Aerodynamik und Verbrauch: Die Herausforderung des modernen Automobils

Der Luftwiderstand bleibt die Hauptquelle des Energieverbrauchs eines Fahrzeugs, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten.

In der Physik, sei es bei einem Auto oder etwas anderem, dreht sich alles um Zahlen, Berechnungen und Gleichungen. Die Widerstandskraft ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit und zur Stirnfläche. Der Vorwärtswiderstand durch die Luft steigt daher exponentiell mit der Geschwindigkeit an. Dies zwingt die Hersteller, jeden Luftstrom um die Karosserie präzise zu kontrollieren. Selbst kleine lokale Optimierungen können bedeutende Verbesserungen bringen. Eine Reduktion des Luftwiderstandsbeiwerts (Cx) um 0,01, der direkt die Widerstandskraft beeinflusst, bedeutet tatsächlich eine Verlängerung der Reichweite eines Elektrofahrzeugs um 2 bis 3 %.

Mercedes-Benz veranschaulicht die Bedeutung dieser Optimierungen. Bei Modellen wie der elektrischen CLA (Cx 0,21) oder der EQS (Cx 0,20) trägt jede Komponente zur Verringerung des Luftwiderstands bei. Der Unterboden ist vollständig verkleidet, mit abgedeckten Querlenkern und Zugstreben, um Turbulenzen zu reduzieren. Die Felgen sind profiliert und teilweise mit einer Lackierung mit geringer Haftung beschichtet, um den Widerstand um bis zu 0,015 Cx pro Rad zu senken. Die Radspoiler, die vor und hinter den Achsen angebracht sind, lenken die Luft und verhindern Wirbelbildung. Der Kühlergrill ist aktiv und passt den Luftstrom je nach Motortemperatur an, und die Heckdiffusoren optimieren den Luftstrom je nachdem, ob eine Anhängerkupplung montiert ist oder nicht. Sogar die Türfalz und die Fensterumrandungen sind sorgfältig gestaltet, um aerodynamische Störungen und die Aerokustik zu minimieren.

Das Auto muss zum Meister der Luftströme werden

In der Automobilindustrie ist diese Logik weit verbreitet. Die Entwicklungsabteilungen nutzen CFD (Computational Fluid Dynamics), um Tausende von Karosserie- und Peripheriekonfigurationen zu simulieren, ergänzt durch Tests in klimatisierten Windkanälen und Aerokustikmessungen. Räder, Reifen und Schweller werden nicht nur hinsichtlich ihres Einflusses auf den Luftwiderstand bewertet, sondern auch auf Geräuschemissionen und den Innenraumkomfort. Systeme mit Lamellen, Klappen und aktiven Flügeln erlauben die Echtzeitanpassung des Luftstroms entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit oder -beladung.

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Am Ende trägt jede Komponente zum Aerodynamikprofil bei. Die Karosserie, der Unterboden, die Räder, die Diffusoren und sogar die Verglasungen helfen, den Luftwiderstand zu reduzieren, die Effizienz zu verbessern und die Reichweite zu verlängern. Mercedes-Benz präsentiert hier ein fortschrittliches Beispiel, aber die Lektion ist für die gesamte Branche klar: Beherrschung der Aerodynamik ist keine Option mehr, sondern eine technische Notwendigkeit, ein Imperativ, um Verbrauch zu senken, Emissionen zu reduzieren und Komfort sowie Sicherheit zu garantieren.

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