Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Prüfstand für Lkw: Klimasysteme effizient betreiben

20.02.2015

Bis zu zehn Stunden verbringen Lkw-Fahrer täglich hinterm Steuer. Ein angenehmes Raumklima in der Fahrerkabine ist entscheidend für ihre Leistungsfähigkeit und die Fahrsicherheit. Doch verbrauchen Klimaanlagen durchschnittlich zehn bis 15 Prozent des Treibstoffs.

Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln daher effizientere Betriebsstrategien. Um diese mit vergleichsweise geringem Zeit- und Kostenaufwand unter realistischen Bedingungen testen zu können, haben sie einen neuartigen Prüfstand für Klimaanlagen entwickelt.

„Die meisten Autofahrer kennen das Gefühl: Ist die Klimaanlage an, läuft der Motor schwerer, der Wagen fährt weniger sportlich“, sagt Michael Frey vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST) des KIT. Mit einer intelligenten Steuerung ließe sich beispielsweise die beim Ausrollen frei werdende Energie direkt nutzen, um die Klimaanlage mit höherer Leistung zu betreiben. Beim Anfahren hingegen wäre es effizienter, sie zu drosseln und dem Motor die volle Energie bereitzustellen.

Um das komplexe Zusammenspiel von Fahrzeug, Klimasystem und Umweltfaktoren optimieren zu können, haben die Forscher zunächst einen neuen Prüfstand entwickelt. Damit können sie auch mehrwöchige Testreihen ohne hohen Kostenaufwand durchführen.

Wie viel Energie eine Klimaanlage tatsächlich verbraucht, lässt sich nicht isoliert ermitteln: „Ihre Effizienz hängt unter anderem vom Fahrbetrieb des Fahrzeugs und den klimatischen Umgebungsbedingungen wie Sonneneinstrahlung, Lufttemperatur und Luftfeuchte ab“, sagt Frey. In feucht-heißen tropischen Zonen müsse eine Klimaanlage viel mehr leisten als etwa im gemäßigten Skandinavien. Wesentlich sei aber auch die Größe der Fahrerkabine sowie das Einsatzprofil von Nutzfahrzeugen: Beispielsweise müssen Paketzusteller ihre Türen häufig öffnen, bei Ferntransporten läuft der Motor über längere Zeit nahezu ununterbrochen.

Der neue Prüfstand für Klimaanlagen stellt die Bedingungen auf der Straße so realistisch wie möglich nach, aber mit so wenig technischem und energetischem Aufwand als nötig. „Auf die Temperatur in der Fahrerkabine wirkt sich hauptsächlich der klimatische Zustand der in die Kabine eingetragenen Luft aus, die Erwärmung des Daches und die durch die verglasten Flächen einfallende Sonnenstrahlung“, erklärt Michael Fritz, der den neuen Prüfstand in seiner Doktorarbeit am FAST entwickelte. Es reiche daher aus, nur um die Fahrerkabine – und nicht um den gesamten Lkw – Strahler zu platzieren, die das Lichtspektrum des Sonnenlichts simulieren.

Als Basis des Prüfstands für Klimaanlagen dient ein Allrad-Rollenprüfstand: Das Fahrzeug steht dabei auf vier individuell angetriebenen Rollen, die computergesteuert die auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte bei verschiedenen Fahrsituationen wirklichkeitsgetreu nachbilden. „Nun schalten wir mehrere Luftführungskanäle zu: Sie blasen alle relevanten Fahrzeugteile mit dem gewünschten klimatisch konditionierten Fahrtwind an“, sagt Fritz. „Temperatur, Feuchte und das Volumen des Luftstroms können wir beliebig anpassen.“ Das Sonnenlicht, das durch die Kabinenscheiben eines Lkw fällt, ersetzen sechs Sonnensimulationsstrahler. Um das Kabinendach zu erwärmen, verwenden die Forscher kostengünstigeres Infrarotlicht.

Mit einem solchen Prüfstand lassen sich Klimaanlagen zeit- und kostengünstiger testen als auf der Straße oder in einem Klimawindkanal. „So können wir die Fahrerkabine anders als auf der Straße, sämtlichen wetterabhängigen und geografischen Bedingungen aussetzen“, erklärt Fritz. Das leisteten auch Klimawindkanäle. Diese seien jedoch auf Tests am gesamten Fahrzeug ausgelegt und benötigten daher bis zu zehnmal so viele Sonnensimulatoren und weitaus größere Gebläse. Entsprechend hoch seien die Energie- und Personalkosten. Mit der Konzentration auf die Fahrerkabine ließen diese sich am Prüfstand des FAST reduzieren.

Die Entwicklung des Prüfstands fand im Promotionskolleg Projekthaus „e-drive“ statt, das KIT, Daimler AG und Behr GmbH & Co. KG gemeinsam eingerichtet haben.

Weiterer Kontakt:
Margarete Lehné, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-48121, Fax: +49 721 608-43658, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Das Zentrum Mobilitätssysteme bündelt die fahrzeugtechnischen Aktivitäten des KIT: An den methodischen und technologischen Grundlagen für die Fahrzeuge der Zukunft arbeiten derzeit knapp 40 Institute mit rund 800 Mitarbeitern. Ziel ist es, Konzepte, Technologien, Methoden und Prozesse für die Mobilität der Zukunft zu erarbeiten. Die Wissenschaftler berücksichtigen dabei das komplexe Zusammenspiel von Fahrzeug, Fahrer, Verkehr, Infrastruktur und Gesellschaft.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vereint als selbständige Körperschaft des öffentlichen Rechts die Aufgaben einer Universität des Landes Baden-Württemberg und eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft. Seine drei strategischen Felder Forschung, Lehre und Innovation verbindet das KIT zu einer Mission. Mit rund 9 400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 24 500 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.kit.edu

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verkehr Logistik:

nachricht Fit2Load – umweltfreundliches Mobilitätskonzept für Filiallieferverkehr
15.02.2018 | Fachhochschule Bielefeld

nachricht Lösungen für die begrenzte Reichweite von Elektrobussen
02.02.2018 | Universität zu Lübeck

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verkehr Logistik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics