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Autos werden immer größer:Windschnittig war gestern

Im Gespräch: Olympiasieger Jan Frodeno und Leiter Aerodynamik Dr. Teddy Woll.Aerodynamik: Der effizienteste Weg zur Effizienz  In conversation: Olympic champion Jan Frodeno and Head of Aerodynamics Dr Teddy Woll.Aerodynamics: the most efficient route to e

Triathlon-Olympiasieger Jan Frodeno arbeitet im Mercedes-Windkanal an der optimalen Technik. Profi-Rennradler haben aufgrund der Bewegung kaum einen besseren cw-Wert als moderne Autos, die Stirnfläche ist jedoch geringer.

(Foto: Daimler AG)

Etwa allein die Hälfte des Spritverbrauchs ist der Aerodynamik geschuldet. Das sperrige Design moderner SUVs macht alle Sparbemühungen zunichte.

Lob des Würfels: Eckige Karosserielinien prägten das Automobildesign der 1980er Jahre. Viele Modelle waren kastenförmig, dabei wurde großer Aufwand betrieben, um die Aerodynamik zu verbessern. Nach der Ölkrise waren die Zeiten günstigen Sprits vorbei und die Verbrauchswerte wurden zum Verkaufsargument.

1982 avancierte der neue Audi 100 (C3) mit einem Luftwiderstandsbeiwert von 0,30 cw zur strömungsgünstigten Serienlimousine. Dafür sorgten etwa bündig eingefasste Fenster, eine stark geneigte Front- und Heckscheibe sowie aerodynamisch optimierte Spoiler und Außenspiegel. Noch einen drauf setzte Opel 1989 mit dem Calibra. Mit einem Rekord-Wert von 0,26 cw durfte sich das schnittige Sportcoupé "Aerodynamik-Weltmeister" nennen. Heute hält die Mercedes A-Klasse den Serien-Weltrekord mit 0,22 cw.

Die Windschlüpfigkeit wirkt sich nicht nur positiv auf die Endgeschwindigkeit aus, auch für den Spritverbrauch ist der Strömungswiderstand maßgeblich. "Ab einer Geschwindigkeit von 60 km/h ist die Aerodynamik der entscheidende Faktor, weil dann der Luftwiderstand den Rollwiderstand übersteigt", erklärt Thomas Indinger vom Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik an der Technischen Universität München.

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Auch 30 Jahre nach dem Marktstart des Calibra feilen die Hersteller verbissen am Luftwiderstand. Nicht nur im "Windkanal-Effizienz-Zentrum" von Volkswagen stehen die Zeichen mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 250 km/h auf Sturm. Auch die anderen deutschen Hersteller suchen auf viele Millionen Euro teuren Aerodynamik-Prüfständen nach dem letztem Zehntel beim Spritkonsum.

Problematisch sind die Unterschiede zwischen Norm- und Realverbrauch. Auch im neuen WLTP-Prüfzyklus liegt das Durchschnittstempo nur bei 47 km/h. Bei diesem Stadttempo ist die Aerodynamik Nebensache - was die Abweichungen zu den Verbrauchswerten der Kunden erklärt: Auf der Autobahn werden cw-Wert und die sogenannte Stirnfläche (A) entscheidend. Und die hat sich bei vielen neuen Modellen deutlich verschlechtert - vor allem durch die SUV-Mode. Fahrzeuge mit hoher Sitzposition mögen bequem sein, doch die wuchtigen Fronten haben die Aerodynamik einer Bretterwand. Aufgrund ihrer Höhe ist die Stirnfläche deutlich größer als bei klassischen Limousinen. Was multipliziert mit dem cw-Wert einen hohen aerodynamischen Gesamtwiderstand ergibt. Damit die sperrigen Autos nicht lahmer werden als ihre Vorgänger, steigt gleichzeitig die durchschnittliche Motorleistung. Kein Wunder, dass der Flottenverbrauch vieler Hersteller schon seit einiger Zeit stagniert oder sogar zulegt.

Aktuelle VW-Modelle sind gute Beispiele dafür, wie sich die Karosserieform auf die Aerodynamik auswirkt. So kommen Golf und der höher ausgelegte Golf Sportsvan auf den gleichen cw-Wert von 0,3. Selbst Tiguan und Touareg schaffen einen Luftwiderstandsbeiwert von 0,32. Bei der Stirnfläche zeigen sich dagegen die Unterschiede zwischen Kompaktwagen, Kompaktvan und SUV: Hier reichen die Werte von 2,22 m² beim Golf über 2,41 m² beim Golf Sportsvan bis zu 2,84 m² beim Touareg. Das führt in der Summe dazu, dass die größeren Wagen bei der Aerodynamik schlechter abschneiden.

