• Bis zu fünf Prozent weniger Kraftstoffbedarf als der Vorgänger – der neue Actros ist effizienter denn je
• Mit MirrorCam und konkaven Endkantenklappen: Das aerodynamische Fahrerhaus trägt in hohem Maß zur Kraftstoffeffizienz bei
• Die Verbesserung der Aerodynamik wurde am Rechner, im Windkanal und auf der Straße erzielt

Stuttgart – Der Kraftstoffbedarf des Actros wurde in den vergangenen Jahrzehnten immer weiter reduziert. Im typischen Fernverkehrseinsatz konnten beispielsweise seit 2011 bis zur Einführung des neuen Actros 2019 Einsparungen von bis zu 15 Prozent erzielt werden. Der neue Actros legt hier noch einmal nach und ist im Vergleich zu seinem Vorgänger auf Autobahnen bis zu drei Prozent und im Überlandverkehr sogar bis zu fünf Prozent sparsamer unterwegs. Zu dieser Verbrauchsreduktion tragen – neben der optimierten Tempomat- und Getriebesteuerung Predictive Powertrain Control (PPC) sowie neuen Hinterachsübersetzungen – in hohem Maß aerodynamische Verbesserungen am Fahrerhaus des Lkw bei.

Aerodynamik als einer der wichtigsten Stellhebel zur Senkung des Verbrauchs

Die große Bedeutung der Aerodynamik macht eine Zahl deutlich: Bei einem aktuellen Frontlenker-Lkw im europäischen Fernverkehrseinsatz wird etwa ein Drittel der zur Verfügung stehenden mechanischen Energie zur Überwindung des Luftwiderstands aufgewendet. Das spiegelt sich auch im neuen Actros wieder: Allein die MirrorCam, welche die klassischen Rückspiegel ersetzt, trägt mit bis zu 1,5 Prozent zur gesamten Verbrauchs­ersparnis des neuen Actros bei. Ebenfalls ihren Beitrag leisten die neuen, konkaven Endkantenklappen am Fahrerhaus.

Aufwendige Anlage: Axialgebläse für Windgeschwindigkeiten bis 250 km/h

Zurückzuführen sind diese Verbesserungen nicht zuletzt auf intensive Tests im Windkanal der Daimler AG in Untertürkheim. Dort simulierten die Ingenieure die Umströmungsbedingungen am Truck mit dem Ziel, den cw-Wert, also die Windschlüpfigkeit, und damit den Verbrauch zu optimieren. Vor allem mit Blick auf die MirrorCam lieferten die Versuche in der Anlage wertvolle Hinweise. Zum einen für die aerodynamische Gestaltung der beiden Kameraarme und zum anderen für die Positionierung der Kameraarme rechts und links am Fahrerhaus. Diese sind, anders als herkömmliche Spiegel, im neuen Actros am Dachrahmen befestigt.

Die Anlage in Untertürkheim ermöglicht den Entwicklern, Windgeschwindigkeiten von bis zu 250 Kilometer pro Stunde zu erzeugen. „Hier werden parallel zur computerbasierten Strömungsberechnung – das ist die digitale Simulation anhand von ‚Computational Fluid Dynamics‘ (CFD) – Stichprobenversuche vorgenommen, um die aerodynamische Verbesserung von Konzeptbauteilen zu bestätigen“, sagt Michael Hilgers, Leiter CAE Vehicle Functions in der Nutzfahrzeugentwicklung von Mercedes-Benz. Zudem werden die aerodynamischen Maßnahmen im Straßeneinsatz validiert. Die Ingenieure profitieren so davon, gleich mehrere leistungsfähige Verfahren zur Verfügung zu haben, mit deren Hilfe sich die Lkw von Mercedes-Benz so aerodynamisch wie nur möglich gestalten lassen.

Gemeinsam für die beste Lösung: Kooperation mit Designern und Konstrukteuren ist essenziell

Essenziell für die Arbeit der Aerodynamiker ist die Abstimmung mit den Kollegen aus anderen Kerndisziplinen, insbesondere mit Designern und Konstrukteuren „Das Ziel im Entwicklungsprozess eines Lkw ist immer, gemeinsam die beste Lösung zu finden“, sagt Kai Sieber, Leiter Design Brands & Operations von
Mercedes-Benz. „Beispielsweise geben die Kameraarme der MirrorCam dem neuen Actros in seiner Gesamterscheinung eine puristische Prägung. Optisch ist das eine Bereicherung, denn der Schwerpunkt des Fahrzeugs wird durch den Wegfall der großen Spiegel nach unten verlagert, was die Dynamik noch einmal unterstreicht und Kraftstoff einspart.“

