Innovation und Technik

Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT)

In der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) haben sich alle deutschen Pkw und Nutzfahrzeughersteller sowie zahlreiche Zulieferer zusammengeschlossen, um unter dem Dach des VDA vorwettbewerblich und gemeinschaftlich zu forschen.

In der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) haben sich alle deutschen Pkw und Nutzfahrzeughersteller sowie zahlreiche Zulieferer zusammengeschlossen, um unter dem Dach des VDA vorwettbewerblich und gemeinschaftlich zu forschen. In ihrem Auftrag werden Vorhaben von Forschungspartnern an Hochschulen und öffentlichen Forschungszentren oder von außeruniversitären Forschungs- und Entwicklungsdienstleistern bearbeitet. Seit ihrer Gründung hat die FAT rund 300 Bände zu ihren Forschungsprojekten publiziert.

Reduzierung des Parksuchverkehrs in Innenstädten

Knapper Parkraum und eine stark ausgelastete Infrastruktur führen in vielen Städten zu einer hohen Belastung durch Parksuchverkehr. Dadurch entstehen unnötig Abgase, Lärm und Zeitverluste. Eine neue Studie der Prognos AG im Auftrag der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) hat hier angesetzt und den Parksuchverkehr von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen in Innenstädten untersucht. Außerdem will die Studie aufzeigen, wie unnötiger Parksuchverkehr durch bessere Informationen reduziert werden kann.

Insgesamt, so schätzen die Autoren der Studie, fallen in Deutschland jährlich Fahrten mit einer Dauer von 560 Mio. Stunden im Parksuchverkehr an. Vor allem bei Freizeitfahrten, Rückfahrten zum Wohnort und Erledigungsfahrten müssen Parkplätze gesucht werden. Gut jede fünfte aller Fahrten im Wirtschaftsverkehr wird dabei als parksuchverkehrsrelevant eingeschätzt. Im Privatverkehr ist es sogar rund jede vierte Fahrt. Untersucht wurden Parkräume und welche Informationen zum Belegungsstand verfügbar sind. Dazu gehören Parkhäuser und privater Parkraum, der öffentlich nutzbar ist. Hinzu kommt der öffentliche Straßenraum, der mit Parkscheinautomaten, Parkscheiben oder sogenanntem Handyparken bewirtschaftet wird. Dabei kam die Studie zu dem Ergebnis, dass in Parkhäusern in der Regel sehr gute Informationen zu freien Parkplätzen bereitgestellt werden. Im öffentlichen Straßenraum hingegen sind diese Informationen nur sehr rudimentär verfügbar. Und das, obwohl bei einer Bewirtschaftung mit Parkscheinautomaten durchaus Aussagen über freie Parkplätze möglich wären. Denn überall dort, wo Parkraum bewirtschaftet wird, gibt es Daten zu den verkauften Parkscheinen. Diese Informationen werden bisher jedoch so gut wie nie zur Verkehrslenkung genutzt. Selbst bei nicht bewirtschaftetem öffentlichem Straßenraum wäre es möglich, Informationen anzubieten. Die Kommunen könnten dazu statistische Verfahren nutzen, die wiederum Angaben über die Auslastung zulassen würden.

Wenn es gelingen würde, die Informationslage stark zu verbessern, könnten der Parksuchverkehr und die Zeitverluste in deutschen Städten deutlich reduziert werden. Die Prognos-Studie kommt zu dem Ergebnis, dass im günstigsten Fall bis zu 181 Mio. Stunden Parksuchzeit vermieden werden könnten. Weniger Parksuchverkehr würde auch bedeuten, dass die Fahrleistungen von Kraftfahrzeugen insgesamt reduziert werden könnten. Würde das bestmögliche Einsparpotenzial von rund 2,7 Mrd. Fahrzeugkilometern erreicht, dann könnten rund 0,5 Mio. Tonnen CO2 vermieden werden. Die Studie zeigt, dass bessere Informationen zum Parkplatzangebot den Suchverkehr deutlich reduzieren könnten. Dazu müssen für den öffentlichen Parkraum Auslastungsprognosen mithilfe statistischer und dynamischer Daten aus Parkscheinautomaten erstellt und veröffentlicht werden. Auch die Erfassung einzelner Stellplätze durch Sensoren sollte intensiviert werden. Diese Daten sollten betreiberübergreifend über eine Datenplattform bereitgestellt und öffentlich nutzbar gemacht werden. 

Die Studie „Auskunft über verfügbare Parkplätze in Städten“ ist in der FAT-Schriftenreihe erschienen (FAT 271).

Gewöhnlicher Pkw-Stellplatz am Wohnort, Mittelwerte

 

Garage, Carport, privater Stellplatz

Öffentlicher Raum

Unterschiedlich

Großstadt (groß) > 500 kE (n=6)

58 %

39 %

3 %

Großstadt (klein) 100–500 kE (n=14)

64 %

34 %

3 %

Mittelstadt (groß) 50–100 kE (n=5)

70 %

27 %

3 %

Mittelstadt (klein) 20–50 kE (n=9)

81 %

17 %

2 %

Kleinstadt (groß) 10–20 kE (n=9)

83 %

14 %

3 %

Kleinstadt (klein) < 10 kE (n=6)

84 %

14 %

2 %

Gesamt

73 %

25 %

2 %

Quelle: VDA

Energieeffizienter Lastzug

Die Reduzierung der CO2-Emissionen ist eine der großen wirtschaftlichen und technischen Herausforderungen des Straßengüterverkehrs. Die Nutzfahrzeugindustrie arbeitet deshalb intensiv daran, die Energieeffizienz von Nutzfahrzeugen weiter zu verbessern. Neben der Optimierung des Antriebsstrangs geht es vor allem darum, den Luft- und Rollwiderstand nachhaltig zu reduzieren, die zusammen rund 25 Prozent des Kraftstoffverbrauchs eines Lkw im Fernverkehr verursachen. 

