Weltpremiere: Mercedes-Benz Aerodynamics Truck und Trailer sparen Kraftstoff und schonen die Umwelt

Weltpremiere: Mercedes-Benz Aerodynamics Truck und Trailer sparen Kraftstoff und schonen die Umwelt
18.
September 2012
Stuttgart/Hannover
  • Aerodynamics Trailer spart 2000 Liter Diesel und fünf Tonnen
    CO2-Emissionen pro Jahr
  • Anströmkörper, Verkleidungen und Diffusor reduzieren Luft­widerstand
  • Das Beste zum Schluss: der Heckeinzug des Aerodynamics Trailer
  • Luftwiderstand sinkt um 18 Prozent, Verbrauch um 4,5 Prozent
  • Praxisnahe Umsetzung bis ins Detail
  • Künftige EU-Längenvorschrift erlaubt Heckeinzug
  • Aerodynamics Truck senkt Kraftstoffverbrauch um drei Prozent
  • Kofferaufbau: glatte Wände, abgerundete Kanten
  • Gute Aerodynamik dank großer Erfahrung
Stuttgart/Hannover – Zur weiteren Verringerung des Kraftstoff­verbrauchs bei Lkw und Sattelzügen hat Daimler im Rahmen seiner Initiative „Aerodynamics Truck & Trailer“ die Aerodynamik aktueller Fahrzeugkonzepte untersucht und zwei innovative und zugleich praxisgerechte Lösungen entwickelt. Diese sind mit vergleichsweise günstigem Aufwand kurzfristig in der Fläche umsetzbar. Der Sattel­zug war vor einem Jahr noch eine spektakuläre Designstudie, heute ist er Wirklichkeit: Mit dem neuen Mercedes-Benz Aerodynamics Trailer spart ein Fernverkehrs-Sattelzug im Jahr rund 2000 Liter Dieselkraftstoff und seinem Betreiber damit fast 3000 Euro Kosten. Gleichzeitig wird die Umwelt um mehr als fünf Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr entlastet. Beim zweiten Fahrzeug handelt es sich um den Solo-Lkw Mercedes-Benz Aerodynamics Truck für den Fern- und Verteilerverkehr. Er spart im Jahr zwischen 300 und 600 Liter Diesel und damit bis zu 1,5 Tonnen CO2. Aerodynamics Trailer und Aerodynamics Truck feiern ihre Weltpremiere auf der IAA Nutzfahrzeuge im Eingangsbereich der Halle 14/15.
Luftwiderstand sinkt um 18 Prozent, Verbrauch um 4,5 Prozent
Aus der Vision der Studie 2011 ist die Trailer-Wirklichkeit 2012 geworden. Der von Mercedes-Benz entworfene und entwickelte Aerodynamics Trailer senkt den Luftwiderstand des gesamten Sattel­zugs um circa 18 Prozent. Daraus resultiert nach den Erfahrungen der Ingenieure in der Realität eine Verringerung des Kraftstoffver­brauchs im Fernverkehr um etwa vier bis fünf Prozent. Intensive Messungen im Windkanal mit einem Modell im Maßstab 1:2,5 bestätigten die rechnerischen Annahmen.
Im nächsten Schritt haben Praxistests von Mercedes-Benz auf der Straße bewiesen: Ein Sattelzug mit 40 Tonnen Gesamtgewicht aus dem derzeit aerodynamisch besten Serien-Lkw Mercedes-Benz Actros und dem aerodynamisch optimierten Aerodynamics Trailer können im Fernverkehrs-Einsatz 4,5 Prozent Kraftstoff sparen. Bei einer üblichen Laufleistung von 150 000 Kilometer für einen Fern­verkehrszug im Jahr bedeutet dies eine Senkung des Dieselver­brauchs um rund 2000 Liter und eine Entlastung der Umwelt um mehr als fünf Tonnen CO2 im Jahr. Wenn man bedenkt, dass die mautpflichtigen Lkw (ab 12 t) auf deutschen Autobahnen 25 Milliar­den Kilometer fahren, dann wären das hochgerechnet 300 Millionen Liter Dieselersparnis im Jahr und eine CO2-Entlastung der Umwelt um über 800 000 Tonnen.
