Turbocompound-Motoren: was sie sind und wann sie sich lohnen

Ein Datenblatt, auf dem D13TC, MP8HE oder „Energy Recovery Technology” steht, sagt Ihnen eine ganz bestimmte Sache: Im Abgasstrom sitzt eine zweite Turbine, und die ist nicht dazu da, den Ansaugtrakt zu versorgen. Sie ist über ein Getriebe mit der Kurbelwelle verbunden, und ihre Aufgabe ist es, einen Teil der Energie zurückzuholen, die sonst durch das Auspuffrohr entweichen würde. Ob sich dieser zusätzliche Aufwand lohnt, hängt fast ausschließlich davon ab, was der Lkw zwischen sechs Uhr morgens und sechs Uhr abends leistet.

Was die zweite Turbine tatsächlich bewirkt

Ein herkömmlicher Turbolader entzieht dem Abgas Energie und führt sie dem Motor direkt wieder als Ladedruck zu. Turbocompounding macht mit dem, was danach noch übrig ist, etwas anderes. Dem Turbolader nachgeschaltet sitzt eine weitere Turbine, die überhaupt nichts Pneumatisches antreibt — Volvo leitet ihre Leistung über einen Untersetzungsgetriebezug zurück zum Schwungrad, und Mack beschreibt seine Energy Recovery Technology so, dass sie Abgaswärme „in mechanische Energie” umwandelt und diese „als Drehmoment zurück an die Kurbelwelle” liefert.

Dass überhaupt noch etwas zurückzugewinnen ist, spricht nicht gerade für den Dieselmotor. Ein moderner schwerer Sechszylinder schickt immer noch mehr Energie durch den Auspuff, als er an die Antriebswelle abgibt. Im Gespräch mit Transport Topics bezifferte Volvo-Produktmarketingmanager John Moore die Wirkung von Turbocompounding mit einer Steigerung des thermischen Wirkungsgrads von 43 % auf 48 % — ein großer Schritt in einer Branche, in der um einzelne Prozentpunkte gerungen wird.

Er zeigt sich als Drehmoment, nicht als Spitzenleistung

Genau das verwirrt Käufer, die zwei Datenblätter nebeneinanderlegen. Unser eigener Eintrag zum Volvo FH listet einen Standard-D13 mit einer Spanne von 309–397 kW bei 2.100–2.600 Nm sowie den Turbocompound-D13 im I-Save-Paket mit 309–368 kW bei 2.400–2.800 Nm. Der Turbocompound-Motor endet bei der Leistung niedriger und beim Drehmoment höher. Volvos eigenes Einführungsmaterial beziffert den Unterschied auf bis zu 300 Nm mehr.

Das ist Absicht im Design, kein Kompromiss. Volvo begründet dies damit, dass „weniger Beschleunigung und Kraftstoff nötig sind, um im Autobahnverkehr eine konstante Geschwindigkeit zu halten”, und Mack sagt zu seinem System, es „ermögliche dem Motor den Betrieb bei 1.000–1.100 RPM und spare so Kraftstoff, ohne Leistung zu opfern”. Ein Drehmomentüberschuss im unteren Drehzahlbereich hält den Lkw an einer Steigung im höchsten Gang, anstatt zurückzuschalten und Kraftstoff zu verbrennen, um die verlorene Geschwindigkeit wieder aufzuholen.

Die Kehrseite ist ebenso wichtig. Pendelt sich der Motor nie in diesem Band ein, bekommt die Rückgewinnungsturbine nie den gleichmäßigen Abgasstrom, den sie braucht — und Sie haben sich schlicht zusätzliches Gewicht gekauft.

Die veröffentlichten Werte — und woran sie gemessen werden

Volvo Trucks gibt für den D13TC im I-Save-Paket bis zu 7 % niedrigere Kraftstoffkosten an, gemessen gegenüber einem D13 Euro VI Step D ohne diese Ausstattung, für Fernverkehrskunden, die „in der Regel über 160.000 km pro Jahr” fahren — und nennt in derselben Mitteilung, was diese Zahl beeinflusst: Nutzung des Tempomaten, Fahrzeugspezifikation, Ladung und Gewicht, Topografie, Fahrererfahrung und Wetter. Transport Topics berichtete für den nordamerikanischen D13TC von 7,5 % sowie zusätzlichen 50 hp, und von bis zu 9,5 % für den Mack Anthem mit dem HE+-Paket.

Lesen Sie das genau. Keiner dieser Werte bezieht sich allein auf den Motor. Jeder steht für ein Gesamtpaket: Turbine plus Kolben plus Achsübersetzungen plus vorausschauender Tempomat plus, bei Mack, Aerodynamik. Wer Ihnen Turbocompounding allein mit 7 % verkauft, behauptet etwas, das die Hersteller so nie gesagt haben.

Der Test über das Einsatzprofil

Turbocompounding lohnt sich, wenn der Motor die meiste Betriebszeit bei hoher, konstanter Last in einem engen Drehzahlband verbringt. Konkret: internationaler Fernverkehr am oder nahe dem zulässigen Gesamtgewicht, überwiegend Autobahn, tatsächlich genutzter Tempomat, hohe Jahreslaufleistung. Volvos nordamerikanische Seite ergänzt Einsätze mit wechselnder Zuladung — Tankzug, Schüttguttransport, Pritsche —, bei denen die zusätzliche Drehmomentreserve verhindert, dass der Lkw bei jeder Laständerung zurückschaltet.

