Road Rave: Wie die Aerodynamik die Autoindustrie verändert

Tesla Model X.Tesla Model X Cars werden immer größer und schwerer, aber dank staatlicher Vorschriften und der zunehmenden Seltenheit von Kraftstoff auf Dinosaurierbasis müssen Autohersteller sicherstellen, dass jede Generation von Autos effizienter ist. Neue Motoren und Getriebe sorgen für Schlagzeilen, aber die dunkle Kunst der Aerodynamik könnte tatsächlich wichtiger sein.

In den letzten Jahren sind eine Vielzahl neuer aerodynamischer Technologien entstanden. Von fortschrittlicher Karosserieverkleidung bis hin zu aktiven Aufhängungen und Grillläden waren die Ergebnisse gelinde gesagt beeindruckend. Dementsprechend wollten wir uns mit dieser Technologie befassen und herausfinden, was sie für die Verbraucher und die Zukunft von Autos bedeutet.

Aktive Aerodynamik

Eine der größten Innovationen bei gewöhnlichen Personenkraftwagen ist das Aufkommen der sogenannten „aktiven Aerodynamik“. Dies ist eine Abkürzung für jede Technologie, die das aerodynamische Profil eines Autos verändern kann. Die beiden häufigsten Beispiele sind Kühlergrillklappen und einstellbare Fahrhöhe.

Kühlergrillläden sind die verrückteren der beiden Technologien. Diese Systeme, die vom Ford Focus bis zum Ram-Truck reichen, bestehen aus Rollläden, die sich hinter dem Kühlergrill befinden. Bei Autobahngeschwindigkeit schließen die Fensterläden und versiegeln das vordere Ende des Autos. Der Mangel an Luft, die über den Kühler strömt, verringert den Luftwiderstand des Fahrzeugs erheblich und ermöglicht es dem Fahrzeug, effektiver und effizienter durch die Luft zu drücken.

Diese Technologien - insbesondere die Luftfederung - sind teuer und erhöhen den Preis von Fahrzeugen.

Diese Rollläden sind über das elektronische Steuergerät (ECU) mit den Motorkühlmitteltemperatursensoren verbunden. Die ECU kann die Rollläden öffnen, um zusätzliche Kühlung zu ermöglichen, wenn die Motortemperatur zu steigen beginnt. Die Ergebnisse sind beeindruckend: Ein gasbetriebener V6 Ram 1500 mit einem Gewicht von 5.000 Pfund und aktiven Kühlergrillklappen kann auf der Autobahn 25 MPG erreichen - auch dank seiner Kühlergrillklappen.

Es ist kein Zufall, dass dieser effiziente, aber sperrige Ram auch über eine Luftfederung verfügt, die nicht nur für eine komfortablere Fahrt sorgt, sondern auch eine automatische Anpassung der Fahrhöhe des Fahrzeugs zur Verbesserung der Effizienz ermöglicht.

Bei Autobahngeschwindigkeiten senkt sich die Luftfederung des Ram um 0,6 Zoll, was den Windwiderstand verringert - wenn auch geringfügig. Auf der Autobahn wirkt die reduzierte Fahrhöhe mit den Kühlergrillklappen zusammen, um das Profil und den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu verringern. Diese Innovation ist besonders nützlich bei großen, ziegelsteinförmigen Lastwagen wie dem Ram, die nicht immer niedrig fahren können, da sie Bodenfreiheit benötigen, um im Gelände fahren zu können.

So wunderbar diese Innovationen auch sind, es gibt einige Nachteile. Das Absenken der Fahrhöhe auf einem massiven LKW wie dem Ram ist kein Problem, da zwischen der Straße und den wichtigen Teilen des Autos immer noch viel Platz ist. Bei anderen Fahrzeugen ist diese geduckte Autobahnfahrhöhe ein Problem.

2015 Dodge Ram 1500 Rebel aktive Kühlergrillklappen 2015 Dodge Ram 1500 Rebel aktive Kühlergrillklappen

Auch das Luftfedersystem des Tesla Model S senkte die Fahrhöhe bei Autobahngeschwindigkeiten, um die Effizienz zu verbessern. Obwohl dies in der Praxis eine großartige Idee war, wie wir in den letzten Jahren mehrmals gesehen haben, führte dies dazu, dass der Teslas mit Objekten auf der Autobahn kollidierte, was manchmal zu verheerenden Bränden führte. Seit dieser unangenehmen Entdeckung musste Tesla die Model S-Software aktualisieren, um zu verhindern, dass sie bei Autobahngeschwindigkeiten so niedrig kauert.

Für die Verbraucher gibt es einige andere Überlegungen, zusätzliche Kosten und Komplexität. Diese Technologien - insbesondere die Luftfederung - sind teuer und erhöhen den Preis von Fahrzeugen. Sie erhöhen das Risiko von Unzuverlässigkeit und potenziellen Reparaturkosten während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs.

Oh so rutschig

Es gibt einige andere Möglichkeiten zur Verbesserung der Aerodynamik, für die keine Elektronik oder einstellbare Aufhängungen erforderlich sind. Während bestimmte Gesetze der Physik die ideale Form für Autos vorschreiben, denken Sie an den tropfenförmigen Prius, gibt es Möglichkeiten, ein Auto zu stylen, ohne immer wieder dieselbe Form zu schnitzen.

