Wie die Entwicklung eines verlängerten Lkw-Fahrerhauses zu verbesserter Energieeffizienz und Energieeinsparungen führt

Mit seinem einzigartigen aerodynamischen Design setzt der Volvo FH Aero neue Massstäbe für Energieeffizienz und Aerodynamik. Er repräsentiert das Ergebnis von über einem Jahrzehnt der Forschung und Entwicklung sowie kontinuierlicher Optimierungen für einen möglichst kraftstoffeffizienten Lkw.

Das charakteristischste Merkmal des neuen Volvo FH Aero und des Volvo FH16 Aero ist die verlängerte Front, die eine leichte Abweichung vom herkömmlichen Design für Frontlenker-Lkw darstellt. Dieses Merkmal verbessert die Aerodynamik und erhöht die Kraftstoffeffizienz in Kombination mit früheren Verbesserungen um bis zu 5 %*. Damit ist es das bisher aerodynamischste und energieeffizienteste Design von Volvo Trucks.
 

„Aus der Perspektive der Aerodynamik möchten wir möglichst glatte und abgerundete Kanten schaffen. Noch bis vor Kurzem waren wir durch Gesetzgebung zur Fahrzeuglänge Beschränkungen unterworfen“, sagt Anders Tenstam, Senior Technology Expert Aerodynamics, Volvo Trucks. „Jetzt können wir die Front des Fahrerhauses verlängern und stärker krümmen. Dies verbessert nicht nur die Aerodynamik des Fahrerhauses, sondern maximiert auch den Nutzen aller anderen Verbesserungen, die wir überall am Fahrzeug vorgenommen haben.“

Langfristig positive Wirkungen der aerodynamischen Entwicklung

Während die verlängerte Front durch Änderungen der EU-Gesetzgebung zur LKW-Länge möglich wurde, reichen die Ursprünge des Volvo FH Aero viel weiter zurück. Tatsächlich erarbeiten die Techniker bei Volvo Trucks seit über einem Jahrzehnt neue Konzepte und Ideen zur Verbesserung des Volvo FH. Der erste Schritt bestand darin, im Unternehmen eine separate Einheit mit dem Schwerpunkt hochmoderner Technik zu schaffen. Statt kleine und isolierte inkrementelle Verbesserungen für die sofortige Markteinführung in Angriff zu nehmen, bestand die Aufgabe des neuen Teams darin, eine langfristige und ganzheitliche Herangehensweise für das gesamte Fahrzeug zu entwickeln.
 

„Wir versuchen immer, uns nicht zu sehr zu beschränken. Nur mit genug Raum können neue Ideen gedeihen“, sagt Anders. „Wenn gleichzeitig an mehreren Projekten gearbeitet wird und enge Zeitpläne gelten, müssen Prioritäten gesetzt werden. Darunter leidet in der Regel die langfristige technologische Weiterentwicklung.“ Stattdessen haben wir uns umfassender aufgestellt, um verschiedene Konzepte parallel untersuchen und später kombinieren zu können, damit eine Lösung entsteht, die mehr als die Summe ihrer Teile ist.“

Ein Jahrzehnt Forschung – kombiniert

Im Mittelpunkt der aerodynamischen Bemühungen von Volvo Trucks steht die Zusammengehörigkeit der verschiedenen Abschnitte des Fahrzeugs, die alle miteinander verbunden und voneinander abhängig sind. Das bedeutet, dass aerodynamische Verbesserungen im hinteren Bereich des Fahrzeugs sich noch stärker auswirken, wenn die Aerodynamik an der Fahrzeugfront optimiert wurde.

„Wenn die Front aerodynamischer gestaltet wird, kann der Luftstrom näher an die Karosserie des Lkw geführt werden. Verbesserungen hinten am Fahrzeug zahlen sich dann noch mehr aus“, erklärt Anders. „Umgekehrt kann eine Verbesserung an der Fahrzeugfront durch Unzulänglichkeiten weiter hinten am Fahrzeug zunichte gemacht werden. Aus diesem Grund ist es schwierig, einzelne Änderungen zu isolieren und zu erwarten, dass sie allein einen grossen Unterschied machen. Stattdessen muss die Aerodynamik als Paket betrachten werden.“
 

Seit 2012 legt Volvo Trucks den Fokus auf die Perfektionierung aller unterschiedlichen Komponenten. Viele aerodynamische Konzepte wurden bereits im Jahr 2022 eingeführt. Dazu gehören Dichtungen in Spalten an der Fahrerhausfront, schliessende Trittbretter und ein geringerer Umfang des Radlaufs.
 