Sattelzugmaschine Actros StreamSpace bleibt unverändert
Die Sattelzugmaschine, hier der neue Mercedes-Benz Actros mit StreamSpace-Fahrerhaus, bleibt dabei unverändert. Der neue Actros ist bereits aerodynamisch optimiert. Er wird lediglich mit Luftleit­körper auf dem Dach, Endkantenklappen an der Seite und Seiten­verkleidungen zwischen den Achsen ausgestattet. Dieses Aero­dynamikpaket ist ohnehin als Ausstattung für schwere Mercedes-Benz Lkw ab Werk lieferbar.
Aerodynamics Trailer ohne Einschränkung praxistauglich
Kein futuristisches Gebilde, sondern ohne jede Einschränkung praxisgerecht, ist der Mercedes-Benz Aerodynamics Trailer. Er basiert auf einem handelsüblichen 13,6 m langen Kofferaufbau für den Tiefkühlverkehr inklusive Kälteaggregat an der Stirnseite. Ob Bodenfreiheit, Böschungswinkel oder Bedienbarkeit des Heckportals – der Aerodynamics Trailer entspricht allen gängigen Anforderung­en des Speditionsalltags. Die Box bleibt trotz der aerodynamischen Maßnahmen unverändert.
Auf die Praxistauglichkeit hatten bei der Realisierung des IAA-Projekts die beiden Partner Daimler Trucks und der renommierte Trailer-Spezialist Schmitz Cargobull ein besonderes Auge. Schmitz Cargobull hat die Anbauten in enger Zusammenarbeit mit den Designern und Ingenieuren von Daimler Trucks in eigener Regie umgesetzt. Als Basis dienten die Designentwürfe von Mercedes-Benz. Sie wurden anhand der im Computer hinterlegten Oberflächendaten von Schmitz Cargobull in den realen Aerodynamics Trailer verwandelt.
Generell aber ist der Aerodynamics Trailer nicht markengebunden: Mercedes-Benz lädt wie schon bei der Fachmesse „Trailer“ im Herbst 2011 in Kortrijk erneut alle Trailerhersteller ein, auf der Grundlage des Aerodynamics Trailer wirtschaftliche und umwelt­schonende Sattelauflieger zu entwickeln.
Basis: Designstudie von Mercedes-Benz
Der Aerodynamics Trailer geht auf eine Studie zurück, die Mercedes-Benz im vergangenen Herbst auf der Fachmesse „Trailer“ in Kortrijk/Belgien präsentierte. Denn Mercedes-Benz hat über den Actros hinaus den gesamten Sattelzug ins Auge gefasst.
Hintergrund: Mit dem neuen Actros hat Mercedes-Benz den effizientesten Schwer-Lkw eingeführt. Den Beweis lieferte er beim spektakulären Actros Record-Run über 10 000 Kilometer auf Auto­bahnen in Europa: Der Actros 1845 in Euro VI-Ausführung ver­brauchte nur 25,9 l/100 km. Sowohl Kundenreaktionen als auch die aktuellen Pressetests haben das hervorragende Abschneiden bestätigt: Der neue Actros ist der sparsamste und damit umwelt­schonendste Lkw seiner Klasse.
Die Ursachen sind vielfältig: Der neue Mercedes-Benz Actros verfügt über einen völlig neu entwickelten vollautomatisierten Antrieb­strang, über revolutionäre Assistenzsysteme wie den per GPS gesteuerten vorausschauenden Tempomaten Predictive Powertrain Control (PPC) und nach 2600 Stunden im Windkanal nicht zuletzt über eine ausgefeilte Aerodynamik. Weitere große Einsparpotenziale beim Kraftstoffverbrauch sind auf dieser Basis kurzfristig kaum realisierbar.
