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Sep 16, 2023

Freightliner SuperTruck 2 stellt neue Effizienztechnologien vor

Daimler Truck North America (DTNA) stellte den Freightliner SuperTruck 2 vor.

Daimler Truck North America (DTNA) stellte den Freightliner SuperTruck 2 vor und präsentierte Funktionen, die die nächste Stufe der Frachteffizienz erreichen sollen. Im Rahmen des vom Department of Energy (DOE) mitfinanzierten SuperTruck-Programms mit dem Ziel, die Emissionen aus dem Straßengüterverkehr zu reduzieren, konnten DTNA-Ingenieure Technologien der nächsten Generation für schwere Nutzfahrzeuge untersuchen und klären technische Wege für deren Entwicklung und mögliche Integration in die Serienproduktion. Der Schwerpunkt lag auf der Entwicklung neuer Technologien für die vielversprechendsten Kernkomponenten und -systeme, um die reale Betriebseffizienz des Lkw zu verbessern, Kunden erfolgreicher zu machen und die Betriebseffizienz der Flotten zu steigern.

Aufbauend auf dem ersten SuperTruck, der 2015 die DOE-Anforderungen übertraf, übertraf SuperTruck 2 die Erwartungen in Bezug auf Aerodynamik, Reifen, Antriebsstrang und Energiemanagement und verdoppelte gleichzeitig die Frachteffizienz des Basisfahrzeugs seit Beginn des SuperTruck-Programms.

Die Ingenieure von Freightliner haben die vier Schlüsselbereiche der SuperTruck 2-Entwicklung hervorgehoben: Aerodynamik; Antriebsstrang; Rollwiderstand; und elektrische Anlage.

In enger Zusammenarbeit zwischen den Design- und Konstruktionsabteilungen konnten die Teams bei den aerodynamischen Verbesserungen übertreffen und den Luftwiderstand des SuperTruck 2 laut Studien der DTNA um mehr als 12 % gegenüber dem SuperTruck 1 reduzieren. Anstatt die Struktur des Lkw radikal zu verändern, bestand das Designziel für SuperTruck 2 darin, die bestehende Form des Cascadia neu zu definieren, um die aerodynamische Effizienz zu maximieren und gleichzeitig eine fortschrittliche Designsprache zu verwenden, um diese Effizienz zu vermitteln.

Laut Jeff Cotner, Chefdesigner von DTNA, bestand das Ziel darin, die Frachteffizienz zu maximieren und gleichzeitig einen attraktiven Lkw zu schaffen, ohne unnötige Änderungen vorzunehmen. Die neu gestaltete Motorhaube, der Stoßfänger und die Fahrgestellverkleidung harmonieren gut mit der bestehenden Kabinenstruktur und ermöglichen nun eine ungestörte Luftzirkulation um den Lkw herum. Der Kühlergrill, die Lufteinlässe und die Türen wurden neu gestaltet, um so nahtlos und sauber wie möglich zu sein; Keine scharfen Kanten beeinträchtigen die Aerodynamik oder Schönheit des Lkw. Andere Bereiche wurden in einem iterativen Ansatz zwischen dem Designstudio und dem Ingenieurteam verfeinert. Aktive Seitenverlängerungen und ein Dachspoilersystem schließen die Lücke zum Anhänger bei Autobahngeschwindigkeiten um bis zu 4 Zoll, und eine verbesserte aerodynamische Höhensteuerung senkt den Lkw nur wenige Zentimeter über dem Boden ab und sorgt so für zusätzliche aerodynamische Verbesserungen.

Dank der bundesstaatlichen Ausnahmegenehmigung der National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) für das Programm konnte der Luftwiderstand des SuperTruck 2 durch die Entfernung der Außenspiegel und die Integration eines spiegellosen Kamerasystems von Stoneridge deutlich reduziert werden. Die Kameras wurden unter allen Wetterbedingungen getestet und haben sich als vielversprechend erwiesen, die Sicht des Fahrers zu verbessern und die Fahrzeugsicherheit zu verbessern. Dies unterstützt die Befürwortung künftiger regulatorischer Änderungen, die eine weitverbreitete Einführung dieser fortschrittlichen Technologie durch Hersteller ermöglichen würden.

Nach Angaben des Unternehmens ermöglicht der aktualisierte Antriebsstrang eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs um 5,7 % gegenüber dem SuperTruck 1. Mit einem nicht zertifizierten Detroit-13-Liter-Prototypmotor mit zweistufiger Turbo- und Zwischenkühlung sowie einem 13-Gang-Overdrive-Getriebe ist der Antriebsstrang in der Lage, durch reduzierten Luftwiderstand im Overdrive eine geringere Geschwindigkeitsabsenkung und größere Kraftstoffeinsparungen zu erreichen.

