Das fahrende Labor

Renault Trucks setzt seine Forschungsarbeiten in Sachen Energieeffizienz fort. Mit dem Laborfahrzeug Optifuel Lab 2 bereitet der französische Hersteller die Zukunft seiner Sattelzüge vor: Gegenüber einem serienmäßigen Renault Trucks T wird eine Verbrauchseinsparung von 22 Prozent erzielt.

Die Verbrauchssenkung stand im Mittelpunkt der Entwicklung des Renault Trucks T mit dem erklärten Ziel des Herstellers, „ihn zu einem Profit Center für Transportunternehmen zu machen.“ Die Forschungen hierzu werden an einem Laborfahrzeug vorgenommen, der Renault Trucks Optifuel Lab 2, das in Anknüpfung an den im Jahr 2009 präsentierten Renault Trucks Optifuel Lab 1 auf der Basis eines Renault Trucks T konzipiert wurde. Das Projekt wurde mit Unterstützung der französischen Umwelt- und Energieagentur ADEME in Zusammenarbeit mit acht Partnern umgesetzt. Beim Optifuel Lab 2 kommen dabei 20 Technologien zum Einsatz, die vier verbrauchsorientierten Schwerpunkten Rechnung tragen: Energiemanagement, Aerodynamik, Rollwiderstand und Fahrhilfen.

Nach dem Prinzip „Angebot und Nachfrage“

Die optimale Nutzung der verschiedenen Energiequellen steht im Mittelpunkt der beim Optifuel Lab 2 durchgeführten Forschungsarbeiten. „Dahinter steht die Idee, so wenig Energie wie möglich vom Verbrennungsmotor abzuziehen“, sagt Projektleiter Claude Covo. „Deshalb werden jetzt mehrere Zusatzausrüstungen elektrisch gespeist, darunter Klimaanlage, Wasserpumpe, Kraftstoffpumpe und Lenkungspumpe. Außerdem haben wir neue elektrische Energiequellen zur Speisung dieser Ausrüstungen erschlossen, indem wir Solarzellen hinzugefügt und ein System zur Energierückgewinnung am Auspuff installiert haben, das auf dem Rankine-Zyklus basiert.“

Kameras statt Spiegel sorgen für geringeren Luftwiderstand (Foto: Renault Trucks)

Kameras statt Spiegel sorgen für geringeren Luftwiderstand (Foto: Renault Trucks)

Wenn der Fahrer oder das Fahrzeug Energie benötigt, berechnet ein Computer den Bedarf, findet die effizienteste beziehungsweise am besten verfügbare Energiequelle (Solarzellen, Rankine usw.) und verteilt die Energie in Echtzeit. „Optifuel Lab 2 basiert auf dem Prinzip von Angebot und Nachfrage“, führt Covo weiter aus: „Je mehr Energie verfügbar ist und je weniger sie kostet, desto mehr wird diese Quelle ausgebeutet.“ Durch die prioritäre Nutzung „kostenloser“ Energiequellen, darunter Solarzellen und im Auspuff vorhandene Wärme, wird der Einsatz der vom Generator des Verbrennungsmotors erzeugten Energie beschränkt und dadurch wiederum der Kraftstoffverbrauch reduziert.

Parallel zu dieser Verwaltung der Energiequellen hat Renault Trucks den Energiebedarf des Fahrzeugs eingeschränkt. Besonderes Augenmerk galt hier der Wärmedämmung des Fahrerhauses: Die Glasflächen sind aus einem speziellen Isolierglas. Auf dem Dach wurde ein mobiler Spoiler angebracht. Bei Fahrzeugstillstand wird dieser Spoiler hochgeklappt und schützt das Fahrerhaus so vor Sonne. Übermäßige Wärme aus dem Fahrerhaus wird durch einen solarbetriebenen Abzug abgeleitet. Beim Anfahren wird der Spoiler wieder eingeklappt, um die Aerodynamik zu begünstigen. Außerdem hat Renault Trucks zur Belüftung des Fahrerhauses eine ausschließlich durch Solarzellen gespeiste Klimaanlage installiert. Das System funktioniert auch bei Stillstand des Fahrzeugs und abgeschaltetem Motor.

Verbesserte Aerodynamik erzeugt Perleffekt

Nach Auskunft von Projektleiter Claude Covo betraf die Aerodynamikforschung am Optifuel Lab 2 den gesamten Sattelzug (Sattelzugmaschine und Auflieger). „Wir haben uns dabei um eine perfekte Harmonie zwischen den beiden Bestandteilen bemüht, um den Perleffekt zu erzeugen, den Luftwiderstand und damit auch den Verbrauch zu reduzieren.“ Der mobile Dachspoiler, der sich bei Fahrzeugstillstand öffnet, um das Fahrerhaus besser vor Wärme zu schützen, wird ab 50 km/h automatisch eingeklappt. Damit entsteht eine Kontinuität mit dem Auflieger. Verstärkt wird der Perleffekt durch die gewölbte Dachform, die 70 Zentimeter großen Seitenspoiler im Heckbereich und die Seitenverkleidungen des Aufliegers. Außerdem wurden die Rückspiegel und der Frontspiegel durch profilierte Kameras ersetzt, um den Luftstrom nicht zu unterbrechen.

