Steyr Hybrid CVT: Silber für ein spannendes Konzept
Steyr wurde auf der diesjährigen Agritechnica mit einer Silbermedaille für sein Hybridkonzept prämiert. Wir erläutern, was dahinter steckt und warum das System Potenzial haben könnte.
Bereits 2019 stellte Steyr eine äußerst futuristische Version des Hybrid CVT auf der Agritechnica vor. Damals waren gar alle Räder elektrisch angetrieben. Vier Jahre später arbeitet der erste Hybrid CVT auf dem Acker — etwas weniger futuristisch, aber dennoch auffällig lackiert und mit einem statt zwei E-Motoren.
Die genaue Übersetzung von Hybrid lautet „aus Verschiedenartigem zusammengesetzt“. Nach dieser Definition ist der Steyr gar ein doppelter Hybrid: Zum einen wird ein E-Antrieb mit einem klassischen stufenlosen leistungsverzweigten Getriebe kombiniert. Zum anderen gibt es neben dem Dieselmotor einen Superkondensator als Energiespeicher.
260 PS im 175-PS-Kleid
Der Hybrid CVT basiert vom Radstand und vom Getriebe her auf der kleineren Impuls-Baureihe, die bis zu 127 kW/175 PS hat. Und unter der Haube gibt es tatsächlich kaum Unterschiede, dieselt doch auch hier der bekannte FPT-Motor mit 6,7 l Hubraum. Allerdings gibt das Aggregat mit bis zu 190 kW/260 PS die Leistung des größeren Absolut-Modells ab, da 75 kW davon direkt auf einen Generator übertragen werden, der den unabhängigen Antrieb der Vorderachse via Elektromotor, direkt vor dem Differenzialgetriebe, versorgt.
Bereits 2019 stellte Steyr eine äußerst futuristische Version des Hybrid CVT auf der Agritechnica vor. Damals waren gar alle Räder elektrisch angetrieben. Vier Jahre später arbeitet der erste Hybrid CVT auf dem Acker — etwas weniger futuristisch, aber dennoch auffällig lackiert und mit einem statt zwei E-Motoren.
Die genaue Übersetzung von Hybrid lautet „aus Verschiedenartigem zusammengesetzt“. Nach dieser Definition ist der Steyr gar ein doppelter Hybrid: Zum einen wird ein E-Antrieb mit einem klassischen stufenlosen leistungsverzweigten Getriebe kombiniert. Zum anderen gibt es neben dem Dieselmotor einen Superkondensator als Energiespeicher.
260 PS im 175-PS-Kleid
Der Hybrid CVT basiert vom Radstand und vom Getriebe her auf der kleineren Impuls-Baureihe, die bis zu 127 kW/175 PS hat. Und unter der Haube gibt es tatsächlich kaum Unterschiede, dieselt doch auch hier der bekannte FPT-Motor mit 6,7 l Hubraum. Allerdings gibt das Aggregat mit bis zu 190 kW/260 PS die Leistung des größeren Absolut-Modells ab, da 75 kW davon direkt auf einen Generator übertragen werden, der den unabhängigen Antrieb der Vorderachse via Elektromotor, direkt vor dem Differenzialgetriebe, versorgt.
Ansonsten ist das CVT-Getriebe unverändert für maximal 180 PS Leistung ausgelegt und nach wie vor über eine Allradwelle mit der Vorderachse verbunden. Je nach Zustand kann die Welle, wie bisher auch, zu oder ausgekuppelt werden. Damit kann der E-Motor bei geschlossener Kupplung auch Kraft auf die Hinterachse übertragen.
Die Vorteile des E-Antriebes sind klar: sehr direktes Ansprechverhalten mit vollem Drehmoment vom Start weg, minimaler Verschleiß und ein großes nutzbares Drehzahlspektrum. So deckt der Elektromotor einen Geschwindigkeitsbereich von 0 bis 50 km/h ab (vorwärts und rückwärts), indem seine hohe Drehzahl von 15000 U/min zweifach untersetzt wird.
Den nötigen Strom für den Motor liefert der erwähnte Generator mit 95 KW maximaler und 80 kW Dauerleistung. Zum Hybrid, wie man ihn aus dem Pkw-Bereich kennt, wird der Steyr durch ein einen sogenannten Superkondensator (Kasten: „Das können Supercaps“). Diese Energiespeicher können sich in kürzester Zeit be- und entladen — sprich, die Leistung ist im Bruchteil einer Sekunde verfügbar.
