"Der Hybrid im schweren Lkw wird kommen"

Strengere Abgasnormen und steigende Anforderungen an die Transporteffizienz stellen die Nutzfahrzeugindustrie vor große Herausforderungen. Die MTZ sprach mit Georg Weiberg, Leiter Truck Product Engineering bei der Daimler AG, über Potenziale von Motor und Antriebsstrang im Lkw.

Megathema Transporteffizienz: Was kann der Motor noch dazu beitragen?
Auch und gerade in der Nutzfahrzeugindustrie hat der Motor eine Schlüsselposition beim Thema Transporteffizienz. Dies hat in der Vergangenheit auch zu deutlichen Beiträgen geführt. Fakt ist aber, dass wir für die nächsten 20 Jahre diese Potenziale nicht sehen. Wirkungsgrade moderner Motoren sind schon rein physikalisch gesehen nur noch in Grenzen steigerbar. Deshalb beschränken wir uns bei der Betrachtung nicht mehr nur auf den Motor, sondern schauen uns den gesamten Powertrain und das gesamte Fahrzeug an. Das soll aber nicht bedeuten, dass wir dem Motor und der Weiterentwicklung der Technologien keinen Stellenwert einräumen.

Worauf liegt Ihr besonderer Schwerpunkt?
Was am Ende für unsere Kunden zählt, ist der Verbrauch des Fahrzeugs. Das Zusammenspiel Motor, effizientes Abgaskonzept, Getriebeauslegung, möglichst als Direktganggetriebe, intelligentes Nebenaggregatemanagement bis hin zur reibungsoptimierten Hinterachse und dem richtigen Reifen wird immer wichtiger. Erst wenn all dies konsequent umgesetzt ist, macht es Sinn, über die grundsätzlichen Antriebsalternativen zu sprechen - zum Beispiel den Hybrid.

Das heißt, Sie sehen den Hybrid auch im schweren Lkw?
Natürlich. Der Hybrid ist für uns in allen Nutzfahrzeugkategorien unter bestimmten Randbedingungen vorstellbar. Technologisch betrachtet ist die Mehrzahl der Komponenten heute schon klar definiert und auch in Kleinserien und in Prototypen bereits auf der Straße unterwegs. Was uns derzeit noch fehlt ist eine kostengünstige, dauerhaltbare und vor allem in dem Arbeitsbereich für Nutzfahrzeuge taugliche Batterie. Wir arbeiten daran und nutzen auch konsequent das Know-how und die Synergien mit unseren Pkw-Kollegen im eigenen Haus. Neben den technischen Herausforderungen, die ich alle für lösbar halte, dürfen wir allerdings nicht vergessen, dass unsere Kunden die Technik nur dann kaufen, wenn sie damit Geld verdienen können. Dies ist sicher in erster Linie eine Frage der Kraftstoffkosten und der Batteriekosten oder ersatzweise der öffentlichen Förderung dieser Technologie.

Derzeit werden viele Einzelmaßnahmen zur Verbrauchseinsparung erarbeitet, wie bedarfsgeregelte Nebenaggregate, Vernetzung mit Navigationsdaten oder Drucklufteinblasung. Jede Maßnahme für sich hat eher einen geringen Einspareffekt, zusammen summiert sich allerdings die Wirkung. Was davon ist umsetzbar?
Bei uns ist und war sich in der Vergangenheit keiner zu schade, sich um Themen zu kümmern, die auch im Zehntelprozentbereich den Verbrauch reduziert haben. Wir arbeiten deshalb kontinuierlich an diesen Themen. In Summe kommt über die Jahre so das eine oder andere Prozent zusammen. Sie haben da in Ihrer Frage schon einen Teil der Themen angesprochen, um die wir uns derzeit intensiv kümmern. Unser kommuniziertes Ziel für das Jahr 2020 ist, den Verbrauch um 20 % zu reduzieren. Dafür tun wir alles, und wir brauchen auch alle noch so kleinen Potenziale.

Euro 6: Sind innermotorische Lösungen realistisch?
Die Frage, was technisch möglich ist, steht für uns nicht im Vordergrund, sondern die Frage muss lauten, was für unsere Kunden die beste Lösung ist. Wir gehen dabei davon aus, dass unsere Kunden hohe Priorität auf den Verbrauch und die Zuverlässigkeit der Technik legen. Insofern halten wir extreme Abgasrückführkonzepte oder auch homogene oder teilhomogene Brennverfahren weder für entsprechend robust noch für entsprechend effizient. Unser Anspruch ist eher, den Motor optimal zu betreiben und dem Kunden eine effiziente und robuste Abgasnachbehandlung anzubieten. Dass wir damit nicht ganz falsch liegen, zeigen unsere Erfahrungen mit den "BlueTec"-Fahrzeugen und die Rückmeldungen unserer Kunden.

