Ein neues Design mit einer fortschrittlichen Aerodynamik zu verbinden, die besonders auf Fahrdynamik und geringere Verbrauchswerte fokusiert, war eines der Ziele während der Entwicklung des neuen 5er. Für eine gute Längsdynamik des Autos ist ein geringer Luftwiderstand wichtig, speziell für die Elastizität bei hohen Geschwindigkeiten. Die Vorgabe für eine souveräne Querdynamik war es, bei Maximalgeschwindigkeit die Hinterachse um maximal 6 % zu entlasten. Entscheidenden Einfluss auf die Längsdynamik hat der Luftwiderstand bei einer Beschleunigung ab 100 km/h bis zur Maximalgeschwindigkeit. Dank aerodynamischer Verbesserungen an der Außenhaut, am Unterboden und an der Motorraumdurchströmung konnten Luftwiderstandsbeiwerte zwischen cx = 0,26 und cx = 0,29 erzielt werden. In der Praxis bedeutet eine Reduktion des Luftwiderstands um 10 % einen um 2,5 bis 5 % geringeren Verbrauch. Dadurch sinken die Kraftstoffkosten erheblich. Der Fortschritt der Gesamtaerodynamik durch Optimierung einzelner Fahrzeugdetails wird an konkreten Beispielen dokumentiert. Die Heckklappe der 5er-Limousine wurde im Vergleich zum Vorgänger mit einem Gegenschwung im hinteren Bereich und einer stärker ausgeformten Abrisskante versehen. Dadurch wird ein definierter Strömungsabriss erzielt, der den Luftwiderstand reduziert. Die Entwicklung eines glatten Unterbodens brachte gegenüber dem ersten Designentwurf eine Verbesserung von etwa 40 %. Der fast komplett geglättete Unterboden sorgt nicht nur für eine spürbare Reduzierung des Luftwiderstands, sondern mindert darüber hinaus auch die Auftriebskräfte, indem der Diffusoreffekt am Fahrzeugheck verstärkt wird. Weiteren Anteil am Gesamtluftwiderstand hat der Durchströmungswiderstand. Die zur Kühlung und Klimatisierung des Fahrzeugs benötigte Luftmenge wird an der Fahrzeugfront der Umströmung entnommen, durch die Wärmetauscher und den Motorraum geleitet, um anschließend im Unterbodenbereich wieder der Unterströmung zugeführt zu werden. Der Haupteil der entnommenen Luftmenge dient zur Motor- und Aggregatskühlung, nur ein kleiner Teil wird über luftführende Schächte zur Kühlung der Vorderradbremsen benötigt. Das Wasserfangkonzept an der A-Säule des 5er basiert auf einer Wasserfangleiste, die sich von der Front- bis zur Heckscheibe erstreckt und so einerseits selbst bei starkem Regen viel Wasser aufnehmen kann und andererseits den Anforderungen der Aeroakustik entspricht. Bei der aerodynamischen Entwicklung spielt die Aeroakustik eine große Rolle. So wurden hochfrequente Windgeräuschquellen wie Fugen, Kanten und Dichtungen frühzeitig durch konstruktive Maßnahmen minimiert. Die tieffrequenten Anteile des Windgeräuschspektrums (Dröhnen) wurden ebenfalls erheblich verringert.
Aerodynamik und Wärmehaushalt des neuen BMW 5er
Aerodynamics and heat management of the new BMW 5-series
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 105 , Sonderausgabe extra Der neue BMW 5er ; 148-153
2003
6 Seiten, 14 Bilder, 1 Tabelle
Article (Journal)
German
Aerodynamik , Wärmebilanz , Pkw (Personenkraftwagen) , Fahrgeschwindigkeit , Fahrdynamik , Luftwiderstand , Luftströmung , CW-Wert , Kraftstoffverbrauch , Strömungstechnik , Karosserie , Fahrzeugkühlung , Auftrieb , technische Akustik , Produktinformation , technische Entwicklung , Baureihe , Anwendung im Fahrzeugbau , Anwendung im Motorenbau
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