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13.04.2021 | Fahrzeug-Aerodynamik | Themenschwerpunkt | Onlineartikel

Potenziale der Fahrzeug-Aerodynamik ausschöpfen

Autor:
Christiane Köllner
30 Sek. Lesedauer

Je windschnittiger das Auto, desto weniger Kraftstoff verbraucht es vor allem bei höheren Geschwindigkeiten, was wiederum weniger CO2-Emissionen zur Folge hat. Aber auch Fahrverhalten und Komfort eines Autos werden von seinen aerodynamischen Eigenschaften beeinflusst. Ein Experimentalfahrzeug machte schon vor über 80 Jahren das Potenzial der Aerodynamik deutlich: der Schlörwagen, der im Krieg verschollen ist und jetzt wieder von zwei Museen aufgebaut werden soll. So entschlossen hat man sie bis heute aus ganz praktischen Gründen bei keinem Serienfahrzeug umgesetzt. Bei der Optimierung des Luftwiderstands scheitern die Ingenieure oft an den Kundenwünschen. Wie aktive Aerodynamik hier Abhilfe schaffen kann und warum die Aerodynamik-Potenziale in der Fahrzeugentwicklung noch nicht ausgeschöpft sind, erläutert unser Themenschwerpunkt. 

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"Alle Fahrzeuge können von aktiver Aerodynamik profitieren"

Zur Verbesserung des aerodynamischen Profils hat Magna Systeme entwickelt, die mit dem Fahrzeug elektronisch verbunden sind und Informationen darüber erhalten, wann und wie sie sich bewegen müssen. Braendon Lindberg, Technischer Leiter der globalen Produktlinie Aktive Aerodynamik bei Magna Exteriors, erläutert deren Funktionsweise und Vorteile.

Weitere Fachliteratur und Beiträge zum Thema:

2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Der aerodynamische Entwicklungsprozess

Der Arbeitsablauf zur aerodynamischen Produktentwicklung ist hochgradig komplex. Bei allen Herstellern sind bereits von Beginn des Produktentstehungsprozesses an Arbeitsschritte vorgesehen; die Arbeit des Aerodynamikers endet dann erst mit dem Ende der Produktion. Dabei gliedert sich die Aerodynamikentwicklung in den Produktentstehungsprozess eines gesamten Unternehmens ein.

01.09.2020 | Entwicklung | Ausgabe 9/2020

Die Aerodynamik des Elektroautos VW ID.3

Mit einem Luftwiderstandsbeiwert von 0,26 nimmt der VW ID.3 den Spitzenplatz im Wettbewerbsumfeld des E-Fahrzeugsegments der Vollheckfahrzeuge ein. Die Aerodynamik leistet somit einen entscheidenden Beitrag, die ambitionierte elektrische Reichweite von bis zu 550 km im WLTP zu realisieren. Volkswagen hat dieses Ziel durch eine konsequente aerodynamische Optimierung des Fahrzeugs erreicht, angefangen vom modularen E-Antriebsbaukasten bis hin zur Grundkörpergestaltung, den Rädern und Anbauteilen wie den Außenspiegeln.

2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Windkanal

Die Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften von Fahrzeugen war die ursprüngliche Intention beim Einrichten von Windkanälen. Inzwischen sind einige Anforderungen hinzugekommen. Dementsprechend gibt es heute; zumindest bei einigen OEM und TIER1-Zulieferern sowie an Hochschulen; neben den herkömmlichen Aerodynamikwindkanälen spezialisierte Windkanäle. Trotz der zunehmenden Geschwindigkeit und Genauigkeit von CFD-Simulationen kann auf das Experiment nicht verzichtet werden. Einerseits können nicht alle bekannten Sachverhalte im Rechner realitätsgetreu abgebildet werden, andererseits können Phänomene, die noch nicht bekannt bzw. in der Simulationssoftware hinterlegt sind, nicht erfasst werden.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Wind and Aerodynamics

The knowledge about aerodynamic actions is vitally important in many fields, such as those involving structures and transportation. Facing such issues, This chapter illustrates the experimental techniques that appeared around the end of the nineteenth century to measure aerodynamic actions, first of all the technology that represents the symbol of this discipline: the wind tunnel.

01.07.2020 | Forschung | Ausgabe 7-8/2020

Auswirkungen von instationärer Anströmung auf die Fahrzeugaerodynamik

Die Aerodynamik hat bei höheren Geschwindigkeiten großen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und damit die Emissionen. Strömungsfelder um ein Fahrzeug sind im realen Betrieb transient, im Windkanal oder in einer numerischen Strömungssimulation sind die Bedingungen idealisiert. Daher wurden an der Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in einem geförderten Projekt der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) realistische, transiente Anströmbedingungen erforscht.

01.04.2021 | Titelthema | Ausgabe 4/2021

Aerodynamik des VW Caddy - cW-Bestwert bei 0,30

Der Stadtlieferwagen VW Caddy in fünfter Generation von Volkswagen Nutzfahrzeuge erreicht einen c W-Wert von unter 0,30, was ihn zum Besten seiner Klasse macht. Der Wert wurde vor allem durch den konsequenten Einsatz der numerischen Strömungssimulation erreicht. Der Luftwiderstand konnte gegenüber dem Vorgänger um 9 % verbessert werden - und dies ohne Einschränkung der Funktionalität und Gebrauchstauglichkeit.

