Technik-Spotlight: Der Air Curtain

Sonstiges | 16.10.2010 von 8

Mit der neuen Reihe “Technik-Spotlight” wird Bimmertoday ab jetzt in unregelmäßigen Abständen technische Details rund die BMW-Modelle genauer beleuchten und erklären. Im ersten Technik-Spotlight geht …

Mit der neuen Reihe “Technik-Spotlight” wird Bimmertoday ab jetzt in unregelmäßigen Abständen technische Details rund die BMW-Modelle genauer beleuchten und erklären. Im ersten Technik-Spotlight geht es um die luftwiderstandsreduzierende, aerodynamische Maßnahme Air Curtain, zu deutsch Luftvorhang.

Das Programm rund um das Thema BMW EfficientDynamics ist weitgefächert, so dass es mehrere Stellschrauben zur Kraftstoffeinsparung ohne Einbußen bei der Fahrzeugdynamik gibt. Eine ausgefeilte Aerodynamik ist dabei besonders wichtig, denn je höher die Fahrgeschwindigkeit wird, desto bedeutsamer wird auch der Einfluss des Luftwiderstands.

BMW-Vision-EfficientDynamics-Concept-wind

Untersuchungen im Aerodynamischen Versuchszentrum (AVZ) von BMW haben ergeben, dass etwa ein Drittel des Gesamtluftwiderstandes eines Fahrzeugs auf die Form an sich zurückzuführen ist. Ein Drittel des Strömungswiderstandskoeffizienten cw geht auf das Konto der Kühlöffnungen in der Front (etwa 10%) und Verwirbelungen am Unterboden (etwa 20%). Hier hat BMW bereits Maßnahmen ergriffen und in der Frontmaske mit der aktiven Luftklappensteuerung und teilverkleideten Unterböden reagiert.

Das letzte Drittel geht auf die Verwirbelungen im Bereich der Räder. In den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts hatten die Hochgeschwindigkeitsrekordwagen von Mercedes und Auto Union teilweise komplett verkleidete Radhäuser, um auf geraden Strecken Geschwindigkeiten von etwa 400 km/h zu erreichen. Neben der ungewöhnlichen Optik haben verkleidete Radhäuser an der Vorderachse aber auch zur Folge, dass der mögliche Einschlagwinkel der Räder sehr begrenzt ist. Bei einem Alltagsstraßenwagen sind solche Einschränkungen im Handling und bei der Optik nicht akzeptabel.

Die Aerodynamiker bei BMW standen vor dem Problem, den Luftwiderstand weiter zu verbessern, ohne gleichzeitig die Alltagstauglichkeit zu verschlechtern. Die Fragestellung war also, wie man den Effekt dieser für den cw-Wert sehr vorteilhaften Radhausverkleidungen ohne negative Auswirkungen auf das Design umsetzen konnte.

Das Ergebnis ist so genial, wie es im Prinzip einfach ist. Wie bei einem Bremsluftkanal strömt durch eine Öffnung in der Frontschürze der Fahrtwind. Allerdings wird dieser Luftstrom nicht unkontrolliert in das vordere Radhaus geleitet, sondern über eine schmale, etwa 10 cm hohe und 3 cm breite Düse dicht an den Reifenflanken vorbeigeführt. Dieser austretende Luftstrahl wird speziell geformt und legt sich in Form verwirbelter Luft wie ein Vorhang über die Vorderräder. Die aerodynamische Abschirmung der Vorderräder erfolgt ohne zusätzliche Bauteile und stellt damit eine unauffällige, einfache, aber effektive EfficientDynamics Maßnahme dar.

BMW-AVZ-Muenchen

Die Serieneinführung des Air Curtain wird sehr zeitnah mit neuen Modellen wie dem nächsten 1er (F20) oder spätestens dem neuen 3er (F30) geschehen. Die schnelle Weiterentwicklung zur Serienreife war übrigens nur durch das neue und hochmoderne Aerodynamische Versuchszentrum in München möglich.

Auf fünf Laufbändern mit einer Straßendecke können realistische Fahrgeschwindigkeiten von bis zu 300 km/h dargestellt werden. Die komplexen Wechselwirkungen der Luft unter und neben dem Fahrzeug können so erfasst und in die weiteren Berechnungen und Simulationen einfließen, was deutlich praxisnähere Ergebnisse zulässt.

Bei der Messung des Normverbrauchs dürfte sich der Air Curtain hingegen kaum auswirken, weil er wie die meisten aerodynamischen Effekte erst bei höheren Geschwindigkeiten zum Tragen kommt – und diese spielen im Normzyklus ja keine Rolle. Modelle mit Air Curtain werden bei hohen Geschwindigkeiten auf der Autobahn also signifikant weniger verbrauchen, ohne dass dieser Kundenvorteil im Katalogwert eine Rolle spielen wird.

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