beitragen. Wie innovative Produkte von Hengst unter anderem dabei helfen, die Umwelt- und Luftverschmutzung zu reduzieren, zeigt das Unternehmen auf der IAA Transportation in Hannover.
Elektrifizierter Innenraumfilter Blue.ion
Im Bereich der Luftfiltration nutzt Hengst die langjährige Expertise aus der Industriefiltration, auf deren Basis verstärkt Produkte für für die Erstausrüstung von Fahrzeugen entwickelt werden. Ein Beispiel ist der Innenraumfilter Blue.ion. Er erreicht seine Filterwirkung durch eine Kombination von Ionisation der im Luftstrom befindlichen Partikel und Polarisation des Filtermediums. Der Ionisator befindet sich direkt vor dem Filter und sorgt dafür, dass die Partikel elektrostatisch aufgeladen werden. Dadurch lassen sie sich im ebenfalls geladenen Filter besser abscheiden. Allein durch Ionisation wurde die Ladung im Filter allerdings im Laufe der Zeit nachlassen und zu einem Leistungsverlust mit verringerter Partikelabscheidung führen.
An diesem Punkt wirkt die Polarisation ergänzend. Durch den Aufbau eines elektrostatischen Felds wird die Ladung im Filtermedium dauerhaft aufrechterhalten. Insgesamt kann durch das kombinierte System eine konstant hohe Abscheidung über die gesamte Lebensdauer gewährleistet werden. Zudem überzeugt der Blue.ion durch seine hohe und zugleich energieeffiziente Filtrationsleistung. Er entfernt selbst feinste Partikel (PM1: Partikelgröße 1 Mikrometer und kleiner) aus der angesaugten Luft, bietet dadurch maximale Sicherheit vor Schadstoffen, Viren und Allergenen und trägt erheblich zu einem gesunden und hygienischen Innenraumklima im Fahrzeug bei. Dennoch ist er kompakt gebaut – bei gleichem Differenzdruck benötigen konventionelle Filter rund fünfmal mehr Bauraum – und bietet einen geringen Durchströmungswiderstand auch bei der Filtration feinster Partikel. Das bedeutet weniger Energieverbrauch des Gebläses und geringere Geräuschemissionen. Der Blue.ion liegt auch hier im Vergleich zu konventionellen Filtern vorne, die für die gleichen Leistungswerte mit einem fünfmal höheren Differenzdruck arbeiten müssen.
Lösungen für alternative Kraftstoffe (E-Fuels, FAME, HVO)
Die Defossillisierung des Verkehrssektors, aber auch von Off-Highway- und Stationäranwendungen, macht einen breiten Mix unterschiedlicher Antriebs- und Kraftstoffkonzepte notwendig. Diese Diversifizierung trägt den unzähligen speziellen Anforderungen in den vielen unterschiedlichen Segmenten und den spezifischen Bedingungen in den verschiedenen Regionen weltweit Rechnung. Je nach Einsatzbereich kommen unter anderem Elektroantriebe mit Batterie und/oder Brennstoffzelle sowie Verbrennungsmotoren mit sythetischen Kraftstoffen wie E-Fuels und Wasserstoff oder mit Biokraftstoffen wie hydrierten Pflanzenölen (Hydrogenated Vegetable Oils, HVO) oder Fettsäuremethylestern (Fatty Acid Methyl Ester, FAME) zum Einsatz.
Hengst entwickelt die Kraftstofffilter-Konzepte so weiter, dass sie auch mit alternativen Kraftstoffen eingesetzt werden können. Das Kraftstofffilter-System Blue.maxx zum Beispiel ist für alle derzeitigen und künftig voraussichtlich eingesetzten Kraftstoffe weltweit – sowohl auf fossiler als auch biogener und synthetischer Basis – geeignet. Um den vielfältigen Anforderungen an die moderne Motortechnik mit Nutzfahrzeug- und Off-Highway-Bereich gerecht zu werden, hat Hengst das System modular aufgebaut, daher lässt es sich schnell und einfach als Erstausrüster- oder Nachrüstlösung an verschiedene Anwendungen anpassen. Je nach Abscheide-, Feinheits- und Kraftstoffanforderungen stehen verschiedene ein- oder mehrlagige Elemente des Kraftstofffilter-Einsatzes Energetic zur Verfügung. Das Blue.maxx-System kann zweiteilig als Vor- und Hauptfilter oder als kombinierter Hauptfilter mit integrierter Wasserabscheidung ausgelegt werden. Der Systembaukasten enthält vier Basisvarianten für Volumenströme von 50 bis 750 Liter/Stunde, die durch verschiedene Zusatzelemente individuell angepasst werden können.
