cw-Wert: Heute wichtiger denn je

Schon in den 80er Jahren des letzten Jahrtausends beschäftigten sich die Automobilbauer intensiver mit dem cw-Wert. Vorallem Audi konnte hervorragende Werte präsentieren, die selbst 30 Jahre später als zeitgemäß gelten würden. Zwischendurch wurde dieser Wert eher stiefmütterlich behandelt, gewann aber in den letzten 5 Jahren stark an Bedeutung. Hier erkläre ich euch warum es zu dieser Entwicklung kam und was der cw-Wert bedeutet.

Was bedeutet cw-Wert eigentlich?

Der cw-Wert beschreibt grob gesagt die „Windschlüpfrigkeit“ eines Objektes und ist ein „Luftwiderstandsbeiwert“. Richtig, es ist nur ein Beiwert, der über den tatsächlichen Luftwiderstand nichts aussagt – außer wie aerodynamisch geformt ein Auto ist.
Der tatsächliche Luftwiderstand errechnet sich aus dem Produkt des cw-Wertes und der Stirnfläche des Objektes. Das heißt man multipliziert den cw-Wert mit der Stirnfläche (häufig „A“ genannt) und erhält damit den tatsächlichen Luftwiderstand. Bei modernen PKWs liegt dieser bei ca. zwischen 0,25 und 0,35; bei SUVs bei ca. 0,3 bis 0,4. Die Stirnfläche von modernen PKWs liegt bei ca. 2,0 bis 2,5 m²; bei SUVs bei ca. 2,4 bis 3,5 m².

Ermittlung cw-Wert

Der cw-Wert wird in einem Windkanal ermittelt. Dabei steht das Objekt auf einer oder mehreren Plattform, die mit Sensoren ausgestattet ist/sind. Gemessen werden die auftretenden Kräfte bei 130 km/h Windgeschwindigkeit. Aus den dann vorhandenen einwirkenden Kräften wird dann der cw-Wert ermittelt.
Früher nahm man kleine Modelle, was aber den Nachteil hatte, dass diese Ergebnisse nicht nutzbar waren bzw. Werte ermittelt wurden, die anschließend nicht zur Realität bzw. dem lebensgroßen Modell passten. IDer ermittelte Wert war normalerweise immer besser, als der des Serienwagens.
Der cw-Wert ist auch nicht statisch, da sich dieser bei einer höheren Geschwindigkeit verändert.

Berechnung Luftwiderstand cw*A

Wie bereits beschrieben wird der Luftwiderstand durch die Multiplikation aus cw-Wert und Stirnfläche berechnet. Das Produkt ergibt somit den tatsächlichen Luftwiderstand.
Als Beispiel können wir den Aerodynamik-Weltmeister die Meredes A-Klasse Limousine nehmen. Diese hat bei heutigen PKWs den besten cw-Wert von 0,22. Hinzukommt eine Stirnfläche von 2,19 m².
0,22 * 2,19 = 0,4818 Luftwiderstand.
Was heißt das nun? Wie gut ist der Luftwiderstand von 0,482 im Vergleich mit anderen Autos bzw. wieviel Vorsprung hat der Weltmeister? Dafür untersuchen wir noch die folgenden Autos: Mercedes A 45 AMG, Opel Calibra, Mercedes G 63 AMG, Mazda CX-5, Mazda MX-5, Honda Civic, VW Golf 7 GTI, VW Golf 7 Bluemotion, Chevrolet Corvette C6 und die sportlichere Chevrolet Corvette C6 Z06.

Vergleich cw-Werte und Luftwiderstand

Modell: cw-Wert * Stirnfläche = Luftwiderstand
Mercedes A-Klasse Limousine: 0,22 * 2,19 = 0,482
Mercedes A 45 AMG: 0,34 * 2,21 = 0,751
Opel Calibra: 0,26 * 1,90 = 0,494
Mercedes G 63 AMG: 0,53 * 2,97 = 1,574
Mazda CX-5: 0,33 * 2,60 = 0,858
Mazda MX-5 NC: 0,35 * 1,80 = 0,630
Honda Civic: 0,26 * 2,24 = 0,582
VW Golf 7 GTI: 0,30 * 2,20 = 0,660
VW Golf 7 Bluemotion: 0,27 * 2,20 = 0,594
Chevrolet Corvette C6: 0,30 * 2,04 = 0,612
Chevrolet Corvette C6 Z06: 0,34 * 2,04 = 0,694

Weitere Werte findest du auf dieser Seite in der ausführlichen cw-Wert Tabelle.

Mazda CX-5

Mazda CX-5

Der CX-5 hat einen cw-Wert von 0,33 – top für einen (Kompakt-)SUV.