So hat der Steyr Hybrid CVT beispielsweise einen E-Boost-Modus. Bis zu 15 Sekunden können neben der vollen Motorleistung 50 kW extra auf die Vorderachse übertragen werden. Bei nur 1 100 Motortouren im Frontladermodus kann die Hinterachse komplett entkoppelt werden. Richtungswechsel über den Elektromotor sind damit sanft und schnell möglich.
Dafür hat man bei Steyr auch die schwere Vorderachse des Terrus eingebaut. Außerdem sind die Räder der Vorderachse einzeln aufgehängt und gefedert, wie bei den großen 8R von John Deere oder auch beim 900er von Fendt. Der E-Motor konnte nicht in die bekannte gefederte Vorderachse mit Längsschwinge eingebaut werden.
Für einen „Pull-in-Turn“-Effekt, drehen die Vorderräder auf Knopfdruck in der Kurve schneller — mit offener Allradkupplung. Damit wird der Schlepper aktiv um die Kurve gezogen. Und weil der E-Motor so schnell und präzise angesteuert werden kann, will Steyr nach eigenen Angaben auch bei schwerer Ackerarbeit Drehmomentspitzen mit dem E-Motor abfangen oder gar einen Boost für kurze Zeit aus dem Superkondensator übertragen.
Beim Pressen mit der Quaderballenpresse soll der E-Motor z. B. etwaige Schwingungen bzw. den Ruck des Kolbens abfedern können. Apropos Ruck: Steyr ist nach eigenen Angaben überzeugt, selbst Schaltpausen bei einem Lastschaltgetriebe mit dem E-Antrieb überbrücken zu können. So soll sich der Schlepper nahezu wie ein stufenloser Schlepper bewegen lassen.
Dass die Elektrifizierung einen Antrieb elektrischer Geräte ermöglicht, ist dabei nahezu selbstverständlich. Ebenso die Möglichkeit der Rekuperation: Dabei wird der E-Motor in der Vorderachse zum Generator und kann die Bremsenergie in elektrischen Strom umwandeln, der dann im Kondensator gespeichert wird.
Bei einer ersten Probefahrt ist der Prototypenstatus z. B. am großen Kühler auf dem linken Kotflügel zu erkennen. Er kühlt das gesamte Hochvolt-System. Dennoch ist die Integration ins bekannte Terminal schon gut gelungen und die Funktionen wie der rein elektrische Antrieb, der Boost beim Beschleunigen oder der verkleinerte Wendekreis funktionieren tadellos und lassen das Potenzial dieses Antriebkonzepts erahnen.
Aber warum setzt Steyr nicht gleich ganz auf den elektrischen Antrieb? Diese Frage wird zumindest teilweise beantwortet: Zum einen sei der Gesamtwirkungsgrad mit einer Kombination aus E-Motor und dem bekannten CVT aktuell höher als bei einem reinen Diesel-elektrischen Antrieb in dieser Leistungsklasse. Zum anderen kann Steyr so mit Standardkomponenten in der Entwicklung Stück für Stück Erfahrungen mit dem Hybridkonzept sammeln.
Steyr hat einen echten Impuls gesetzt, im wahrsten Sinne des Wortes. Der Impuls als Basismaschine wird in seiner Leistungsklasse mit E-Antrieb wahrhaftig geboostet und leistet bis zu 191 kW. Ein Elektromotor kann davon bis zu 75 kW vornehmlich auf die Vorderachse übertragen. Mit einem Superkondensator wird zusätzlich und sehr schnell Energie bereitgestellt. Es bleibt also spannend, wie sich diese Antriebsart weiterentwickeln wird.
Das können Supercaps
Der Steyr Hybrid hat als Stromspeicher sogenannte Supercaps. Diese Superkondensatoren nutzen ein elektrisches Feld und nicht eine chemische Reaktion zur Speicherung der Energie. Superkondensatoren können zwar deutlich weniger Energie pro Kilogramm Batterie speichern, dafür ist diese Energie aber viel schneller verfügbar. Die Leistungsdichte ist ebenfalls höher als bei Lithium-Ionen-Akkus. Weiterer Vorteil soll die längere Lebensdauer sein. Superkondensatoren altern kaum bei der Be- und Entladung. Eine Million Ladezyklen und mehr sind möglich, im Vergleich zu etwa 3 000 Zyklen bei bisherigen Akkus. Der höhere Preis, die geringe Energiedichte und die schnellere Selbstentladung sind die bisherigen Nachteile dieser Batteriebauart. Beim Hybrid CVT steht die Speicherkapazität also nicht an erster Stelle.
