Aerodynamik: Der Weg des geringsten Luftwiderstands
Am Anfang standen Autos noch wie Schrankwände im Wind. Sprich: Die kutschenartigen Gefährte mussten sich gegen die Brise stemmen, wobei dazu viel Kraft aufgebracht und Treibstoff eingesetzt werden musste. Mittlerweile sind zwar fahrende Schrankwände wieder modern, aber ihr Luftwiderstand ist (fast) so gut wie der eines flachen Ferrari GTB/4 von 1969. Dass sich der Wind nicht unbedingt als Freund der Vorwärtsbewegung zeigt, wusste man natürlich schon zu Beginn des Automobilbaus. Jedem, der einmal als Fußgänger gegen den Sturm ankämpfte, war das klar. Was das physikalisch bedeutete, ließ sich errechnen, aber was konnte man gegen die Natur tun? Pioniere wie der italienische Adelige Marco Ricotti oder der Deutsche Eduard Rumpler setzten auf Erkenntnisse aus der Luftfahrt: Autos sollten – wie Zeppeline – kantenlos und abgerundet sein. Rumplers Tropfenwagen hatten einen heute noch erstaunlich guten cw-Wert von 0,28. Nur waren die Wagen sehr schwer zu steuern.
Konsequent vom Winde verweht?
Die Erkenntnisse der Pioniere flossen in die Entwicklung von stromlinienförmigen Fahrzeugen ein: In den 1930er Jahren setzten die Chrysler-Airflow-Modelle, Wanderers Stromlinie oder Tatras 77 und 87 auf windabweisende Rundungen. Der durchschlagende Erfolg blieb aus, was später auch Heckflossen-Kult oder hochbauende Limousinen wie der VW K70 zeigen. Ölkrise und wachsendes Umweltbewusstsein änderten einiges, so kamen ab den 1970er Jahren Windkanalanlagen bei der Autoentwicklung verstärkt zum Einsatz. Dabei wurde die Idee des Windkanals auch schon zur Zeit von Eduard Rumpler erstmals umgesetzt. Federführend war der Ingenieur Wunibald Kamm, der in den 1920er Jahren auch bei Mercedes-Benz arbeitete. Dort entstand 1934 bereits der erste kleine Windkanal. Mittlerweile simulieren die Anlagen praktisch alle in der Natur und im Verkehr möglichen Windverwirbelungen in jeder Stärke und mit jeder Geschwindigkeit. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen direkt ins Design und die Auswahl der Materialien ein – und helfen bei der Verbrauchsoptimierung. Aus aerodynamischen Gründen ist es übrigens auch besser, Fahrräder nicht auf den Dach sondern mittels Träger auf der Anhängerkupplung zu transportieren.
Wohin soll es denn gehen? Von Winkern und Blinkern
Wie will man denn im Auto das Abbiegen oder den Richtungswechsel anzeigen? Bei Zweirädern kann man die Arme dazu verwenden, im PKW ist das unmöglich. Außer man ist wie Mr. Fantastic in der Lage, die Extremitäten gummiartig zu verlängern. Der Kanadische Stummfilmstar Florence Lawrence hatte 1914 eine Idee – den „auto signaling arm“. Per Knopfdruck hob und senkte sich eine Flagge an der hinteren Stoßstange des Automobils. Die Weiterentwicklung wurde dann über Bowdenzüge bedient – und ab 1925 setzte eine Innovation von Bosch durch: Der elektrisch ausklappbare und beleuchtete Winker hielt sich auch noch, als der moderne Blinker längst entwickelt wurde. Bei Buick kamen diese ab 1938 in immer mehr Modellen serienmäßig zum Einsatz, in Deutschland baute Bosch Blinker in großer Menge ab 1950. Um damit Erfolg zu haben, musste in der Bundesrepublik allerdings erst die Gesetzgebung geändert werden: Bis 1956 schrieb die StVZO nämlich vor, dass ein Fahrtrichtungsanzeiger „die Kontur des Fahrzeugs“ verändern müsse. Mittlerweile sind Blinker auch aufgrund aerodynamischer Erkenntnisse und neuer Sicherheitsstandards in die Karosserien integriert.
Sauberer aber noch nicht rein: Abgasreinigung
Bereits Ende der 1950 und in den frühen 1960er Jahren forderten erst der US-Bundesstaat Kalifornien und dann auch die Regierung in Washington von der Autoindustrie strengere Abgasnormen ein. Auch in Japan wurde zu dieser Zeit aufgrund von Smog in den Städten begonnen, die Bedingungen zu ändern. Weil Schadstoffausstoß eng mit dem Verbrauch des Motors verknüpft ist, wurde aber erst die Ölkrise von 1973 zum Beschleuniger der Entwicklung: So wurde in Japan im April 1975 beschlossen, dass kein im Land produziertes Fahrzeug mehr ohne Abgasreinigung auskommen dürfe. Für importierte Autos galt noch eine Gnadenfrist von einem Jahr.
Die Technik zur Abgasreinigung wurde bereits um das Jahr 1950 angedacht. Damals erfand der Franzose Eugene Hourdy, vom Smog in Los Angeles beeindruckt, den ersten Autokatalysator. Allerdings wurde sein Kat nie eingesetzt, weil das Blei im Antiklopfmittel Gift freisetzte. Erst 1973 – dem Jahr der Ölkrise – wurde in den USA der Drei-Wege-Kat auf den Markt gebracht. Beim Diesel gab es zwar schon im ersten Weltkrieg Filter, aber die sollten nur verhindern, dass der Feind den Qualm sehen konnte. Die ersten echten Dieselpartikelfilter verbaute Mercedes anno 1985. Mittlerweile wurden die Systeme unter anderem mit präzisen Getriebeeinstellungen, Start-Stop-Automatik oder – beim Diesel – mit Reinigung durch AdBlue optimiert. Geht da vielleicht noch ein bisschen mehr?
Bildnachweise
- FCA Presse
- Daimler Presse
- Ford Altfreunde IG
- Volkswagen Presse
- Volkswagen Newsroom
- The Old Motor
- Osram Presse
- BMW Presse