Mazda MX-5 cw-Wert

Mazda MX-5

Der MX-5 sieht zwar zunächst wie ein sehr windschnittiges Auto aus, hat aber einen schlechteren cw-Wert (0,35) als sein Bruder der CX-5.

Ein Mazda CX-5 hat zum Beispiel einen besseren cw-Wert als sein Konzernbruder; der Mazda MX-5. Der CX-5 ist ein SUV; der MX-5 ein kleiner flacher Roadster (diese haben grundsätzlich einen schlechten cw-Wert, der sich durch das öffnen des Daches nochmals um ca. 0,02 bis 0,08 verschlechtert). In diesem Vergleich hat zwar der CX-5 den besseren cw-Wert (0,33 zu 0,35), doch die viel größere Stirnfläche des CX-5 (2,60 zu 1,80 m²) vergrößert somit den Luftwiderstand enorm (0,858 zu 0,630).
Hier hat also der CX-5 trotz besserem/geringerem cw-Wert einen größeren Luftwiderstand als der MX-5.

Im Grunde kann man sagen, dass ein Luftwiderstandswert von ca. 0,600 und besser ein sehr guter ist. Die meisten modernen Autos pendeln sich zwischen 0,6 und 0,7. Autos, die besonders sparsam sein sollen, wie z. B. die Bluemotion-Modelle von VW oder EfficientDynamic-Modelle von BMW, werden mit einer „verbesserten“ Aerodynamik und weiteren Extras angeboten/ausgeliefert, um die Spritverbraucht und somit auch den Flottenverbrauch zu senken. Diese Extras haben zur Folge, dass das Auto häufig weniger sportlich aussieht, da kleinere und aerodynamischere Felgen mit schmaleren Reifen genutzt werden, ebenso werden häufig die Stoßfänger und Luftführungen (Ansaugung, Ladeluftkühler) angepasst um bessere Werte zu erreichen.
Dieser Luftwiderstandswert hat den größten Einfluss auf die Höchstgeschwindigkeit und den Verbrauch während des Autobahntempos eines Autos. Ein VW Golf 7 GTI wäre also ähnlich schnell wie eine Chevrolet Corvette C6, wenn Sie über den gleichen Antrieb verfügen würden (gleiche Leistung und Übersetzung) – zumindest in der Höchstgeschwindigkeit.

cw-Werte von Formel 1 Autos, Motorrad, Radfahrern, LKWs und mehr

Halbrohr konkave Seite: 2,3
Formel 1 Auto: 1,0 – 1,2
Würfel: 1,05
LKW alt: 0,8 – 1,2 (mit Sattelpritsche)
LKW neu: 0,5 – 0,6
Motorrad naked Bike: cw-Wert: 0,6 – 0,8; Stirnfläche ca. 0,4 – 0,6 m²; Stirnfläche mit Fahrer: 0,6 – 0,9 m²
Motorrad gut verkleidet: cw-Wert: 0,4 – 0,5; Stirnfläche ca. 0,4 – 0,6 m²; Stirnfläche mit Fahrer: 0,6 – 0,9 m²
Stehender Mensch: 0,78
Radfahrer sitzend: 0,7
Radfahrer gestreckt: 0,55
Rennradfahrer: 0,4
Halbkugel konvexe Seite: 0,34
Moderne PKWs: 0,25 – 0,3
Stromlinientestfahrzeuge: 0,15 – 0,2
Pinguin: 0,03

Beeinflussung des cw-Wertes

Einen starken Einfluss auf den cw-Wert hat die Form des Autos, sowie die Führung/Leitung der Luft, die um das Auto strömt. Hilfreich dabei ist eine „fließende“ Form mit eher weniger Kanten. Wenn man z. B. einen Lamborghini Countach aus den 80er Jahren sieht, denkt man aufgrund seiner Keilform und eher glatten Oberflächen zunächst, dass dieses Auto einen sehr guten cw-Wert hat. Die vielen Kanten, die gesamte Form und weitere wichtige Punkte, sorgen aber dafür, dass ein cw-Wert von lediglich 0,44 bzw. 0,40 am Anfang der 90er erreicht wurde. Die vielen Kanten des Autos sorgen für viele Verwirbelungen, die wiederum für einen schlechten cw-Wert sorgen.

Lamborghini Countach - unglaubliche Performance in den 80er und 90er Jahren, jedoch mit eher schwachem cw-Wert.

Lamborghini Countach

Der keilförmige Traum jener Teenies der 90er-Jahre erinnert an einen Kampfjet und sieht auf den ersten Blick sehr aerodynamisch aus -ist er aber nicht. Der cw-Wert liegt bei 0,40.

