Mit einem Diesel-hydraulischen Hybridantrieb packt Iveco die Hybridisierung der eigenen schweren Nutzfahrzeuge neu an. Bis zu 35 Prozent Kraftstoffersparnis stellt der Hersteller im Müllsammelbetrieb in Aussicht.
Die Geschichte des Hybrid-Lkw ist nicht unbedingt eine Erfolgsstory. Bis dato hat es noch kein Hersteller geschafft, einen Diesel-elektrischen Hybriden zu wirtschaftlich akzeptablen Konditionen einzuführen – lässt man mal staatlich subventionierte Leuchtturmprojekte außen vor.
Was bleibt, sind in der Regel einzelne Fahrzeuge in großen Flotten, die fern jeder betriebswirtschaftlichen Kalkulation die grüne Seele eines Unternehmens zeigen soll. Iveco setzt nun auf einen anderen technischen Ansatz, um dem Hybrid-Lkw doch noch ein wirtschaftliches Erfolgserlebnis zu bescheren.
Anstelle der teuren und nutzlastfressenden Batterietechnik – dem Hauptgrund für das Scheitern aktueller Hybridkonzepte – verwendet der im Rahmen des Forschungsprojekts "Vector 2015" auf die Räder gestellte Dreiachser Hydrauliköl und Gas als Antriebs- und Energiespeichermedium. Das bedingt allerdings, dass der Antriebsstrang auf seriellen Hybridbetrieb hin ausgelegt wird. Das heißt: mit der hydraulischen Sekundärantriebsquelle direkt dem Cursor-10-Dieseltriebwerk nachgeschaltet.
Diesel treibt Hydraulikpumpe an
Anstelle an das Zwölfganggetriebe gibt der 420 PS starke Cursor-Diesel nun seine Kraft an eine Primärhydraulikpumpe ab, die mit Öl als Antriebsmedium arbeitet. Die Leistung des Verbrennungsmotors komprimiert damit über einen separaten Hydraulikkreis und mittels einer angeschlossenen Membran Stickstoffgas in einem Hochdruckspeicher an der Rahmenseite, das so die Energie aufnimmt und speichert.
Sobald das Fahrpedal getreten wird, ruft die gashydraulische Speichereinheit die geladenen Energie ab und gibt den so freigesetzten Druck über das Hydrauliksystem an zwei hydrostatische Antriebspumpen weiter, die wiederum die Räder des Lkw in Bewegung setzen.
Sobald der gespeicherte Druck aufgebraucht ist, übernimmt der Diesel ohne Unterbrechung des Kraftschlusses wie ein klassischer Hydrostat die Vortriebsarbeit. Umgekehrt funktioniert das Lade- und Entladespiel mit dem Gasspeicher ebenso. Sobald der Müllsammelwagen verzögert werden soll, wird als erste Bremsstufe, ganz wie in einem Hydro-Retarder, das Öl als Bremsmedium eingesetzt. Mit der von den Radantriebspumpen eingespeisten Energie wird der Gasspeicher wieder komprimiert.
Mit dieser Arbeitsweise sollen sich bis zu 70 Prozent der Verzögerungsarbeit, die sonst in Wärme und Reibung verpuffen, in den Hybridspeicher eingespeisen und beim nächsten Anfahrvorgang wieder abrufen lassen.
Hydro-System für niedriges Tempo
Das Hydro-System, das der US-amerikanische Spezialist Parker beisteuert, eignet sich in erster Linie für den urbanen Einsatz im Müllsammelbetrieb mit ständigen Anfahr- und Bremsmanövern bei insgesamt niedrigem Tempo.
Das Stop-and-go-Wechselspiel nutzt das Potenzial des Speicherantriebs am besten. Abgesehen von der eingesparten Antriebsenergie des Diesels rollt der Vector-Stralis auch deutlich geräuscharmer von Tonne zu Tonne.
Die Rückfahrt in die Deponie wird mit dem Prototyp allerdings nicht zur Geduldsprobe. Aus dem maximal 50 km/h schnellen Sammelmodus lässt sich der Iveco mit dem Gas-Öl-Herz über den Lenkstockhebel in eine zweite Fahrstufe und damit auf schnelle Fahrt schalten. Ein Display informiert den Fahrer über die aktuelle gespeicherte Antriebsenergie. In einer dritten Fahrstufe wird der Hybridantrieb überbrückt, Gaskompression und Bremsrekuperation sind nicht aktiviert, der Stralis fährt allein hydrostatisch wie ein Dumper. Marco Aimo Boot, Spezialist für alternative Antriebe bei Iveco, beziffert das Kraftstoff-Einsparpotenzial auf 30 bis 35 Prozent.
15 Prozent höherer Wirkungsgrad
Neben dem reduzierten Spritverbrauch beziehungsweise CO2-Ausstoß verringert die Hybridantriebstechnik auch den Verschleiß an Bremsen und der im Hydrostatbetrieb gleichmäßig laufende Dieselmotor bewegt sich über die meiste Einsatzzeit im optimalen Drehzahlfeld. Boot spricht zudem von einem um 15 Prozent gesteigerten Wirkungsgrad, den das schaltunterbrechungsfreie Start-/Verzögerungsspiel im alltäglichen Praxiseinsatz einfährt. Wie viel die Technik an Mehrpreis kostet und wann der Iveco damit in die Amortisationszone rollt, lässt sich im Moment noch nicht beziffern.
Die Projektstudie soll nicht in dieser Form auf den Markt kommen. Um den Hybridgedanken konsequent durchgängig für den Einsatzzweck umzusetzen, fehlt die Koppelung des gashydraulischen Energiespeichers mit der leistungshungrigen Verdichterpresse und dem Lademechanismus. Die werden im Stralis-Hybriden noch nach alter Väter Sitte, nämlich über die vom Verbrennungsmotor alimentierte Hydraulik betrieben.