01.10.2020 | Entwicklung | Ausgabe 10/2020

Einfluss der Scheibenwischerbewegung auf die instationäre Fahrzeugumströmung

Mit der zunehmenden Virtualisierung ist der Einsatz von Strömungssimulationen in frühen Phasen der Fahrzeugentwicklung bei BMW deutlich gestiegen. Diese Berechnungen ermöglichen einen detaillierten Einblick in das Strömungsfeld und können Potenziale zur Optimierung aufdecken. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Abbildung der Scheibenwischerbewegung in CFD-Simulationen vorgestellt und die Beeinflussung der instationären Fahrzeugumströmung durch die Scheibenwischer untersucht.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Aerodynamics of the new Porsche 911 Carrera

The new Porsche 911 Carrera is characterised by a greater aerodynamic differentiation between efficiency and performance in comparison with its predecessor.In the new Porsche wind tunnel, the aerodynamic drag coefficient of the 911 Carrera was further reduced through optimisation of the basic shape and newly developed measures for improving the underbody flow characteristics.Depending on driving mode and speed, the requirements for minimum driving resistance and high driving-dynamic performance can be met through the control strategy of the active aerodynamic elements at the front and rear of the vehicle.

01.04.2021 | Titelthema | Ausgabe 4/2021

Senkung von CO2-Emissionen und Kosten dank Trailer-Aerodynamik

Der großflächige Einsatz aerodynamisch optimierter Sattelauflieger kann einen entscheidenden Beitrag liefern, die europäischen CO 2-Emissionssenkungsziele von 55 % in neun Jahren zu erreichen. ZF verwendet Wabcos patentierte Flow-Conductor-Technik bei der Entwicklung neuer Aerodynamikprodukte, die eine Amortisationszeit von nur einem Jahr für die Spedition vorsehen.

01.09.2020 | Entwicklung | Ausgabe 9/2020

Aerodynamikentwicklung des Ford Kuga

Die Bedeutung der Kfz-Aerodynamik nimmt stetig zu, denn sie unterstützt niedrige Flottenkraftstoffverbräuche und hohe Reichweiten im elektrischen Fahrbetrieb. Die Aerodynamikentwicklung beim Ford Kuga zeigt bespielhaft auf, wie durch Einsatz moderner Prozesse und Technologien die hohen Anforderungen gemeistert werden können. Für den gesamten Modellmix wurde der c W-Wert signifikant gegenüber dem Vorgängermodell reduziert.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Aktive Aerodynamik im SUV-Segment und die Auswirkung auf Luftwiderstand und Reichweite

Als Sportwagenhersteller ist es bei Porsche eine Tradition und Kernkompetenz, aerodynamisch wirksame Bauteile an der Karosserie einzusetzen. So hatte schon der Porsche 911 Carrera 2.7 im Jahr 1973 (Bild 1) den ersten serienmäßigen Entenbürzel-Spoiler, der den Hinterachsauftrieb erheblich reduzierte.

2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

Physikalische Grundlagen der Aerodynamik

Physikalische Grundlage der Strömungsmechanik ist die Anwendung der Newtonschen Axiome der Mechanik (Budó 1987) auf ein gedanklich aus dem Fluid herausgeschnittenes Volumenelement, das zu jedem Zeitpunkt ein und dieselbe Fluidmasse enthält und dessen Abmessungen beliebig klein gewählt werden können, ohne dass dabei die molekulare Struktur der Materie in Erscheinung tritt (Kontinuumshypothese).

2018 | Buch

Analyse, Messung und Optimierung des aerodynamischen Ventilationswiderstands von Pkw-Rädern

Alexander Link untersucht den Ventilationswiderstand von Pkw-Rädern. Im Fokus liegt die Entwicklung einer Messmethode zur Bestimmung dieses aerodynamischen Widerstands im 1:1-Windkanal für Gesamtfahrzeuge.

2018 | Buch

Ein Beitrag zur Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften von Fahrzeugen unter böigem Seitenwind

Daniel Stoll untersucht anhand experimenteller und korrespondierender numerischer Methoden die Seitenwindempfindlichkeit von Fahrzeugen sowie den Einfluss der Windkanalumgebung auf die ermittelten instationären Kräfte und Momente. Er stellt einen Ansatz vor, den Windkanalstrahl mit Methoden der linearen zeitinvarianten Systemtheorie zu beschreiben.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Aerodynamic study on the vehicle rear shape parameters with respect to ground simulation

The automotive market today is being divided into more detailed segments than before to meet the diverse demand of customers. Correspondingly, the vehicle basic shape especially the rear end shape becomes more numerous. In addition to the three typical rear end shapes – notchback, fastback and squareback – some new concepts are derived from a mixture of those classic rear end shapes.

2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Hydro- und Aerodynamik (Strömungslehre, Dynamik der Fluide)

Aufgabe der Strömungslehre ist die Untersuchung der Größen Geschwindigkeit, Druck und Dichte eines Fluids als Funktion der Ortskoordinaten x, y, z bzw. bei eindimensionalen Problemen (z. B. Rohrströmungen) als Funktion der Bogenlänge s. Bei vielen Strömungsvorgängen ist die Kompression auch bei gasförmigen Fluiden vernachlässigbar (z. B., wenn Körper von Luft normaler Temperatur und weniger als 0,5facher Schallgeschwindigkeit umströmt werden). Dann gelten auch dafür die Gesetze inkompressibler Medien (Strömungen mit Änderung des Volumens s. Abschn. 41.2).

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