Trucks
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Der aerodynamische Widerstand hat einen grossen Einfluss auf die Kraftstoffeffizienz Ihres Lkw, insbesondere bei Geschwindigkeiten über 50 km/h. Der Schlüssel zur Verringerung dieser Auswirkungen und zur Senkung Ihrer Kraftstoffkosten liegt im Verständnis der Funktionsweise der Lkw-Aerodynamik.
Wenn sich ein Lkw bewegt, trifft er auf einen erheblichen aerodynamischen Widerstand – die von der Luft ausgeübte Kraft. Der Luftwiderstand tritt bei jeder Fahrzeuggeschwindigkeit, und er verläuft nicht proportional zur Geschwindigkeit. Wenn sich die Geschwindigkeit verdoppelt, erhöht sich der Luftwiderstand um das Vierfache. Wenn sich die Geschwindigkeit verdreifacht, erhöht sich der Widerstand um das Neunfache und so weiter.
Dies wirkt sich dramatisch auf die Energieeffizienz eines Lkw für Schwerlasteinsätze aus, insbesondere wenn er mit hoher Geschwindigkeit auf einer Autobahn unterwegs ist. Tatsächlich kann der Luftwiderstand bis zu einem Drittel der Kraftstoffverluste bei einem typischen Dieselantrieb im Fernverkehr ausmachen. Bei batterieelektrischen Lkw können die Energieverluste bis zu 50 Prozent betragen. Die Aerodynamik eines Lkw hat daher einen der grössten direkten Einflüsse auf die Kraftstoffeffizienz und damit auf die Umweltbelastungen.
Um die Auswirkungen des Luftwiderstands zu verringern, ist es wichtig, die Luftstromabscheidung zu verzögern oder zu minimieren. Damit ist der Moment gemeint, wenn sich eine Luftstromschicht von der Fahrzeugoberfläche trennt und stark verwirbelt. Je früher sie sich löst, desto grösser ist der Sog hinter dem Fahrzeug und desto höher ist der Druckwiderstand.
Eine Möglichkeit, die Luftstromabscheidung zu verringern, besteht darin, die Lücken an der Vorderseite des Lkw so gut wie möglich abzudichten. Vor allem die vorderen Ecken sind ein sensibler Bereich, in dem schon kleine Spalten dazu führen können, dass die Luft sich abscheidet. Dies wirkt sich erheblich auf den gesamten Luftstrom aus.
„Wenn sich der Luftstrom einer Lkw-Ecke nähert, stellen Sie es sich wie eine Karussellfahrt vor. Sie müssen sich festhalten, um der Krümmung weiter folgen zu können. Dasselbe gilt für den Luftstrom. Allerdings hat dieser keine Hände, um sich an einer Oberfläche festzuhalten. Um haften zu bleiben, muss Luft niedrigen Druck verwenden“, erklärt Anders Tenstam, Technology Specialist Aerodynamics, Volvo Trucks.
Das Schliessen von Lücken an der Vorderseite des Lkw zeigt auch andere Möglichkeiten für Verbesserungen auf, wie z. B. längere Türsturzverlängerungen, um die Lücke in der vorderen Trittstufe zu verkleinern. Dies verzögert die Strömungsablösung, da die Luft eine flache Oberfläche hat, an der sie anhaften kann.
Das gleiche Prinzip gilt für Kotflügelverbreiterungen, die den Abstand über dem Rad verringern. Lkw-Spiegel können auch durch gekrümmte Linien und kleinere Öffnungen verbessert werden. Spiegelkappen anstelle von tatsächlichen Spiegeln verringern die Frontfläche des Lkw, was zu einem geringeren Luftwiderstand führt.
Wenn wir in die Zukunft blicken, ist es wichtig, dass Lkw so energieeffizient wie möglich sind. Fortschritte in der Aerodynamik werden dabei eine grosse Rolle spielen.
Der Dachspoiler ist das wichtigste aerodynamische Element zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Es hängt von der Art des Einsatzes ab, viele Lkw-Unternehmen werden aber von einem Dachspoiler profitieren, vorausgesetzt, er wird passend zur Anhängerkonfiguration ausgewählt und montiert. Die optimale Höhe ist entscheidend – aktuelle Erkenntnisse aus Simulationen bei Volvo Trucks zeigen, dass bei richtiger Einstellung zwischen zwei und sechs Prozent* Kraftstoff eingespart werden können.