Der Renault Trucks Optifuel Lab 2 besitzt zudem einen mobilen Spoiler unten am Kühlergrill. Im ausgefahrenen Zustand verbessert er den Angaben zufolge die Luftführung unter dem Lkw und reduziert die Reibung unter dem Fahrgestell. Unter 50 km/h wird dieser Spoiler automatisch eingeklappt, um bei niedriger Geschwindigkeit von keiner Fahrbahnschwelle oder von Unebenheiten beschädigt zu werden.

Reduzierung des Rollwiderstands

Im Rahmen verbesserter Aerodynamik wurde des Weiteren der Rollwiderstand des Sattelzugs komplett neu überdacht. Dabei kam eine neuartige Lösung zum Einsatz, die den Ölstand der Hinterachse je nach Schmier- und Kühlbedarf ständig anpasst: Wird das Fahrzeug stark beansprucht und ein hohes Drehmoment benötigt, erhöht das System die Ölmenge in der Antriebsachse. Bei stabiler Geschwindigkeit besteht ein geringerer Schmier- und Kühlbedarf der Antriebsachse.

Der Ölbehälter wurde in das Achsgehäuse integriert. Das System reduziert mit der Tauchschmierung verbundene Energieverluste. Der Optifuel Lab 2 besitzt darüber hinaus eigens von Michelin entwickelte Reifenprototypen. Sie wurden für einen niedrigen Rollwiderstand optimiert und leisten, wie es heißt, einen signifikanten Beitrag zur Verbrauchssenkung.

Das komplette Energiemanagement im Display für den Fahrer (Foto: Renault Trucks)

Das komplette Energiemanagement im Display für den Fahrer (Foto: Renault Trucks)

Unterstützung des Fahrers

Bekanntlich hängt die Verbrauchsreduzierung vom persönlichen Fahrstil des Fahrers ab und kann sich mit über drei Litern pro 100 Kilometer auf den Verbrauch niederschlagen. Diesen Umstand berücksichtigten die Ingenieure von Renault Trucks Optifuel Lab 2 bei der Entwicklung spezifischer Fahrhilfen. So ist der Optifuel Lab 2 mit einem adaptiven GPS-Geschwindigkeitsbegrenzer ausgestattet: Je nach Position des Lastkraftwagens und des Straßenprofils berechnet der Begrenzer kontinuierlich und vorausschauend die optimale Höchstgeschwindigkeit. Claude Covo: „Konkret kann das System um zwei bis drei Kilometer pro Stunde gegenüber der Geschwindigkeitsangabe des Fahrers abweichen, da es Berg- oder Talfahrten antizipiert. Und das kontinuierlich.“

Das Gaspedal funktioniert ebenfalls adaptiv: Das Pedal wird härter oder weicher, je nachdem ob der Fahrer beschleunigen oder verlangsamen soll. Antizipiert das System beispielsweise einen Kreisverkehr oder das Ende einer Bergfahrt, verhärtet sich der Pedalweg und „ermahnt“ den Fahrer, den Fuß vom Gaspedal zu nehmen. Wenn das System aktiviert wird, erhält der Fahrer eine Warnmeldung durch ein Bildsymbol am Armaturenbrett, welches das bevorstehende Ereignis anzeigt (Kreisverkehr, Berg- bzw. Talfahrt, Mautstation usw.). Mit diesen Hilfsmitteln weiß der Fahrer stets seine Fahrweise an die Gegebenheiten anzupassen, um eine Verbrauchsreduzierung zu begünstigen.

Fazit: Mit dem Optifuel Lab 2 verfügt Renault Trucks über ein fahrendes Labor, mit dem der Hersteller seine Forschungsarbeiten fortsetzen und verschiedenste Technologien zur weiteren Senkung des Verbrauchs testen kann. Ebenso wie mehrere Technologien von Optifuel Lab 1 in Serienfahrzeugen der neuen Euro 6-Modellpalette zum Einsatz kamen, sollen die bei diesem zweiten Experimentalfahrzeug eingeführten Technologien teilweise in die Entwicklung zukünftiger Serienmodelle einfließen.


Foto: Renault Trucks

Foto: Renault Trucks

Zwei Stromquellen des Optifuel Lab 2

Photovoltaikzellen: Die beim Sattelzug Optifuel Lab 2 installierten Solarzellen wurden eigens für das Projekt konzipiert. Sie sind leicht, biegsam und mit 48 Modulen ausgestattet, verteilt über eine Fläche von 40 Quadratmetern. Ihr Ertrag ist den Angaben zufolge um 30 Prozent höher als bei Standardzellen. Um die Aerodynamik nicht zu beinträchtigen, wurden sie an die Wölbung des Aufliegers angepasst. Gleichzeitig mussten sie den Anforderungen eines Sattelzugs sowie den Unwägbarkeiten der Straße gewachsen sein.

Wärmerückgewinnung am Auspuff: Trotz der ständigen Fortschritte bei Dieselmotoren geht ein Teil der genutzten Energie in Form von Wärme verloren. Deshalb entwickelte Renault Trucks ein System der Wärmerückgewinnung am Auspuff. Die Idee ist einfach: Die Wärme der Auspuffgase wird in elektrische Energie umgewandelt. Das System funktioniert nach dem Prinzip des Rankine-Zyklusses: Über einen Wärmetauscher wird Abwärme am Auspuff zurückgewonnen. Eine eingespritzte Flüssigkeit verdampft unter dem Wärmeeinfluss, und mit diesem Dampf wird ein elektrischer Generator betrieben. Das Fahrzeug erhält eine neue Stromversorgung, die den herkömmlichen Generator entlastet.


www.renault-trucks.com

Foto: Renault Trucks

(EUR0615S40)