Elektrohydraulik macht Nutzfahrzeuge umweltfreundlicher

24.06.2022 | Geschrieben von Michael Pyper

Um CO₂-Emissionen zu reduzieren, soll es zukünftig keine mechanischen Keilriemen- oder Nebenantriebe mehr geben. Eine Alternative stellen energieeffiziente elektrohydraulische Systemlösungen dar.

Regulatorien fordern Wandel

Die Fakten liegen auf dem Tisch: Das EU-Parlament beschloss 2019, die CO2-Emissionen schwerer Nutzfahrzeuge bis 2030 um 30 Prozent im Vergleich zu 2005 zu senken. Bereits 2025, also in nur drei Jahren, müssen die ersten 15 Prozent geschafft sein, sonst drohen Strafzahlungen. Deren Höhe steht zwar noch nicht fest, sie dürften aber empfindlich sein. Betroffen sind aktuell aber nur die normalen Lastkraftwagen (Lkw).

Ladekräne von Lkw werden heute über den Dieselmotor angetrieben. Der elektro-hydraulische Power Take-off „eh-PTO“ eines elektrifizierten Lkw hängt dagegen direkt an der Batterie.

Arbeitsfahrzeuge wie Müll- und Kommunalfahrzeuge oder Lkw mit Ladekran sind zunächst von der Regelung ausgenommen. Doch im laufenden Jahr 2022 wird die EU-Kommission beraten, wie es mit ihnen weitergeht. Angesichts der immer dramatischeren Klimaveränderungen dürften die Regelungen eher streng ausfallen. Die vom Umweltbundesamt in Auftrag gegebene „Potenzialstudie Energieeinsparung in der Fluidtechnik“ (kostenlos zum Download auf der Website www.umweltbundesamt.de) hat verschiedene Maßnahmen für Bau- und Landmaschinen identifiziert und bewertet. Davon abgeleitet und übertragen auf die genannten Arbeitsfahrzeuge sind vor allem die Vermeidung von Leerlaufzeiten und die bedarfsgerechte Steuerung von Nebenverbrauchern vielversprechend.

In Zukunft keine Nebenantriebe mehr

Sollten die EU-Vorschriften bezüglich der CO2-Emissionen tatsächlich auf Arbeitsfahrzeuge ausgedehnt werden, wären vor allem die Hersteller von Nebenaggregaten betroffen, welche Kühlwasserpumpen oder Klimakompressoren aber auch Aufbauten für kommunale Arbeitsfunktionen oder Ladekrane anbieten. Stand der Technik ist, dass bei herkömmlichen PTOs (PTO = Power Take-off) Hydraulikpumpen über ein Getriebe, eine Zapfwelle oder einen Keilriemen mechanisch mit dem Lkw-Motor verbunden sind und permanent mitlaufen. In den seltensten Fällen lassen sie sich durch Kupplungen trennen. Vor allem Lkw-Aufbauten wurden in der Vergangenheit konsequent auf Kosten getrimmt.

Auch kleinere Zusatzfunktionen benötigen einen eh-PTO, da der Fahrantrieb des Fahrzeugs auf das energieeffiziente Fahren optimiert ist.

Das bedeutet oft einfachste Technik mit Verlustleistungen von 50 bis 75 Prozent – übrigens der Grund, warum beispielsweise Lkw-Ladekrane oftmals mit großen Ölkühlern ausgestattet werden müssen.

Dieselmotoren von Lkw sind für das Fahren bei 80 km/h auf der Autobahn optimiert, wo sie bei tiefer Drehzahl und hoher Last sehr effizient arbeiten. Um die im stationären Einsatz benötigten hohen Volumenstrom zu erzeugen (z. B. bei Ladearbeiten), wird die Drehzahl des Motors gesteigert – das ist nicht nur laut, sondern auch ineffizient, da der Motor in einem ungünstigen Betriebspunkt mit schlechter Verbrennung und hohem spezifischen Kraftstoffverbrauch arbeitet.

Um den Kraftstoffverbrauch und damit den Ausstoß umwelt- und klimarelevanter Gase zu reduzieren, streichen die Fahrzeughersteller in Zukunft Nebenabtriebe aus dem Angebot. Kompressoren, Lüfter, Lenk- oder Hydraulikpumpe sollen konsequent elektrisch als „Power on Demand“ entkoppelt angetrieben werden.

Smart PowerPack mit interner Drehzahlvorgabe

Die Elektrifizierung der hydraulischen Nebenantriebe ermöglicht die Nutzung einer bedarfsgerechten Leistung genau dann, wenn diese benötigt wird. Verzichten kann man auf die Hydraulik nicht, denn sie ist für lineare Bewegungen mit hoher Kraft unersetzbar. Allerdings muss die hydraulische Systemlösung effizienter werden, um teure Energieverluste zu vermeiden.

Bucher Hydraulics hat genau mit diesem Ziel die neuen Smart PowerPacks für Nutzfahrzeuge entwickelt. Der Clou: Im Gegensatz zu anderen Systemen kann die für eine energetische Optimierung notwendige Drehzahlvorgabe intern generiert werden. Angaben über den aktuellen Volumenstrombedarf aus der Anwendung sind nicht nötig. Damit sind die Smart PowerPack Lösungen von Bucher Hydraulics mit allen marktüblichen Hydrauliksteuerungen frei kombinierbar.