Lkw-Aerodynamik: Feilen am Garagentor
Lkw-Visionen Schlank durch den Wind
Die Zahlen sind gewaltig: Dieselkraftstoff im Wert von rund 100 Milliarden Dollar kippen allein die US-amerikanischen Speditionen Jahr für Jahr in die Tanks ihrer Lkw. "Mehr als die Hälfte des Treibstoffs wird benötigt, um den Luftwiderstand zu überwinden", sagt Bob Silwa. Früher war er Trucker, heute leitet er die AirFlow Truck Company in Newington im US-Staat Connecticut. Sein Ziel ist der aerodynamisch optimierte Lastwagen.
Die aktuelle Studie hat nichts mehr von jenen kultig-kantigen Kraftpaketen, die das Straßenbild auf den Highways prägen, sondern erinnert eher an japanische Superschnellzüge wie den Shinkansen. Dabei schneidet der 18-Wheeler sehr viel besser durch den Wind, sagt der Selfmade-Konstrukteur. "Gegenüber einem herkömmlichen Lkw mit einem Standard-Auflieger wurde der Luftwiderstand um 45 Prozent gesenkt, das bedeutet eine Kraftstoffersparnis von 25 Prozent." Wären derartige Trucks Standard, würde das eine jährliche Spritersparnis von umgerechnet 34 Milliarden Liter Diesel und damit 21 Millionen Tonnen weniger schädliche Abgase bedeuten.
Dabei gehen Silwa und Designer Jermey Singley mit dem Prototypen noch gar nicht aufs Ganze. Denn ihr windschlüpfiger Lkw basiert auf einem konventionellen Kenworth-Truck. Er wird lediglich neu verkleidet und aerodynamisch in Form gebracht. "An der Grundkonstruktion, etwa den Achsen oder der Kabine, haben wir nichts geändert", sagt Singley.
Was bei einer Neukonstruktion möglich wäre, zeigen ein paar Computer-Skizzen von Designer Singley, die er als FutureTruck bezeichnet. Dieser Lkw ist noch einmal deutlich windschnittiger, hat eine sehr viel schmalere Kabine und sieht aus wie ein riesiges Torpedo auf Rädern. Dafür jedoch liegt der Luftwiderstand etwa 60 Prozent unter dem eines konventionellen Lastwagens. "Damit könnte der Truck im Windkanal besser sein als heute viele Pkw."
Die fatale Lücke zwischen Zugmaschine und Auflieger
Eine schnittige Zugmaschine alleine ist aber nur die halbe Miete. Auch der Auflieger und vor allem der Raum zwischen Truck und Trailer spielen für die Aerodynamik eine wichtige Rolle. Singleys Entwürfe erinnern deshalb an Triebwagen, bei denen die Übergänge zu den Waggons komplett geschlossen sind. "Wie man die Lücke schließen und trotzdem mit dem Laster um die Kurve fahren kann, darüber haben sich sogar schon NASA-Experten den Kopf zerbrochen", sagt der Designer. Er plant eine Konstruktion mit neuartigen, flexiblen Materialien. Wie es genau funktionieren soll, will er noch nicht verraten.
Allzuschnell wird er dieses Geheimnis wohl auch nicht lüften. Denn bis zum Prototypen oder gar einer Serienfertigung sei es noch ein weiter Weg, räumt Singley ein. Wie weit der ist, weiß auch der deutsche Designer Luigi Colani, der bereits seit 30 Jahren am Stromlinien-Truck arbeitet, mehr als ein halbes Dutzend Prototypen gebaut hat und sich auf seiner Internetseite noch immer fragt, warum kein Fahrzeughersteller seine Ideen aufgreift.
Dabei rückt auch bei Scania, MAN & Co. die Aerodynamik zusehends in den Fokus. Die Entwicklung des neuen Mercedes Actros zum Beispiel, der als erfolgreichster Fernlaster in Europa jetzt in die nächste Generation geht, hat auch deshalb rund eine Milliarde Euro verschlungen, weil die Zugmaschine allein 2600 Stunden im Windkanal optimiert wurde. "So einen Aufwand haben wir noch nie zuvor getrieben", sagt Entwicklungschef Jörg Zürn. "Einen Truck mit einer Stirnfläche von vier mal zwei Metern aerodynamisch zu gestalten ist so, als arbeite man an einem windschnittigen Garagentor." Doch die Mühe hat sich gelohnt: Dass die neue Lkw-Generation in Euro-5-Ausführung sechs bis sieben Prozent sparsamer fährt als die bisherigen Modelle, sei fast zur Hälfte dem geringeren cW-Wert zu verdanken, sagt der Chefingenieur.
Was Lkw-Entwickler an der Aerodynamik der Trucks verbessern können
Den exakten Wert will Zürn mit Blick auf die Konkurrenz nicht verraten. Zumal Mercedes als einziger europäischer Lkw-Hersteller über einen Windkanal für Originalfahrzeuge verfügt und sich daher bei Aerodynamik-Tests nicht Modellen begnügen muss. Er sagt aber, wie die Verbesserungen erzielt wurden. "Den größten Teil erreichen wir mit einer um drei Grad stärker nach hinten geneigten Frontscheibe und den abgerundeten A-Säulen", sagt Zürn. "Dazu kommen Feinheiten wie die gelochte Lamellen im Kühlergrill, die bis zur ersten Trittstufe verlängerte Tür oder optimierte Außenspiegel." Außerdem ist der Unterboden nun teilweise verkleidet, vor den Rädern gibt es kleine Windabweiser und hinterm Kühlergitter eine Jalousie. Die öffnet sich nur dann, wenn der Motor wirklich die volle Kühlung braucht und bleibt ansonsten geschlossen, um Verwirbelungen zu verhindern.
Auch wenn es aerodynamische Verbesserungen gibt - der Fortschritt kommt nur langsam voran. "Bei der durch die europäische Längenbeschränkung bedingten Konstruktion eines Frontlenkerfahrzeuges ohne den typischen Vorbau der US-Trucks sind den Aerodynamikern enge Grenzen gesetzt", sagt Zürn. Im Klartext: Eine nach vorne ragende Motorhaube würde zwar den Luftwiderstand verringern, dafür aber müsste die Ladefläche verkürzt werden, um die zulässige Gesamtlänge einzuhalten. Zürn: "Absolut würde der Verbrauch mit solchen Lösungen zwar geringfügig sinken. Aber relativ zur Lademenge wurde das einen schlechteren Schnitt bedeuten."