Filtersysteme für Wasserstoffmotoren und Brennstoffzellen
Bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren, die mit Wasserstoff betrieben werden, müssen eine potenziell erhöhte Wasseranreicherung im Motoröl und die leichte Entflammbarkeit von Wasserstoff berücksichtigt werden. Sollte durch ungünstige Betriebsbedingungen des Motors mit einem Eintrag von Wasser in das Motoröl zu rechnen sein, bietet Hengst speziell ausgelegte vollsynthetische Filterelemente und Dichtungswerkstoffe an. Die Ölfiltermodule von Hengst können flexibel konfiguriert werden und decken die spezifischen Anforderungen von Wasserstoff, aber auch anderer alternativer Kraftstoffe wie FAME oder HVO ab.
Bei Wasserstoffmotoren können Blow-by-Gase, die über die Zylinder in das Kurbelgehäuse gelangen, ein explosionsfähiges Gemisch bilden. Ein innovatives aktives Belüftungssystem von Hengst minimiert die Wasserstoffkonzentration im Kurbelgehäuse und wirkt der Entzündungsgefahr effektiv entgegen. Es besteht aus speziell entwickelten Luftventilen, über die Frischluft direkt in das Kurbelgehäuse geleitet wird, sodass stets ein positives Druckgefälle zum Kurbelgehäuse entsteht. Hengst hat die aktive Belüftung als Teil eines Gesamtfilterkonzepts für Wasserstoffmotoren entwickelt, das zusätzlich aus dem elektrisch angetriebenen Tellerseparator Blue.tron besteht. Abhängig von Drehzahl und Last des Verbrennungsmotors wird immer eine optimale Abscheiderate für das Motoröl im Blow-by-Strom erzielt.
Bei Brennstoffzellen werden während des Betriebs aufgrund von Alterung Ionen in das Kühlmittel eingebracht. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist daher eine effektive Filtration erforderlich. Eine besonders hohe Schutzwirkung bei geringstem Wartungsaufwand bietet der innovative Ionentauscher Blue.iox von Hengst. Das einzigartige Design der Filterkartusche mit axialer Filterdurchströmung und das spezielle Mischbettharzsystem für den Kationen- und Anionenaustausch gewährleisten hohe Filtrationseffizienz über das gesamte Serviceintervall hinweg. Die Ionenkonzentration im Kühlmittelkreislauf der Brennstoffzelle wird so sehr schnell abgebaut.
Auch der Luftpfad einer Brennstoffzelle stellt besondere Anforderungen an die Filtration. Um eine hohe Lebensdauer und Leistungsfähigkeit zu erreichen, muss die Ansaugluft sehr effektiv von Partikeln und Stoffen wie Stickoxiden, Ammoniak und Schwefeloxid gereinigt werden. Ein speziell entwickeltes Kathodenluftfiltersystem von Hengst mit mehrlagigem Aufbau schützt die Komponenten der Brennstoffzelle. Durch den modularen Aufbau kann das System einen breiten Leistungsbereich der Brennstoffzellen von 100 bis 500 Kilowatt abgedeckt. Neben Produkten für die Kühlmittel- und Luftfiltration entwickelt Hengst auch Lösungen im Bereich der Systemintegration direkt am Brennstoffzellenstack. Als Beispiel ist hier ein Wasserabscheider für die Anodengasrezirkulation zu nennen, der sich durch eine innovative Ventilkonfiguration des Purge- und Drainventils auszeichnet.
