Deswegen setzt Mercedes-Benz Trucks alles daran, seine Dieselmotoren so effizient und umweltfreundlich wie möglich zu machen

26.06.2018
Stuttgart

Der Workshop definiert die wichtigsten Stellhebel für die Zukunft und rechnet vor, welche Maßnahmen den Kunden welchen Nutzen bringen.

  • Mittelfristig wird insbesondere der Fernverkehr weiter auf Lkw mit Verbrennungsmotoren angewiesen sein
  • Für die Kunden ist die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eine der effektivsten Maßnahmen, die Gesamtkosten ihrer Lkw zu senken
  • Realitätsnahe Simulationen identifizieren bei Mercedes-Benz Trucks die Potenziale zur weiteren Optimierung der Kraftstoffeffizienz
  • Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß sind lineare Größen: Nur durch die Senkung des Verbrauchs lassen sich die verschärften Emissionsgrenz­werte der Zukunft erfüllen
  • Die Vielfalt der Konfigurationen und Einsatzgebiete macht exakte Kraftstoffverbrauchsberechnungen für Lkw komplex – die Ingenieure bei Mercedes-Benz Trucks sind hier seit 30 Jahren führend 

Für die Betreiber großer Lkw-Flotten gilt ebenso wie für kleinere Fuhrunter­nehmen: Beim Kraftstoffverbrauch beeinflussen selbst geringe Einspar­potenziale die gesamten Lkw-Betriebskosten massiv. Ein Rechenbeispiel: Angenommen, ein neuer Fernverkehrs-Lkw wartet durch Verbesserungen bei der Aerodynamik und am Antriebsstrang mit einem gesenkten Dieselver­brauch von drei Prozent auf. Für den Unternehmer bedeutet das bei einer Jahreslaufleistung von 120 000 Kilometern, einem Dieselpreis von 1,20 Euro pro Liter und einem bisherigen Durchschnittsverbrauch von knapp 30 Liter pro 100 Kilometer bei seinem alten Lkw eine Ersparnis von rund 1290 Euro pro Jahr. Hochgerechnet auf eine Flotte mit 100 Zugmaschinen ist das ein sechsstelliger Betrag, der die Anschaffung eines zusätzlichen Fahrzeugs ermöglicht. Die Senkung des Kraftstoffverbrauchs ist also heute und in Zukunft essenziell für die Transportunternehmer, um die Profitabilität ihres Geschäfts abzusichern. Doch es geht beim Kraftstoffverbrauch immer auch um die Umwelt.

Exakte Berechnungen liefern die Basis für weitere Optimierungen

Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß sind lineare Größen und damit aneinander gekoppelt. Ein geringerer Verbrauch bedeutet daher automatisch weniger Emissionen. Insbesondere mit Blick auf die immer strenger werdenden gesetzlichen Normen zu den Schadstoffemissionen spielt die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz daher eine Schlüsselrolle. „Nur durch exakte Berechnungen und absolut realitätsnahe Simulationen lassen sich Potenziale zur Optimierung von Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß erkennen und nutzen“, sagt Wolfgang Sülzer, der bei Daimler Trucks mit seinem Team Verbrauchssimulationen und Effizienzberechnungen für die gesamte Modellpalette des Konzerns durchführt. „Unsere Simulations­ergebnisse liefern daher einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung noch effizienterer Fahrzeuge.“

Bei der Optimierung der Kraftstoffeffizienz von Lkw stehen die Entwickler vor großen Herausforderungen: Durch die Vielfalt möglicher Konfigurationen und Einsatzgebiete sind exakte Berechnungen ein äußerst komplexes Unterfangen. Im Gegensatz zum Pkw sind im Lkw eine Vielzahl variabler Komponenten wie unterschiedliche Motoren, Getriebe oder Achsen verbaut. Zudem haben auch der Aufbau, Bauart und Anzahl der Anhänger sowie die Anwendung des Trucks einen maßgeblichen Einfluss auf den Verbrauch. Für eine realitätsnahe Simulation müssen überdies exakte Umweltdaten und unterschiedliche Fahrer­typen berücksichtigt werden. Wolfgang Sülzer: „Wir machen uns diese Arbeit, damit wir den Kunden von Mercedes-Benz Trucks auch in Zukunft Lkw zur Verfügung stellen können, die nicht nur aufgrund ihres geringen Kraftstoff­verbrauchs Geld verdienen, sondern auch den sich weiter verschärfenden regulatorischen Anforderungen gerecht werden.“

Simulationen am Rechner – so realitätsnah wie möglich

Bereits vor mehr als 30 Jahren entwickelte ein Team von Daimler die erste Simulationssoftware zur Berechnung von Kraftstoff- und Energieverbrauch sowie CO2-Emission. Am Grundprinzip von damals hat sich bis heute nichts geändert: Das Fahrzeugmodell fährt in einer simulierten Umgebung auf einer Strecke mit exakt dem Einsatzprofil, das eine bestimmte Kundengruppe braucht. Über die Jahre bauten die Daimler-Ingenieure den Leistungsumfang der Software kontinuierlich aus. Durch die Berücksichtigung neuer und immer komplexerer Parameter wurden die Berechnungen dabei stets genauer. In ihrer aktuellen Version simuliert die Software sogar das Verhalten einzelner Steuergeräte im Truck. Diese Nachbildung des elektronischen Netzwerks im Lkw liefert viele wichtige Impulse zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Gesamtsystems.

Simulationen ergänzen Tests auf der Straße

Durch die Analyse der durch Simulation ermittelten Kennzahlen zu Kraftstoff­verbrauch und CO2-Emissionen können die Entwickler weitere Optimierungs­potenziale identifizieren. Tests unter realen Bedingungen sind gleichzeitig weiterhin notwendig: neben den Simulationen werden auch Verbrauchs­messungen auf der Straße gefahren. Beide Disziplinen stehen nicht im Wettbewerb zueinander, sondern ergänzen sich. In den Versuchen werden z. B. Wettbewerbsfahrzeuge gegenüber den eigenen Fahrzeugen gemessen, unter den gleichen Randbedingungen, d. h. gleiche Einsatzprofile, gleiche Strecken. Für die Simulation wäre dies nicht uneingeschränkt möglich, da von Wettbewerbsfahrzeugen keine kompletten Daten vorliegen. In der Simulation hingegen werden viele Maßnahmen berechnet, und so lassen sich dann auch Kosten sparen.

Allein im aktuellen Modell des Actros stecken mehr als 20 Millionen Testkilo­meter auf „richtigen“ Straßen – umfangreiche Untersuchungen in Material­labors und auf Prüfständen kamen hinzu. Für die Markteinführung in den Wachstumsregionen Nahost und Afrika mutete Mercedes-Benz Trucks seinen Lkw noch einmal weitere sechs Millionen Testkilometer in den Vereinigten Arabischen Emiraten unter härtesten Bedingungen zu – sowohl „On-“ als auch „Off-Road“, bei hoher Luftfeuchtigkeit und extremen Temperaturen bis über 50 Grad Celsius sowie mit extrem schweren Ladungen. Die hier gesammelten Daten fließen dann wiederum in die Modelle eine, welche Wolfgang Sülzer und seine Kollegen für die Weiterentwicklung ihrer Simulationen am Rechner nutzen.

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