Wenn Sie vor 20 Jahren unter ein Auto schauen, werden Sie ein verwirrendes Durcheinander von Abgasen, Bauteilen, Aufhängungen und Kraftstofftankschläuchen und Do-Dads sehen. Die Unterseite eines neu gestalteten Autos ist im Vergleich dazu ein ganz anderes Tier. Die meisten nicht wesentlichen Mechaniken wurden hinter Plastik versteckt oder zumindest sorgfältig verstaut. Eine glatte Unterseite fördert einen gleichmäßigen Luftstrom und verringert den Luftwiderstand. Das Beste ist, dass diese Verbesserungen mit billigem, einfachem Kunststoff erzielt werden können.

Range Rover Evoque Range Rover Evoque

Neben zusätzlichem Kunststoff an der Unterseite sind die Autohersteller mit Kunststoffleisten und länglichen Stoßfängern clever geworden. Diese verbessern nicht nur die visuelle Dynamik des Autos, sondern auch den Luftstrom, wodurch das Auto im Wind rutschiger wird. Diese zusätzlichen hängenden Teile eignen sich hervorragend für das tägliche Fahren. Wenn ein Fahrer vom Bürgersteig abfährt, ändert sich alles. Diese Splitter und Wraps verringern nicht nur die Bodenfreiheit, sondern sind auch leicht zu beschädigen.

Anekdotisch kenne ich einen Kollegen, der es geschafft hat, einem Range Rover Evoque 20.000 Dollar Schaden zuzufügen, indem er ihn durch einige Büsche gefahren hat. Dies wird nicht das Problem sein, auf das die meisten vernünftigen Fahrer stoßen, aber jeder, der auf leichtes Offroading hofft, sollte auf der Hut sein.

Aber die Autohersteller geben sich nicht damit zufrieden, ihren Autos eine schöne Verpackung zu geben. Sie wollen anfangen, Teile an der Außenseite des Autos zu schneiden. Ob Sie es glauben oder nicht, Seitenspiegel tragen überraschend viel zum Luftwiderstand bei. Je nach exakter Größe und Art des Fahrzeugs kann durch Entfernen der Spiegel der Luftwiderstand um bis zu sechs Prozent reduziert werden. Während das nicht viel klingt, ist es für Autohersteller sehr wichtig.

Volkswagen XL1 Volkswagen XL1

Die Vorschriften verlangen derzeit Seitenspiegel, aber die Autohersteller arbeiten hart daran, dies zu ändern. Tatsächlich hoffte Tesla, die Seitenspiegel des kommenden Modells X durch Kameras ersetzen zu können. Die Unfähigkeit des Unternehmens, die Vorschriften der Bundesregierung zu ändern, könnte zu den Verzögerungen bei der Entwicklung des Autos beitragen, da Tesla nach Wegen sucht, dies auszugleichen Effizienz.

Um zu sehen, warum Tesla diese Verbesserungen so dringend vornehmen möchte, müssen wir nicht weiter suchen als bis zum Volkswagen Hyper-Miling-Wunder, dem XL1. Dieses Auto ist angeblich in der Lage, 261 mpg. Diese Ergebnisse werden nicht zuletzt dank einer der rutschigsten Karosserien erzielt, die jemals hergestellt wurden, einer mit flachem Unterboden und einem spürbaren Mangel an Seitenspiegeln, was es - wenn Sie nicht zwei und zwei zusammenfügen - illegal macht Zustände.

Die Grenzen der Aerodynamik

So beeindruckend diese Technologie auch ist, sie ist letztendlich eine Art Pflaster. Um dies in der Praxis zu sehen, schauen wir uns noch einmal den Ram 1500 an. Es hat vielleicht alle ausgefallenen aerodynamischen Hilfsmittel der Welt, ist aber immer noch schwer… und verwendet eine durstige Reihe von Motoren.

Im Gegensatz dazu hat sich Ford darauf konzentriert, das Gewicht seines neuen 2015 F-150 durch die Verwendung von Aluminiumkarosserien zu reduzieren und stark in - theoretisch - effiziente Turbomotoren zu investieren. Das Ergebnis ist ein gleichwertiger oder sogar geringfügig besserer Kraftstoffverbrauch als beim Ram.

Dies ist die Wurzel des Problems: Die Aerodynamik ist entscheidend, aber eine rutschige Form kann einen durstigen Motor oder ein brückenbrechendes Leergewicht nicht vollständig aufheben.

2015 Ford F-150 Aerodynamik 2015 Ford F-150 Aerodynamik

Für die Verbraucher bieten die zusätzlichen Verkleidungen und die aktive Aerodynamik echte Vorteile. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, welche Kosten sie verursachen. Offroad-Enthusiasten werden also sehen und sehen wollen, wie viel Kunststoff auf ihre Fahrzeuge geklebt wurde, während andere, die sich mit Zuverlässigkeit befassen, das zusätzliche Risiko einer aktiven Aerodynamik in Betracht ziehen möchten.

Letztendlich wird die Aerodynamik in Zukunft eine große Rolle spielen, solange die Vorschriften schwere Sicherheitsausrüstung vorschreiben.