Es lohnt sich nicht bei städtischer Verteilung mit vielen Stopps, kurzen Regionalstrecken, durchgehend leichter Zuladung oder jedem Einsatz mit hohem Leerlaufanteil. Das System lebt von Abgasenergie; ein leicht beladener Motor auf einer Dreißig-Kilometer-Tour erzeugt davon nie genug, um die zusätzliche Masse und den höheren Anschaffungspreis wieder hereinzuholen.

Der praktische Test, bevor Sie das Kästchen ankreuzen, sind vier Zahlen: Jahreskilometer, durchschnittliche Zuladung, Anteil der Autobahnstunden und die tatsächliche Tempomat-Nutzung der Flotte. Können Sie diese nicht vorlegen, lässt sich die Option nicht rechtfertigen — und die Prozentzahl des Verkäufers ist kein Beweis.

Als die Hersteller selbst Nein sagten

Detroit stattete den DD15 mit Turbocompounding aus, entfernte es dann nach den GHG-Vorschriften von 2014 wieder und ersetzte es durch einen asymmetrischen Turbolader, der einfacher aufgebaut und laut Transport Topics 70 Pfund leichter war. Die aktuelle DD15-Seite von Detroit führt einen Turbolader mit Kugellager und einfacher Geometrie auf und behauptet, der Motor sei „bis zu 3 % kraftstoffeffizienter als unser Vorgängermodell”. Turbocompounding wird dort mit keinem Wort erwähnt.

Navistar lehnte die Technologie rundweg ab. Marketingdirektor Jim Nachtman sagte derselben Publikation, „wenn man einem Fahrzeug viel zusätzliche Komplexität hinzufügt, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass irgendetwas ausfällt”, und stellte dem Flottenausfallzeiten gegenüber, die er mit 1.000 bis 1.500 US-Dollar pro Tag bezifferte. Das ist das ehrliche Gegenargument, und es kommt von Leuten, die beruflich Lkw verkaufen: Eine bescheidene Kraftstoffersparnis wird durch eine Handvoll ungeplanter Ausfalltage wieder zunichtegemacht.

Volvos Antwort auf die Frage der Haltbarkeit lautet, dass der D13TC einen Turbolader mit fester Geometrie verwendet, der „auf die B50-Lebensdauer des Motors von 1,2 Millionen Meilen ausgelegt ist, ohne dass zusätzlicher Wartungsaufwand nötig ist”. Verstehen Sie das als Entwicklungsziel und nicht als Garantie, und fragen Sie Ihren Händler, was die Wartungshistorie bei Fahrzeugen in Ihrer Region tatsächlich zeigt.

Warum es das überhaupt gibt

Die EU verpflichtet die Hersteller, den durchschnittlichen CO2-Ausstoß neuer schwerer Nutzfahrzeuge in der Flotte gegenüber dem Referenzzeitraum bis 2030 um 45 %, bis 2035 um 65 % und bis 2040 um 90 % zu senken, gemessen mit dem Simulationswerkzeug VECTO. Jeder volle Prozentpunkt, den ein Hersteller im Antriebsstrang findet, ist ein Punkt, den er nicht dadurch finden muss, dass er Elektro-Lkw an einen Markt verkauft, der möglicherweise noch nicht bereit ist, sie zu kaufen.

Deshalb feiert eine Idee aus den 1990er-Jahren ihr Comeback, und das erklärt zugleich, womit sie konkurriert. Aerodynamik, höhere Verdichtungsverhältnisse, schneller schaltende Getriebe, längere Achsübersetzungen und kartenbasierter vorausschauender Tempomat jagen alle demselben Prozentpunkt hinterher — meist zu geringeren Kosten und mit weniger Komplexität. Die Flaggschiffe, mit denen dieser Lkw verglichen wird — der Mercedes-Benz Actros L und die Scania S-series — erreichen vergleichbare Verbrauchswerte auf anderen Wegen. Turbocompounding ist eine Antwort, nicht die Antwort.

Worauf Sie beim Kauf achten sollten

Fragen Sie, ob es sich bei dem konkreten Fahrzeug tatsächlich um die Turbocompound-Variante handelt. Erkennbar ist das meist an einem Paket-Badge — I-Save, HE — und nicht am Namen der Motorenfamilie, und beides lässt sich in einer Gebrauchtanzeige leicht verwechseln.

Fragen Sie bei einer gebrauchten Sattelzugmaschine, welche Arbeit sie geleistet hat. Ein Turbocompound-Lkw, der fünf Jahre lang im regionalen Verteilerverkehr mit vielen Stopps unterwegs war, wurde bei der Neubeschaffung falsch spezifiziert, und das wird sein Verbrauchsprotokoll zeigen. Eine Turbocompound-Sattelzugmaschine aus einer echten Fernverkehrsflotte wurde so eingesetzt, wie sie konzipiert wurde.

Bewerten Sie den Wiederverkaufswert ehrlich. Diese Varianten erzielen in Märkten mit Fernverkehrsgeschäft einen Aufpreis und werden mit Abschlag verkauft, wo der Betrieb des Käufers das Drehmoment ohnehin nie nutzen würde. Passt Ihr eigener Einsatz nicht zu dem oben beschriebenen Profil, ist der günstigere Standardmotor kein Kompromiss — er ist die richtige Spezifikation.