Ein wichtiges Antriebsmerkmal des SuperTruck 2 ist die geteilte Kühlung. Dieses System besteht aus Hochtemperatur- und Niedertemperatur-Kühlkreisläufen, die mit einer zweistufigen Turboaufladung und Abgasrückführungskühlung (AGR) am Motor zusammenarbeiten. Zusammen führen diese Technologien zu weiteren Effizienzsteigerungen, die ein aggressiveres Downspeeding ermöglichen. Ein intelligenter Motorschmierkreislauf minimiert interne Pumpverluste und reduziert so Motorparasiten, indem der Durchfluss aktiv auf die empfindlichsten Komponenten verteilt wird.

Laut DTNA ermöglicht es durch die Implementierung adaptiver Tandemachsen ein höheres Drehmoment der kraftstoffeffizienten Antriebsstränge und schaltet bei Autobahngeschwindigkeit automatisch von 6×4 auf 6×2 um, was dem Fahrer beim Manövrieren bei niedriger Geschwindigkeit zugute kommt.

DTNA arbeitete erneut mit dem SuperTruck 1-Partner Michelin an der Entwicklung brandneuer Reifen, die speziell für adaptive Tandemachsen entwickelt wurden, um nicht nur den Energieverbrauch des Fahrzeugs zu senken, sondern auch die Wartungsausfallzeiten durch minimierten Verschleiß der Reifen zu reduzieren. Durch die Verringerung der Reibung auf der Straße wird weniger Kraftstoff benötigt, um die Geschwindigkeit des Lkw aufrechtzuerhalten. Den Ingenieuren gelang es, den Rollwiderstand des Traktors im Vergleich zum SuperTruck 1 deutlich um 12 % zu reduzieren.

In Zusammenarbeit mit DTNA hat Michelin Reifen speziell für die Lenk-, Antriebs- und Nachlaufachsen des SuperTruck 2 entwickelt. Die Einführung der dynamischen Lastverlagerung steigert die Effizienz und Kraftstoffeinsparungen weiter. Bei dieser Technologie wird ein Teil der Last automatisch von der Antriebsachse auf die Nachlaufachse verlagert, um den geringen Rollwiderstand des Nachlaufreifens zu nutzen. Das Gesamtdesign der neuen Reifen umfasste die Entwicklung neuer Laufflächen und Mischungen, die zu einer um mehr als 20 % verbesserten Abnutzung der Antriebsreifen und einem insgesamt deutlich verbesserten Rollwiderstand führten.

SuperTruck 2 verfügt über ein 48-Volt-Bordnetz mit Lithium-Ionen-Batterien, das es einem neuen elektrischen Lenksystem ermöglicht, den Bedarf je nach Bedarf anzupassen, unabhängig davon, ob der Fahrer mit niedriger Geschwindigkeit manövriert oder mit Autobahngeschwindigkeit fährt, oder im EcoSail-Modus zu arbeiten, während der Motor läuft aus.

Die EcoSail-Funktion kann den Motor abschalten, wenn keine Antriebsleistung benötigt wird, ohne dass ein Eingreifen des Fahrers erforderlich ist. Wenn der Lkw bei ausgeschaltetem Motor einen Hügel hinunterrollt, bleiben Funktionen wie die Klimaanlage weiterhin in Betrieb. Sobald Leistung benötigt wird, startet der Motor automatisch neu, um dem Fahrer ein reibungsloses Erlebnis zu bieten.

Weitere 48-Volt-Funktionen führen zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch und erhöhtem Fahrerkomfort, wie zum Beispiel eine neue elektrische Klimaanlage, die 50 % weniger Energie verbraucht als SuperTruck 1 und den reibungslosen Betrieb auch bei ausgeschaltetem Motor aufrechterhält.

Ein neuer 48-Volt-Anlasser bringt den Motor mit mehr Leistung und Geschwindigkeit in Schwung. Schließlich betreibt das neue 48-Volt-Bordnetz die Hotelfunktionen, ohne dass der Motor läuft, und liefert gleichzeitig 12-Volt-Strom für die Standardkabinenelemente wie Beleuchtung oder das Kombiinstrument.

DTNA hat außerdem einen Zuschuss für SuperTruck 3 zur Entwicklung eines Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrotraktors erhalten, der die Anforderungen an Leistung, Effizienz und Reichweite von Schwerlast-Langstrecken-Schlafwagen übertrifft, ohne Kompromisse bei der Nutzlast einzugehen. Die Entwürfe für SuperTruck 3 sollen bis 2027 enthüllt werden.