Der Aerodynamics Trailer beweist: Erst das perfekte Zusammenspiel aus Zugmaschine und Trailer ergibt für einen Sattelzug höchste Effizienz. Ausgehend von den Ergebnissen des Record Run ist mit der Kombination Mercedes-Benz Actros und Aerodynamics Trailer ein realistischer Kraftstoffverbrauch von weniger als 25 l/100 km für einen 40-Tonnen-Sattelzug möglich. Einen solchen Wert hätten Fach­leute noch vor wenigen Jahren als Utopie abgetan.
Kein Showcar, sondern ein realistischer Sattelzug
Dabei verzichten die Designer und Entwickler von Mercedes-Benz bei der Kombination aus neuem Actros und Aerodynamics Trailer auf unrealistische Show-Effekte: Diese Fahrzeugkombination ist produzierbar, sie fährt im Rahmen der kommenden gesetzlichen Bestimmungen und sie ist absolut realistisch für den täglichen harten Einsatz im Straßengüterverkehr ausgelegt.
Tiefkühlkofferaufbau in seinen Maßen unverändert
Der Aerodynamics Trailer auf der IAA entspricht weitgehend der Studie von Mercedes-Benz. Ausgangsmodell ist ein Tiefkühltrailer, ein typisches Fahrzeug für den Güterfernverkehr. Die gewohnte Box mit 13,6 m Länge, 2,6 m Breite und einer Gesamthöhe von 4 m inklusive Fahrgestell blieb für den Aerodynamics Trailer un­verändert.
Anströmkörper, Verkleidungen und Diffusor reduzieren Luft­widerstand
Zahlreiche Einzelmaßnahmen am Aerodynamics Trailer verringern den Luftwiderstand des gesamten Zugs. Ein Anströmkörper an der Stirnwand des Trailers reduziert den Abstand zur Zugmaschine und senkt den Luftwiderstand bereits um ein Prozent. Der Anström­körper rahmt das Kühlaggregat ein, Luftschlitze gewährleisten dessen notwendige Be- und Entlüftung.
Die Seitenverkleidungen aus Kunststoff des Aerodynamics Trailer tragen sogar acht Prozent zur Verbesserung des Luftwiderstands bei. Sie sind analog zur Designstudie vorne leicht eingezogen und hinten von einem Durchbruch gekennzeichnet. Er lenkt die vorbeiströmen­de Luft in Richtung des markanten Heckdiffusors.
Dieser Diffusor hat die Form eines Parallelogramms und schließt an die Verkleidung des Unterbodens an. Sie besteht ebenfalls aus Kunststoff und verbessert den Luftwiderstand um weitere ein bis zwei Prozent.
Der Diffusor umschließt den Heck-Unterfahrschutz und dient als Träger der Rückleuchten. Um den markanten Aerodynamics Trailer auch nachts hervorzuheben, besitzt der Aerodynamics Trailer runde Rückleuchten statt der markentypischen Mehrkammerleuchten. Sie betonen das fast schon sportliche Design des Aerodynamics Trailer. Die detailliert ausgearbeiteten Verkleidungen der Leuchten unter­streichen die aerodynamische Feinarbeit. Gleiches gilt für die Ver­kleidung der Stützwinden unterhalb des Aufbaus.
Das Beste zum Schluss: der Heckeinzug des Aerodynamics Trailer
Wichtiger Bestandteil des aerodynamischen Gesamtkonzepts ist das „Boat-Tail“, ein Heckeinzug von maximal 400 mm Länge. Er ver­bessert den Luftwiderstand des gesamten Zugs um gleich sieben Prozent. Seine Elemente sind klappbar, dies gewährleistet den gewohnt einfachen Zugang zum Laderaum. Die Flügel des Heck­einzugs bestehen aus Aluminiumprofilen, die Seitenteile sind elegant geschwungen.