Um zu erforschen, wie Fahrwiderstände bei zukünftigen schweren Nutzfahrzeugen reduziert werden können, hat die Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) das herstellerübergreifende und vorwettbewerbliche Projekt zur „Potenzialanalyse eines energieeffizienten Lastzugs“ ins Leben gerufen. Die Forschungsarbeiten sollten Beiträge zur Ressourcenschonung im Straßengüterverkehr und für mehr Wirtschaftlichkeit in puncto Energieeffizienz von Nutzfahrzeugen leisten. Darüber hinaus unterstützt das Forschungsprojekt auch die Arbeiten an der künftigen CO2-Gesetzgebung für schwere Nutzfahrzeuge und die Überarbeitung der Richtlinie zu Maßen und Gewichten (96/53 EG).

Dabei wurden zum Beispiel in umfangreichen Computersimulationen aerodynamische Potenziale an Lastzügen untersucht. Diese wurden durch Strömungsversuche im Windkanal mit Sattelzugmodellen ergänzt. Die Analysen zeigten, dass die größten Potenziale zur aerodynamischen Optimierung beim Sattelauflieger bestehen. Hier lassen sich mit Seitenverkleidungen, Heckklappen und einem heruntergezogenen Aufbauheck rund 5 Prozent Kraftstoff einsparen. Bei anderen Sattelzugtypen kann durch das Schließen des Zwischenraums zwischen Fahrerhaus und Aufliegeraufbau eine deutliche Luftwiderstandsreduktion erreicht werden. 

Bei einem Gliederzug lässt sich der Luftwiderstand am stärksten reduzieren, wenn der Zwischenraum zwischen den beiden Aufbauten für den eindringenden Luftstrom verschlossen würde. Das könnte mit nach außen gestellten Spoilern am Ende des Zugwagenaufbaus erreicht werden. Solche Komponenten sind allerdings auch unter den zukünftigen gesetzlichen Rahmenbedingungen nur eingeschränkt umsetzbar. Eine Verlängerung oder Umgestaltung des Fahrerhauses würde mit weiteren 1 bis 2 Prozent Kraftstoffeinsparung zu Buche schlagen. 

Der Rollwiderstand von Nutzfahrzeugreifen wurde erstmals auf realen Straßen mit eigens dafür entwickelten Messfahrzeugen ermittelt. Die Analysen zeigen, dass die Profiltiefe des Reifens und die Umgebungstemperatur starken Einfluss auf den Rollwiderstand haben. Unterschiedlich raue Fahrbahnoberflächen scheinen den Rollwiderstand weniger zu beeinflussen, als das bei als bei Pkw-Reifen der Fall ist. An der Antriebsachse sind vor allem Super-Single-Reifen besonders effizient. Sie erzeugen 16 bis 18 Prozent weniger Rollwiderstand als eine Zwillingsbereifung.

Außerdem wurde erforscht, wie sich der Rollwiderstand eines kompletten Lastzuges beeinflussen lässt. Dabei wurde deutlich, dass zum Beispiel der Rollwiderstand eines beladenen Zuges bei starker Abweichung von der idealen Achseinstellung um über 4 Prozent steigen kann. Bei einem teilbeladenen Sattelzug kann der Rollwiderstand wiederum um 8 Prozent reduziert werden, wenn der Trailer mit optimaler Gewichtsverteilung beladen wird. Dazu wurde ein nutzlastabhängiger Lastverteilungsplan entwickelt. 

Um den Bogen von den oben beschriebenen Untersuchungen in den realen Fahrbetrieb von Lastzügen zu schlagen, werden derzeit mehrere mit umfangreicher Messtechnik ausgestattete Lastzüge im täglichen Einsatz begleitet. Dieses neue Forschungsvorhaben wird von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen gefördert. Basierend auf den Ergebnissen, die Ende 2016 erwartet werden, sollen die Simulationstools und Analyseverfahren weiterentwickelt werden. 

Im Rahmen des FAT-Forschungsprojekts zum energieeffizienten Lastzug sind zahlreiche Schriften erschienen: Schwere Nutzfahrzeugkonfigurationen unter Einfluss realitätsnaher Anströmbedingungen (FAT 281), Sensitivitätsanalyse rollwiderstandsrelevanter Einflussgrößen bei Nutzfahrzeugen (FAT 258 und 279), Aerodynamik von Nutzfahrzeugkombinationen bei realitätsnahen Fahrbedingungen unter Seitenwindeinfluss (FAT 260), Untersuchung des Rollwiderstands von Nutzfahrzeugreifen auf echten Fahrbahnen (FAT 255), Aerodynamik von schweren Nutzfahrzeugen (FAT 241), Verbrauchsreduktion an Nutzfahrzeugkombinationen durch aerodynamische Maßnahmen (FAT 237).

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