Die EU-Gesetzgebung, die längere Fahrerhäuser erlaubt, wurde 2013 erstmals diskutiert, bevor sie dann Ende 2019 in Kraft trat. Dank der langfristig orientierten Herangehensweise konnte Volvo Trucks die kommende Gesetzgebung antizipieren und die Möglichkeiten eines veränderten Fahrerhausdesigns schon frühzeitig ausschöpfen. Die verlängerte Fahrerhausfront wurde also in Verbindung mit diesen früheren Verbesserungen entwickelt. Tatsächlich konnten alle Merkmale weiter verbessert und ein umfassendes Paket geschaffen werden. „Hier ist 1 + 1 tatsächlich 3“, sagt Anders. „Jede aerodynamische Verbesserung allein führt zu Kraftstoffeinsparungen, aber in der Kombination ergeben sich noch grössere Verbesserungen der Kraftstoffeffizienz.“
 

Was kann noch getan werden, um die Energieeffizienz weiter zu verbessern? 

Der Volvo FH Aero kann nicht nur mit dem verlängerten Fahrerhaus, sondern auch mit dem neuen Camera Monitor System ausgestattet werden, das die Aussenspiegel durch aerodynamisch geformte Kameras ersetzt. Dadurch wird eines der Haupthindernisse für den an den Fahrzeugseiten entlang geführten Luftstrom beseitigt.
 

„Da die Rückseite eines Spiegels flach sein muss, entsteht unvermeidlich eine Verwirbelung und trägt zu aerodynamischen Verlusten bei“, sagt Mattias Hejdesten, Senior Engineering Expert, Aerodynamics, Volvo Trucks. „Ersetzt man die Spiegel durch ein kleineres Kameraobjektiv, kann der Luftstrom unproblematisch näher an der Fahrzeugkarosserie geführt werden.“

Herkömmliche aerodynamische Hilfsmittel wie Windabweiser auf dem Dach und an den Seiten, Spoiler, Kotflügel, Chassisschürzen und Radkappen bleiben wichtige Komponenten bei der Optimierung der Kraftstoffeffizienz. Volvo Trucks hat ausserdem kürzlich eine Verbesserung der Aerodynamik für das luftgefederte Fahrgestell entwickelt: eine Automatik zur Reduzierung der Fahrhöhe bei Geschwindigkeiten über 60 km/h.
 

„Nach der Optimierung der Fahrzeugfront mit dem verlängerten Fahrerhaus müssen wir auch die nachgelagerten Bereiche und Flächen optimieren. Hier setzen wir auf Spoiler, Kotflügel und verlängerte Chassisschürzen, damit die Luft eng an der Fahrzeugseite entlangströmt“, sagt Mattias.

Wie wirkt sich die Verlängerung des Fahrerhauses auf elektrische Lkw aus?

Sowohl der gas-powered Volvo FH Aero als auch der Volvo FH Aero Electric sind hinsichtlich der Energieeffizienz gleichermaßen vorteilhaft ausgestattet. Beim Volvo FH Aero Electric sind die potenziellen Vorteile jedoch aufgrund des in einem elektrischen Antriebsstrang eingesetzten Rekuperationssystems noch grösser. „Elektrische Lkw gewinnen beim Bremsen Energie zurück (Rekuperation), die wieder in das System gespeist wird, also nicht verloren geht“, erklärt Mattias. „Da ein geringerer Luftwiderstand dazu führt, dass beim Bremsen mit dem Pedal mehr Energie freigesetzt wird, kann das Rekuperationssystem mehr Energie als Strom in das System zurückführen. Die relative Amortisation einer verlängerten Fahrerhausfront ist deshalb noch besser als bei Gas- oder Dieselantrieben.“

Bei einem elektrischen Lkw führt höhere Energieeffizienz zu grösseren Reichweiten und wirkt damit einem der grössten Hindernisse der Verwendung eines elektrischen Antriebsstrangs entgegen.

Erfahren Sie mehr über das Camera Monitor System und seine Vorzüge wie:

• Beitrag zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen
• Verbesserung der direkten und der indirekten Sicht
• Erhöhte Sicherheit für Fahrer und andere Verkehrsteilnehmer
  
  _{* Die tatsächliche Kraftstoffersparnis und die Reichweite hängen von vielen Faktoren wie Fahrgeschwindigkeit, Tempomat, Fahrzeugspezifikation, Zuladung, tatsächliche Topografie, Erfahrung des Fahrers, Fahrzeugwartung und Wetterbedingungen ab.}