Praxistauglich bis ins Detail
Die Entwickler von Mercedes-Benz und Schmitz Cargobull hatten ein besonderes Auge auf die Praxistauglichkeit des Aerodynamics Trailer. Sein Heckflügel schwenkt beim Be- und Entladen auto­matisch um etwa zehn Grad nach oben und gibt die Türen des Heck­portals frei. Die seitlichen Flügel des Einzugs klappen bei Stillstand des Zuges mit Hilfe von elektrischen Stellmotoren automatisch nach innen auf die Türblätter. Dies gewährleistet beim Aufklappen der Türen einen Öffnungswinkel von rund 245 Grad.
Das Passieren von Schleusenpollern beim Rangieren an Be- und Ent­ladestellen ist damit ebenso gewährleistet wie das Andocken an Schleusentore zum Be- und Entladen. Auch die gewohnten Anfahr­puffer am Heck sind Zeichen der Praxistauglichkeit.
Eine Bodenfreiheit von 350 mm der Seitenverkleidungen und der Böschungswinkel des Aerodynamics Trailer entsprechen ebenfalls den Anforderungen der Unternehmen, wichtig zum Beispiel beim Be­fahren von Fährrampen. Auf gute Zugänglichkeit der Stützwinden wurde ebenso geachtet wie auf die Betätigung der Stellventile und die einfache Bedienbarkeit des Heckportals. Ein praktischer Paletten­kasten ist ebenso vorgesehen wie die vorgeschriebenen Seiten­markierungsleuchten.
Bei den Scharnieren des Heckportals handelt es sich um Serienteile, ebenso bei der Tragstruktur der Seitenverkleidung. Anders formuliert: Eine Umsetzung des Aerodynamics Trailer in die Serien­fertigung ist kurzfristig möglich.
Künftige EU-Längenvorschrift erlaubt Heckeinzug
Wesentliches Element des Aerodynamics Trailer ist das „Boat-Tail“ mit dem Heckeinzug in Form von Klappen. Sie verlängern den Aerodynamics Trailer um 400 mm und sind für die Aerodynamik eines Sattelzugs entscheidender als unrealistische Fahrerhausver­längerungen in Form einer Nase.
Entsprechende Appelle an den Gesetzgeber für eine Modifizierung der Längenvorschriften verhallten nicht ungehört: Im Mai diesen Jahres empfahl die EU-Kommission eine Erweiterung der maximalen Länge um bis zu 500 mm bei aerodynamischen Maßnahmen am Heck. Voraussetzung: Die Ladelänge darf nicht eingeschränkt werden, die Verlängerung muss bei stehendem Fahrzeug auf die erlaubte Maximallänge von 16,5 m bei Sattelzügen einklappbar sein und darf die Verwendung im kombinierten Verkehr nicht beeinträchtigen.
Der Mercedes-Benz Aerodynamics Trailer entspricht diesen Vor­gaben. Die Klappen der Heckverlängerung werden im Stillstand des Sattelzugs automatisch per Elektromotor eingeklappt. Wendigkeit und Rangierfähigkeit sind durch den Einzug nicht beeinträchtigt. Es ist davon auszugehen, dass die Veränderung der Längenvorschriften in der EU bis zum kommenden Frühjahr in die Gesetzgebung ein­fließen wird.
Aerodynamics Truck senkt Kraftstoffverbrauch um drei Prozent
Mit einem aerodynamisch optimierten Solo-Lkw im Fern- und Ver­teilerverkehr lassen sich ebenfalls Geldbeutel und Umwelt ent­lasten, das beweist der Prototyp Mercedes-Benz Aerodynamics Truck. Die Aerodynamiker und Entwicklungsingenieure von Mercedes-Benz haben bei diesem Projekt die Ideen aus dem Aerodynamics Trailer auf Solo-Lkw übertragen und fahrzeugspezifisch ergänzt.
Auch das Sparpotenzial von Solofahrzeugen ist beachtlich: Der Anteil aerodynamisch relevanter Einsätze ist bereits im Verteilerverkehr hoch. Deshalb ist der neue Mercedes-Benz Antos als Basisfahrzeug auf beste aerodynamische Werte hin entwickelt worden. Hinzu kommen typische Einsätze im Fernverkehr, zum Beispiel im Möbel- oder Blumentransport. Das gilt auch für mautfreie Solowagen unterhalb von 12 t zulässigem Gesamtgewicht.