Die Art des Anhängers, der in Ihrem täglichen Betrieb verwendet wird, wirkt sich auch darauf aus, wie gut Ihre aerodynamische Ausstattung funktioniert und wie viel Kraftstoff oder Energie Sie sparen können. Beispielsweise zeigen Simulationen, dass der Führerhausdachspoiler und die Windabweiser an der Fahrerhausseite den Kraftstoffverbrauch im typischen Fernverkehr um bis zu vier bis fünf Prozent* senken können.
Bei Einsätzen mit unterschiedlichen Anhängerkonfigurationen kann die Kraftstoffeinsparung variieren. Das Führerhausdach und die Windabweiser an der Seite haben dennoch positive Auswirkungen. Wenn der Luftstrom von der Rückseite des Führerhauses abgelassen wird, wird er in den Spalt zwischen dem Führerhaus und der Ladung gesaugt, wodurch ein erheblicher Luftwiderstand entsteht. Um eine nicht aerodynamische Last vor diesem Luftmuster zu schützen, sind korrekt positionierte Dachspoiler und Windabweiser an der Seite unerlässlich.
Fortschritte in der virtuellen Simulation haben neue Möglichkeiten zur Visualisierung und Analyse des Luftströmungsverhaltens und der Aerodynamik von Lkw eröffnet. Simulationsparameter können einfach angepasst und in kurzer Zeit immer wieder ausgeführt werden. Dadurch wurden der Verifizierungsprozess und die Vorlaufzeiten für die Markteinführung aerodynamischer Verbesserungen beschleunigt.
„Es ist ein schnelllebiger und ständig wachsender Bereich. Sie können jetzt auf das gewünschte Detail des Lkw eingehen, um Erkenntnisse über den Luftstrom zu gewinnen und die aerodynamische Leistung zu verbessern“, sagt Mattias Hejdesten, Engineering Specialist Aerodynamics, Volvo Trucks.
Die jüngste Aktualisierung der EU-Normen für Fahrzeuggewicht und ‑abmessungen, die die Beschränkung der Gesamtlänge auf 16,5 Meter aufheben, ermöglicht nun auch mehr Freiheiten bei der aerodynamischen Formoptimierung des Lkw-Äusseren.
„All dies hat die Art und Weise verändert, wie Lkw-Hersteller mit der Aerodynamik arbeiten, und Lkw-Unternehmen können in Zukunft mit weiteren Designänderungen rechnen“, sagt Mattias Hejdesten.
Darüber hinaus geht es bei der Aerodynamik nicht mehr nur um die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Es geht um die Steigerung der Energieeffizienz, unabhängig von der Art des Kraftstoffs, mit dem der Lkw betrieben wird. Nur so lassen sich die Umweltbelastungen verringern.
Eine verbesserte Aerodynamik ist besonders wichtig für batteriebetriebene Lkw, die weniger Energie zur Verfügung haben. Die richtige Auswahl der Ausstattung und die Berücksichtigung des aerodynamischen Designs beim Spezifizieren Ihres Lkw bei Ihrem Lieferanten ist daher eine der wichtigsten Möglichkeiten, Routen zu optimieren und die Reichweite zu erhöhen.
„Wenn wir in die Zukunft blicken, ist es wichtig, dass Lkw so energieeffizient wie möglich sind. Fortschritte in der Aerodynamik werden dabei eine grosse Rolle spielen“, sagt Anders Tenstam.
Wenn sich der Luftstrom einer Lkw-Ecke nähert, stellen Sie es sich wie eine Karussellfahrt vor. Sie müssen sich festhalten, um der Krümmung weiter folgen zu können. Dasselbe gilt für den Luftstrom. Allerdings hat dieser keine Hände, um sich an einer Oberfläche festzuhalten.
*Basierend auf einem typischen Dieselantrieb im Fernverkehr und einer Standardanhängerkonfiguration sowie umfangreichen virtuellen Simulationen und Untersuchungen, die von Volvo Trucks durchgeführt wurden Die tatsächliche Kraftstoffeinsparung kann in Abhängigkeit von vielen Faktoren wie der Fahrgeschwindigkeit, der Verwendung der Geschwindigkeitsregelanlage, der Fahrzeugspezifikation, der Zuladung, der tatsächlichen Topographie, der Erfahrung des Fahrers, der Fahrzeugwartung und den Wetterbedingungen variieren.