Die Suche nach dem Optimum: Form und Position

Wie genau hat das Team durch die Arbeit im Windkanal zur weiter verbesserten Aerodynamik des neuen Actros beigetragen? Zum Beispiel durch Versuche, bei denen die beste Position für die Kameraarme der MirrorCam ermittelt wurde. Zur Debatte standen der obere und der untere Bereich der A-Säule sowie der obere Bereich der B-Säule. Für die Versuche wurde ein realer Actros verwendet, bei dem man die Außenspiegel durch Prototypen der Kameraarme ersetzt hatte – nacheinander angebracht an den drei zu prüfenden Positionen. Der Lkw wurde auf der Waage des Windkanals platziert und das Gebläse in Gang gesetzt. Die Waage ermöglichte den Ingenieuren, die Luftkraft zu messen, die bei der Umströmung auf das Fahrzeug einwirkte. Ergebnis: Die beste Position für die Kameraarme befindet sich an der A-Säule im Bereich der Dachkante.

Gesucht wurde außerdem eine Lösung, die verhindert, dass von oben einfallendes Streulicht die Performance der Kameras mindert. Bei diesen Tests setzte sich das kleine Dach durch, mit dem die Arme der MirrorCam nun ausgestattet sind. Und auch an der Entwicklung der neuen, konkav geformten Endkantenklappen des Fahrerhauses waren die Ingenieure maßgeblich beteiligt. Die neuen Endkantenklappen tragen ebenfalls dazu bei, dass der neue Actros so wenig Kraftstoff benötigt wie keiner seiner Vorgänger.

Erheblicher Fortschritt: mehr Durchblick, mehr Sicherheit

Neben einem möglichst geringen Verbrauch haben die Ingenieure bei ihren Versuchen im Windkanal und den CFD-Analysen auch das Thema Schmutzfreihaltung im Blick. Vor allem für sicherheitsrelevante Bereiche wie Front- und Seitenscheiben sowie die Linsen der Kameraarme. Die Aerodynamik hat Einfluss darauf, wie viel Schmutz vom eigenen und von vorausfahrenden Fahrzeugen haften bleibt.

Seit Jahrzehnten in Betrieb: der Windkanal in Untertürkheim

Der Windkanal in Untertürkheim steht den Entwicklern von Mercedes-Benz bereits seit acht Jahrzehnten zur Verfügung. Dank gezielter Modernisierungen ist er nach wie vor auf dem aktuellen Stand der Technik. Zwei Gleichstrommotoren mit je 2500 kW Leistung versetzen das neunflügelige Axialgebläse mit seinen 8,5 Metern Durchmesser in Bewegung – so kräftig, dass sie selbst für Windstärke 17 sorgen können. Dabei werden rund 9.000 m³ Luft horizontal in einen 125 Meter langen, ringförmigen Kanal bewegt. Im Testbereich steht das Fahrzeug auf einer Drehscheibe mit zwölf Meter Durchmesser, so dass es dem Windstrom frontal, aber auch in jedem gewünschten Winkel seitlich ausgesetzt werden kann. In die Drehscheibe integriert ist, neben einem Rollenprüfstand, eine Sechs-Komponenten-Waage. Sie dient der hochgenauen Ermittlung zahlreicher Kräfte, darunter der Luftkraft. Die Kräfte werden über Hebel und Gestänge auf Kraftmessdosen übertragen und dadurch auswertbar gemacht.

Hochkarätig ausgezeichnet: Der neue Actros ist der „International Truck of the Year 2020“

Die nachhaltig verbesserte Aerodynamik durch die MirrorCam des neuen Actros ist einer der Gründe, warum das Fahrzeug den Titel „International Truck of the Year 2020“ errungen hat. Neben der gesteigerten Effizienz hob die Jury dieser bedeutendsten europäischen Lkw-Auszeichnung auch die Fortschritte bei den Assistenz- und Sicherheitssystemen sowie bei der Konnektivität hervor. Neu im Actros sind unter anderem der Active Drive Assist, der teilautomatisiertes Fahren in allen Geschwindigkeitsbereichen ermöglicht, der verbesserte Notbremsassistent Active Brake Assist 5, das voll vernetzte Multimedia-Cockpit sowie die intelligente Tempomat- und Getriebesteuerung Predictive Powertrain Control. Der „International Truck of the Year“-Award wird jährlich von Europas führenden Nutzfahrzeugjournalisten vergeben. Mercedes-Benz ist in der Geschichte des Wettbewerbs die am häufigsten ausgezeichnete Marke und war bereits mit allen Vorgängerversionen des Actros erfolgreich.