Im Vergleich zu konventionellen Solofahrzeugen mit Kofferaufbau verbessert der Aerodynamics Truck die Aerodynamik um etwa zwölf Prozent. Das bedeutet eine Verbrauchseinsparung von etwa drei Prozent auf Fernstraßen. Daraus errechnet sich bei einer Lauf­leistung von 50 000 Kilometer im Jahr eine Ersparnis von rund 350 l pro Jahr, gleichbedeutend mit einer Ersparnis von rund 500 Euro für den Betreiber oder einer knappen Tonne CO2 für die Umwelt. Bei höheren Laufleistungen im Fernverkehr sieht die Bilanz des Aerodynamics Truck noch günstiger aus.
Auch diese Hochrechnungen der Entwicklungsingenieure haben sich bei ersten Messfahrten in der Praxis bestätigt.
Basis des Aerodynamics Truck: Fahrgestell plus ClassicSpace
Basis des Mercedes-Benz Aerodynamics Truck ist ein zweiachsiges Pritschenwagen-Fahrgestell mit 18 t zulässigem Gesamtgewicht und dem 2,3 m breiten Fahrerhaus des Actros ClassicSpace. Alternativ wäre ebenso eine Kabine des neuen Mercedes-Benz Antos möglich. Diese setzt neue Maßstäbe speziell für den Verteilerverkehr und ist in zwei Fahrerhauslängen lieferbar.
Auch für den Aerodynamics Truck gilt: Das Fahrerhaus bringt serien­mäßig eine gute Aerodynamik mit. Die verwendeten End­kantenklappen stammen aus dem bewährten Zubehörprogramm von Mercedes-Benz und schließen nahezu bündig mit dem Aufbau ab. Auf einen Anströmkörper an der Stirnwand kann verzichtet werden, nicht jedoch auf den Luftleitkörper auf dem Dach.
Kofferaufbau: glatte Wände, abgerundete Kanten
Beim Aufbau handelt es sich um einen handelsüblichen Koffer mit 6,5 m Außenlänge, 2,55 m Breite und 2,20 m Innenhöhe. Die Außen­haut besteht aus glatten Alucobond-Platten, sie bieten der Luft wenig Widerstand. Im Unterschied zu vielen aerodynamisch ungünstig geformten Kofferaufbauten verfügt der Aerodynamics Truck über einen Kantenradius von 80 mm beim Übergang der Seitenwände zum Dach und einen Kantenradius von 200 mm an der Stirnwand. Dies sichert eine gut anliegende Luftströmung.
Die Seitenverkleidungen erinnern an den Aerodynamics Trailer. Ihre Oberkante schließt nahezu bündig mit dem Kofferaufbau ab. Auch beim Aerodynamics Truck sind die Verkleidungen im hinteren Bereich eingezogen und leiten die Luft auf einen Heckdiffusor, der den Unterfahrschutz voll integriert. Ein Kantenradius von 200 mm am unteren Ende der Seitenverkleidungen bedeutet einen weichen Übergang ohne Ablösung der Luftströmung zum Unterboden.
Der Unterboden des Aerodynamics Truck ist ganzflächig verkleidet. Der damit entstandene nahezu geschlossene Körper nähert sich dem aerodynamischen Idealbild und wird im unteren Bereich nur durch Schlitze zur Ableitung der Motorwärme durchbrochen.
„Boat-Tail“ verdeckt eine Ladebordwand
Zu den in jeder Hinsicht herausragenden Merkmalen des Aerodynamics Truck gehört das Heckportal mit einem „ Boat-Tail“, also einem Einzug analog zum Aerodynamics Trailer. Die klappbaren Elemente des Portals sind weitgehend identisch mit dem Aerodynamics Trailer. Sie klappen in diesem Fall jedoch bei Bedarf federbetätigt zur Seite auf, denn hinter den Klappen gibt eine Lade­bordwand den Zugang zum Frachtraum frei.