Während der Golf auf eine Widerstandsfläche (FW = cw * A) von insgesamt 0,66 kommt, sind es beim Sportsvan schon 0,72. Noch ungünstiger umströmt wird der Tiguan mit knapp 0,82, den schlechtesten Wert erzielt der Touareg mit 0,90. Das bleibt nicht ohne Folgen für den Spritverbrauch und die CO₂-Emissionen. So liegt der kombinierte Kraftstoffverbrauch eines Golf 1,0 TSI (63 kW) bei etwa 4,9 Litern. Der Sportsvan kommt mit dem gleichen Motor auf 5,0 Liter. Der Tiguan - technisch ebenfalls auf Golf-Basis - ist als Benziner kaum unter 6,0 Litern zu bewegen. Noch mehr genehmigt sich das Oberklasse-SUV Touareg, wobei auch Faktoren wie das Fahrzeuggewicht eine Rolle spielen.

Alle reden vom Klimaschutz, aber beim Autokauf ist der Komfort wichtiger

Auch Opel kämpft bei der Aerodynamik gegen Windmühlen. So kommt der Astra als fünftürige Limousine mit 0,28 cw auf einen kaum schlechteren Luftwiderstandsbeiwert als vor 30 Jahren der kleine, zweitürige Calibra. Sieht man sich die Werte für Stirnfläche und die Widerstandsfläche an, trübt sich jedoch das Bild gerade bei den neuen Modellen: Liegt die Widerstandsfläche des Astra bei 0,64, sind es beim höher gelegten Grandland 0,79, beim Mokka X sogar 0,94. Dass es auch anders geht, zeigt der besonders strömungsgünstige Insignia B mit einem Wert von 0,6.

Doch der Insignia gehört als Limousine zu einer bedrohten Art, die rapide an Käufergunst verliert. Auch Familien-Vans sind vom Aussterben bedroht, Opel hat aus der Großraumlimousine Zafira neuerdings einen Kleinbus gemacht. Mit deutlichen Nachteilen bei der Aerodynamik. Die höchsten Zuwachsraten erzielt seit Jahren jedoch das SUV-Segment, herstellerübergreifend. So machen die drei SUV Crossland X, Mokka X und Grandland X inzwischen 32 Prozent des europäischen Fahrzeugvolumens bei Opel aus. "SUV haben aufgrund ihrer höheren Bauweise konstruktionsbedingt eine größere Stirnfläche als etwa ein Kompaktwagen", erklärt ein Opel-Sprecher lapidar. Er verweist auf weitere Faktoren wie das Fahrzeuggewicht und den Motor. Aber es hilft alles nichts: Die Flottenverbräuche sinken nicht wie geplant, weil die Kunden auf höhere Autos umsteigen. Letztlich bleibt das Design der ausschlaggebende Kaufgrund. Keine Fahrzeugkategorie wächst so stürmisch wie die Pseudo-Geländewagen. 1995 waren vermeintlich sportliche SUV bloß Exoten mit einem Marktanteil von zwei Prozent, mittlerweile ist etwa jedes dritte verkaufte Auto so ein hochbeiniges Gefährt. Angesichts eines jährlichen Wachstums von 13 Prozent (seit 2010), dürfte der Marktanteil schon bald bei 35 Prozent liegen.

Keine andere Karosserieform hat einen so hohen Privatkundenanteil wie SUV (41,8 Prozent). Die relativ alten Neuwagenkäufer wollen bequem einsteigen, hoch sitzen, und viel Arm- sowie Kopffreiheit genießen. Limousinen und Kombis können ihren Marktanteil dagegen nur als Firmenwagen halten. Wohl auch deshalb, weil viele Fuhrparks mittlerweile strengere CO₂-Limits eingeführt haben.

Doch Design, Komfort und eine hohe Sitzposition scheint vielen Autokäufern heute wichtiger zu sein als ein möglichst geringer Verbrauch und eine windschnittige Karosserieform. Auch die Hersteller werben nur noch selten mit ihren neuesten Errungenschaften auf dem Gebiet der Aerodynamik. Anders noch 1982, als Audi sein neues Modell 100 vorstellte: Rohstoffverknappung und steigendes Umweltbewusstsein seien die Triebfedern bei der Entwicklung gewesen. Ein Schlüssel: die "ausgeprägte Keilform" und Windschnittigkeit der neuen Limousine. Heute sind die meisten Autos dagegen breit und ziemlich klobig - nicht nur bei Audi.

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