Mercedes-Benz-Zusatzantrieb Hydraulic Auxiliary Drive (HAD)

Zwischen Onroad und Offroad

Daimler AG

Anschrift:
Mercedesstraße 137
70327 Stuttgart
Deutschland

Einige benötigen ihn immer, andere nie und viele ab und zu. Die Rede ist vom Allradantrieb für Baufahrzeuge. Je nach Anwendung liefert Mercedes-Benz seine Lkw für überwiegenden Einsatz auf Straßen ohne Allrad, mit zuschaltbarem Allradantrieb für mittelschweres Terrain sowie mit permanentem Allradantrieb für schwere Offroad-Einsätze. Als weitere Variante komplettiert nun der Arocs mit Hydraulic Auxiliary Drive (HAD) das Angebot. Hinter dem Begriff verbirgt sich ein hydraulischer Zusatzantrieb der Vorderräder für gelegentlichen Einsatz im Gelände. Mit einem leichten, leistungsstarken und wartungsfreien System schließt der schwäbische Nutzfahrzeughersteller die Lücke zwischen Onroad und Offroad.

Es gibt Baufahrzeuge, die in ihrem Arbeitsleben die Straße kaum verlassen. Andere wühlen sich tagein, tagaus durch schweres Gelände. Für beide Spezialisten ist die Frage des Antriebs schnell entschieden. Dazwischen gibt es aber eine ganze Reihe von Baufahrzeugen, die gelegentlich ins Gelände fahren, oder die bei ihren Einsätzen zwischendurch immer wieder eine Strecke mit anspruchsvollem Terrain oder steile Rampen bewältigen müssen und deshalb eine Anfahrhilfe benötigen.

Das Einsatzspektrum ist breit gefächert. Da wären z. B. klassische Baufahrzeuge mit Schüttgütern. Bei ihnen steht hohe Nutzlast im Vordergrund, aber beim Be- und Entladen ist hohe Traktion gefordert. Abroll- und Absetzkipper benötigen beim Entladen auf unbefestigtem oder rutschigem Untergrund eine Traktionshilfe. Die meisten dieser Lkw sammeln ihre Kilometer zwar überwiegend auf der Straße, können ihre Aufgabe jedoch ohne gute  Traktion nicht erfüllen. Dies gilt erst Recht, wenn der Lkw in der kalten Jahreszeit nebenbei auch im Winterdienst eingesetzt wird. Hinzu kommen schneereiche Regionen oder Gegenden mit schlechten Straßenverhältnissen. Für alle diese Einsätze ist der Mercedes-Benz Arocs mit HAD das maßgeschneiderte Fahrzeug.

Der Zusatzantrieb wird bedarfsweise eingesetzt und unterscheidet sich technisch erheblich von einem klassischen mechanischen Allradantrieb mit Verteilergetriebe, Kardanwelle und einem Differenzial sowie Antriebswellen an einer permanent oder bedarfsweise angetriebenen Vorderachse. Die Bedienung ist für den Fahrer einfach: Die Aktivierung erfolgt durch einen Tastendruck im Cockpit. Dies kann noch während der Fahrt auf der Straße vor der Einfahrt in die Baustelle geschehen oder jederzeit im Gelände. Angeboten wird der Radnabenantrieb für den Arocs in einer Vielzahl von Varianten. Das betrifft zunächst die Achskonfigurationen 4x2, 6x2 mit Nachlaufachse und 6x4, jeweils ausgestattet mit luftgefederten Hinterachsen. Zur Verfügung stehen zwei Motoren in jeweils vier dicht gestaffelten Leistungsstufen: ein 10,7-Liter-Motor mit  240 kW (326 PS) bis 315 kW (428 PS) sowie ein Motor mit 12,8 l Hubraum und Leistungen von 310 kW (421 PS) bis 375 kW (510 PS). Die Kraftübertragung übernehmen durchweg vollautomatisierte Getriebe PowerShift 3 mit zwölf und 16 Gängen.

Funktionsweise des Antriebs

Das Herzstück des Systems bildet eine kraftvolle Hochdruckpumpe, die zentral  am Motor angeordnet ist und direkt über dessen Rädertrieb angetrieben wird. Die Pumpe leistet bis zu 112 kW und liefert einen Volumenstrom von bis zu 350 l pro Minute mit einem maximalen Pumpendruck von 450 bar. Die beiden Hydraulik-Radnabenmotoren an der Vorderachse setzen diesen hydraulischen Druck in mechanische Arbeit um. Es handelt sich um Radial-Mehrkolbenmotoren mit einem zentral angeordneten Triebwerk und jeweils zehn kreisförmig angeordneten Zylindern. Deren Kolben mit Laufrollen an der Spitze werden wechselweise durch hydraulischen Druck nach außen gegen einen Nockenring gepresst. Durch die Gegenkraft entsteht ein Drehmoment und die Vorderräder werden angetrieben. Das Schluckvermögen der Radnabenmotoren beläuft sich auf 934 cm³, die Leistung auf jeweils 40 kW und das maximale Drehmoment auf 6.250 Nm pro Rad. Das Hydrauliksystem besteht aus drei Kreisen. Das Hochdrucksystem erzeugt den Arbeitsdruck für den Leistungsaufbau der Radnabenmotoren. Das Niederdrucksystem arbeitet mit maximal 30 bar und dient zur Regelung des Systems, es hält die Kolben der Radnabenmotoren in Ausgangslage, wenn sie nicht benötigt werden. Der Niederdruckkreis ist außerdem mit einem separaten Kühler verbunden. Dritte Komponente ist eine drucklose Leckageleitung, die überschüssiges Hydrauliköl zurück zum Tank befördert.

Überhöhte Temperaturen verhindert ein Kühlmodul, welches in das Seitenmodul in Fahrtrichtung rechts am Rahmen montiert ist. Das Kühlmodul setzt sich aus einer vertikal montierten Einheit von Ölkühler und Lüfter mit einer hohen Kühlleistung von rund 20 kW sowie dem Hydrauliktank und einem Ölfilter zusammen. Eine wesentliche Rolle spielt der Ventilsteuerblock. Er ist ebenfalls im Seitenmodul unterhalb des Rahmens integriert und enthält alle zur Steuerung des Hydraulikantriebs notwendigen Ventile. Hier wird außerdem eine konstante Menge Öl vom Hochdruckkreis in den Niederdruckkreis zur Kühlung weitergeleitet. Das Gehirn des HAD ist das Steuergerät mit der Transmission Control Unit (TCM). Großer Vorteil dieser Steuerung: Abhängig von der Fahrsituation wird nur so viel Drehmoment an der Vorderachse aufgebaut, wie für die Traktion tatsächlich notwendig ist.

Fazit: HAD schafft die Verbindung zwischen Standardfahrzeugen und allradgetriebenen Lkw. Gerade für Anwendungen, die nur gelegentlich Einsätze außerhalb der Straße erfordern, ist ein solcher Antrieb eine optimale Lösung. Gegenüber dem klassischen Allradantrieb punktet HAD mit geringerem Gewicht, günstigerem Verbrauch und einer größeren Flexibilität hinsichtlich der Fahrzeugkonfiguration. Trotz der guten Offroad-Eigenschaften kann HAD den klassischen Allradantrieb nicht ersetzen. Gerade im besonders schweren Gelände, z. B. in Steinbrüchen oder Minen, stößt das System an seine Grenzen.