Auch der Aerodynamics Truck ist absolut praxistauglich
Wie beim Aerodynamics Trailer so steht auch beim Aerodynamics Truck Praxistauglichkeit im Vordergrund. Zum Beispiel sind die Seitenverkleidungen abklappbar, das sichert freien Zugang etwa zu Kraftstoff- und AdBlue-Tank sowie zu den Hinterrädern. Auch Boden­freiheit und Böschungswinkel entsprechen den Anforderungen der Praxis.
Der Aufbau des Aerodynamics Truck wurde von Daimler Trucks entwickelt und realisiert. Im Zuge der Arbeiten haben die Ingenieure eine weitere Idee umgesetzt: Das Bedientableau für die Ladebord­wand ist in die Seitenwand integriert und kann bequem in aufrechter Körper­haltung bedient werden.
Weitere Messungen und Kundenfahrerprobung
Mit der Präsentation der Prototypen auf der IAA ist die Entwicklung von Aerodynamics Trailer und Aerodynamics Truck nicht beendet. Noch in diesem Herbst folgen weitere ausgiebige Verbrauchs­messungen und Erprobungsfahrten durch den Fahrzeug-Versuchs­bereich von Mercedes-Benz. Im nächsten Schritt werden ausge­wählte Kunden den Sattelzug aus Mercedes-Benz Actros und Aerodynamics Trailer im Speditionsalltag testen.
Ähnliches gilt für den Mercedes-Benz Aerodynamics Truck. Er wird zunächst als Laborfahrzeug ebenfalls gründlich getestet. Aerodynamics Trailer wie Aerodynamics Truck sind bei ent­sprechender Nachfrage jeweils relativ schnell in die Serien­fertigung zu überführen. Beim Aerodynamics Truck sind darüber hinaus Erweiterungen mit einem entsprechend ausgestatteten Anhänger zum Aerodynamics Lastzug denkbar.
Gute Aerodynamik dank großer Erfahrung
Die ganzheitliche Betrachtung von Truck und Trailer hat bei Mercedes-Benz eine lange Tradition. Bereits Mitte der achtziger Jahre untersuchten die Entwicklungsingenieure ausführlich die Aerodynamik ganzer Lastzüge. Sie erforschten dabei die Wirkung von Luftleitblechen, Seitenverkleidungen, Kantenradien und Heck­einzügen. Von unschätzbarem Vorteil war schon damals für Versuche der unternehmenseigene Windkanal auf dem Werks­gelände in Stuttgart-Untertürkheim in unmittelbarer Nähe zur Ent­wicklung.
Das seinerzeit ermittelte Grundlagenwissen hat auch heute noch Gültigkeit und bildet das Fundament der aktuellen Untersuchungen. Seinerzeit stand noch nicht die Umweltschonung durch Verringe­rung des CO2-Ausstoßes im Vordergrund, sondern allein die Kraft­stoffeinsparung aus wirtschaftlichen Gründen. Heute, rund 25 Jahre später, ergänzen sich Umweltentlastung, Ressourcenschonung und Wirtschaftlichkeit nahtlos.
Auf die Grundlagenforschung früherer Entwicklergenerationen war bereits die deutliche aerodynamische Verbesserung um 17 Prozent beim Modellwechsel vom Mercedes-Benz SK zum Actros der ersten Generation im Jahr 1996 zurückzuführen. Während dessen Laufzeit gelangen weitere Verbesserungen um rund 4 Prozent.
Ein Sprung um rund zehn Prozent gelang beim Modellwechsel zum neuen Actros. Voraussetzung dafür war intensive Entwicklungs­arbeit am Rechner und im Windkanal. Bereits zehn Jahre vor der Serieneinführung begannen im Jahr 2001 prinzipielle Unter­suchungen. Sie wurden im Jahr 2004 mit Stylingstudien und ein Jahr später mit einem ersten Fahrerhaus-Prototyp in Originalgröße fort­gesetzt. Die Arbeit im Windkanal summierte sich auf insgesamt 2600 Stunden, in denen jedes Detail unter die Lupe genommen wurde.

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