Wie der cw-Wert den Verbrauch beeinflusst

Vorhang auf und wieder zu: Zugunsten besserer Aerodynamik können manche Autos wie etwa der Audi E-Tron den Kühler mit Hilfe von Jalousien nur dann öffnen, wenn der Motor zusätzliche Kühlung wirklich benötigt. Foto: AUDI AG (AUDI AG / dpa)

Stuttgart (dpa/tmn) - Sie kämpfen um jedes Kilo Gewicht, elektrifizieren die Antriebe und programmieren vorausschauende Assistenzsysteme - im Kampf gegen den CO2-Ausstoß ihrer Fahrzeuge ziehen die Entwickler der Autohersteller alle Register.

Immer öfter holen sie dabei auch die Designer ins Boot und ringen mit ihnen um eine besonders windschnittige Form für einen besseren cw-Wert. Dieser Strömungswiderstandskoeffizient gibt Aufschluss über die Widerstandskraft, den ein umströmter Körper bietet.

Professor Lutz Fügener ist Studiengangleiter B.A. Transportation Design an der Hochschule Pforzheim. Foto: Jochen Knoblach (Jochen Knoblach / dpa)

Einfluss auf den Verbrauch

Vereinfacht ausgedrückt: je niedriger der cw-Wert, desto weniger Luftwiderstand bietet eine Karosserie. „Denn der Luftwiderstand einer Karosserie hat einen großen Einfluss auf den Verbrauch“, sagt Prof. Lutz Fügener von der Hochschule Pforzheim. Je leichter der Fahrtwind den Wagen umströmt, je weniger Widerstand sich ihm entgegenstellt und je weniger Wirbel sich bilden, desto weniger Energie wird benötigt, um dagegen anzukämpfen.

Marc Lichte ist Designchef bei Audi. Foto: Audi AG (Audi AG / dpa)

Und mehr noch als auf dem Prüfstand gilt das in der Praxis, vor allem bei höheren Geschwindigkeiten: „Eine Verbesserung des cw-Wertes um 0,01 bedeutet im Prüfzyklus immerhin ein Gramm CO2 weniger Verbrauch“, erläutert Teddy Woll, der bei Mercedes die Aerodynamik-Entwicklung leitet. Im Realverbrauch bringe diese Verbesserung allerdings schon zwei Gramm. Und weil der Einfluss des cw-Wertes mit der Geschwindigkeit steige, klettert die Einsparung bei Tempo 150 sogar auf fünf Gramm weniger CO2 pro Kilometer, sagt Woll.

Strömungsgünstigstes Serienauto der Welt

Teddy Woll leitet bei Mercedes die Aerodynamik-Entwicklung. Foto: Sven Kurzweg (Sven Kurzweg / dpa)

Das erklärt, weshalb Woll zuletzt mit der Limousine der A-Klasse über mehrere Wochen im Windkanal war - und dabei mit einem besonders gründlich verkleideten Unterboden, speziellen Felgen, strömungsgünstigen Spiegeln und vielen kleinen, kaum sichtbaren Kanten oder Linien ein rekordverdächtiges Ergebnis erzielt hat: Mit einem cw-Wert von 0,22 feiern die Schwaben das kleine Stufenheck als strömungsgünstigstes Serienauto der Welt.

Zum Vergleich: Ein G-Klasse-Geländewagen hat etwa 0,5. „Die Reduktion des cw-Wertes um 0,03 Punkte wie von der fünftürigen A-Klasse zur Limousine bringt im NEFZ 2,5, im WLTP-Zyklus 4,0 und bei konstanter Autobahnfahrt mit 140 km/h 12,0 Gramm CO2 oder einen halben Liter Sprit“, sagt Woll. Allerdings: Der cw-Wert ist allein nicht aussagekräftig. Man muss ihn mit der Stirnfläche des Fahrzeugs multiplizieren. Dann ist die A-Klasse in etwa so windschnittig wie ein Radler, der aufrecht auf seinem Hollandrad sitzt, so Moll.

Bessere Aerodynamik für weniger Verbrauch: Die Mercedes A-Klasse Limousine mit einem cw-Wert von 0,22. Foto: Daimler AG (Daimler AG / dpa)

Im Windkanal

Auch andere Hersteller machen viel Wind um die Aerodynamik. Audi-Designchef Marc Lichte etwa war noch nie so oft im Windkanal wie für die Gestaltung des ersten Elektroautos der Marke. „Der E-Tron ist weniger im Studio als hier im künstlichen Sturm gezeichnet worden“, sagt Lichte mit Blick auf die großen Turbinenräder, mit denen man Windgeschwindigkeiten von weit mehr als 200 km/h erzielen kann.

Denn zum einen empfinden die Passagiere in einem ansonsten stillen Elektroauto Windgeräusche als besonders störend und zum anderen lässt sich so etwas mehr Reichweite aus der Batterie kitzeln, erläutert der Designchef und verweist auf ein paar Details: So ist der Unterboden nicht nur verkleidet, sondern hat wie ein Golfball zahllose Dellen, die besser für den cw-Wert sind.

Vorteil der Aerodynamik

Im Gegensatz zu vielen anderen Disziplinen der Effizienzsteigerung hat die Aerodynamik einen entscheidenden Vorteil, sagt Woll: „Es gibt sie quasi zum Nulltarif“. Das stimmt aber nur zum Teil, denn mit ihrer steigenden Bedeutung wächst auch ihr Budget. Die Entwickler leisten sich immer öfter sogar aktive Systeme, mit denen der Luftwiderstand beeinflusst werden kann, etwa Jalousien für die Kühler.

Mit Feinschliff alleine sind richtig große Sprünge beim cw-Wert nicht mehr zu machen, schätzt Fügener. Er glaubt, dass man für radikale Einsparungen auch radikale Formen etwa mit extrem langen und schlanken Heckkonstruktionen braucht, die aber weder praktisch sind noch zum gängigen Geschmack passen.