Daimler nutzt als einziger Hersteller ein aufwendiges druckübersetztes Common-Rail-Einspritzsystem, das Einspritzverlaufsformung erlaubt. Warum?
Für uns ist die Einspritztechnik eine Schlüsseltechnik, der wir besonderes Augenmerk schenken, denn sie gibt uns die Möglichkeit, die Verbrennung zu beeinflussen. Dabei sind folgende Kriterien aus unserer Sicht wichtig: Wir brauchen zunächst ein robustes System, das mit hohen Drücken operieren kann, um die Partikelemissionen zu reduzieren. Darüber hinaus brauchen wir aber auch ein System, das uns in die Lage versetzt, möglichst geringe Lambdas so darzustellen, dass wir günstige Partikel und NOx-Werte erzielen. Dies ist wichtig, um die Aufladegrade und damit die Ladungswechselverluste zu reduzieren. Und genau an diesem Punkt unterscheidet sich unser gemeinsam mit Bosch entwickeltes System mit den Möglichkeiten, den Einspritzverlauf in jedem Betriebspunkt optimal zu gestalten. Die Fachwelt redet dabei von Ramp-, Boot- und Square-Einspritzungen, die wir miteinander kombinieren können. Unsere Messungen ergeben gegenüber konventionellen Systemen einen Verbrauchsvorteil dieser Effekte von zirka zwei Prozent.

Ist das Thema Downsizing, wie wir es beim Pkw erleben, für den schweren Lkw ebenfalls sinnvoll?
Bei uns - wie bei vielen Wettbewerbern - hat der Kunde die Möglichkeit, sich seinen Antriebsstrang aus einer weiten Palette von Möglichkeiten optimal auszuwählen. Normalerweise sind unsere Kunden kühle Rechner und wählen den für sie optimalen Kompromiss zwischen Fahrleistungen - also Motorleistungen und Motormomenten - und Kraftstoffverbrauch aus. Wenn wir außerdem davon ausgehen, dass unsere Kunden, insbesondere im Fernverkehr, in einem relativ schmalen Drehzahlbereich und aufgrund der Getriebe vorwiegend in hohen Lasten unterwegs sind, so zeigen unsere Motorenkennfelder, dass wir genau in diesen Bereichen bereits heute unsere besten Wirkungsgrade wieder finden.

Kleinere Hubräume stellen also keine Alternative dar?
Wir haben uns natürlich gefragt, ob kleinere Motoren mit gegebenenfalls zweistufiger Aufladung und damit vergleichbarem Leistungspotenzial positive Effekte haben. Aber auch hier hilft die Physik sehr schnell. Turbinen und Verdichterwirkungsgrade müssen leider multipliziert werden, und normalerweise steigen Ladungswechselverluste mit steigenden Aufladegraden und eher kleineren Ventilen an. Das bedeutet für uns, dass das Kriterium Verbrauch nicht zu Downsizingkonzepten führt. Es sind eher Packaging oder Nutzlastargumente, die in bestimmten Anwendungen solche Lösungen nahe legen.

Wie sieht ein Motor für schwere Nfz 2020 aus?
Es gibt für uns so genannte Schlüsselfelder, um die wir uns mit entsprechendem Hochdruck kümmern und auf denen wir die wesentlichen Fortschritte erwarten. Dazu zählt die Einspritztechnik als Stellhebel, um die innermotorische Verbrennung zu optimieren. Wir glauben, dass wir die Möglichkeiten, die wir bereits heute haben, hinsichtlich Einspritzverlaufsformung und Druckpotenzial weiter ausbauen müssen. Als zweites Schlüsselfeld haben wir die Auflade- und Ladungswechseltechnik identifiziert. Hier wird es darum gehen, Wirkungsgrade und Aufladegrade so zu steigern, dass sie robust dargestellt werden können. Als drittes Feld widmen wir uns dem Thema Abgasnachbehandlung. Hier versuchen wir, dem Motor durch effiziente Systeme optimale Randbedingungen bereitzustellen. Das betrifft vor allem die Themen NOx-Reduktionsverbesserungen aber auch Druckverlustminimierung. Als letztem, aber nicht minder wichtigem Thema widmen wir uns der Steuerung und Regelung des gesamten Motors inklusive der Nebenaggregate, der Getriebe und der Abgasnachbehandlung. Aus diesem Grund bauen wir konsequent Kompetenzen auf und entwickeln alle wesentlichen Funktionalitäten im Hause. Wenn all dies noch nicht reichen sollte, wäre eine Hybridisierung in diesem Zeitfenster ebenfalls möglich.

Herr Weiberg, vielen Dank für das Gespräch.


Autor(en): Ruben Danisch

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