Reifen: Zur Verbesserung des cw-Wertes werden häufig schmallere Reifen aufgesetzt und „Flaps“ an den Unterboden vor die Reifen montiert. Diese sollen den Luftstrom optimieren und die Verwirbrlungen minimieren. Sobald breitere Reifen montiert werden, verschlechtert sich der cw-Wert minimal, aber auch die Stirnfläche – und häufig auch das Gewicht der Räder) vergrößert sich. Zusammen sorgt dies für eine minimal schlechtere Beschleunigung und etwas geringere Höchstgeschwindigkeit.

Spoiler: Bei den meisten Autos sorgt ein Spoiler, vorallem aus dem Zubehörmarkt, für eine Verschlechterung des cw-Wertes. Nur selten kann dieser den cw-Wert verbessern. In der Regel ist er dafür da um Abtrieb zu erzeugen, das heißt, dass der Wagen stärker an den Boden gepresst wird und somit für eine größere Fahrtstabilität sorgt.

Vortex-Generatoren: Sie dienen meistens zur Reduzierung von Luftverwirbelungen und der gezielten Führung des Luftstroms z. B. zu einem Heckspoiler wie beim Honda Civic Type R FK8.

Ladeluftkühler: Es gibt Autos mit unterschiedlichen Leistungsstufen. Da schwächer motorisierte Autos des gleichen Models meist einer geringere thermische Belastung haben, müssen diese auch weniger gekühlt werden. Für die geringere Kühlung können somit kleinere Ladeluftkühler zum Einsatz kommen – diese stehen normalerweise etwas stärker im Fahrtwind und sorgen somit für mehr Widerstand bzw. verschlechtern die Aerodynamik. Häufig zu erkennen ist es bei Modellen die zum einen mit einem Saugmotor und einem Turbomotor angeboten werden. Gut sichtbar ist es auch bei Audi, wenn z. B. ein A6 als 2.0 TDI und als 3.0 TDI angeboten wird. Aufgrund des anderen Motors, werden andere Teile verbaut und der Fahrtwind trifft im Kühlungs- und Motorbereich auf einen anderen Widerstand.

Unterbodenverkleidung: Lange wurde dieser Punkt unterschätzt. Ein verkleideter Unterboden sorgt für eine kontrolliertere Strömung der Luft unter dem Auto und für weniger Verwirbelungen.

Diffusoren: Ein Diffusor dient in der Regel dazu die Luft beim Austreten unter dem Auto zu beschleunigen und auch die Fahrstabilität zu erhöhen. Durch die Optimierung der Luftströmung wird wie eine Art Sog herbeigeführt, die auch den cw-Wert verbessern kann. Ohne diese und weitere Maßnahmen sammelt sich die Luft eher unkontrolliert unter dem Auto und sorgt dafür, dass ein Auftrieb erzeugt wird, der das Auto vorallem bei hohen Geschwindigkeiten (> 200 km/h) etwas nach oben drückt. Dabei fühlt sich dann das Heck des Autos leicht an und führt zu einer hohen Instabilität.

Frontschürzen: Die Modelle werden so individuell wie möglich angeboten, damit sie häufig viele Geschmäcker treffen können. Wer es sportlicher mag, möchte häufig ein etwas anderes Design haben, was heutzutage häufig auch angeboten wird. Dieses sportlichere Design kostet meistens einige cw-Wert Punkte. In Summe mit den anderen sportlicheren Teilen (Ladeluftkühler, Führung der Ansaugluft, Spoiler, Schürzen etc.) führt es zu einem schlechteren cw-Wert von ca. 8 – 25 %.

Mazda MX-5 mit Bodykit

Ein Bodykit sorgt in der Relgel für einen schlechteren cw-Wert

Bodykits: Ganze Bodykits, die das Auto wie in den Fast and Furious-Filmen aussehen lassen, verschlechtern den cw-Wert enorm. Man kann darüber streiten ob diese dann besser aussehen, aber nicht dass sie für eine bessere Performance sorgen. Je nach Anbauteilen und Auto verschlechtert sich der cw-Wert um ca. 0,05 – 0,3. Hier ist es sehr stark davon abhängig welche Teile, wo verbaut werden. Somit kann aus einem aerodynamischen Flitzer ein sportlich aussehendes, aber träges Gefährt werden, wenn der cw-Wert plötzlich von 0,3 auf 0,6 steigt. Bei einem BMW 320i E92 würde es bedeuten, dass seine Höchstgeschwindigkeit von ca. 230 km/h auf 180 km/h sinken würde. Damit der Wagen wieder 230 km/h erreicht, bräuchte er dann ca. 332 PS. Diese Spielchen bzgl. der Höchstgeschwindigkeit könnt ihr hier auch auf der Seite mit dem Vmax-Rechner testen.

Mein Fazit zum cw-Wert

Der cw-Wert ist ein guter Indikator um zu sehen, wie windschlüpfig ein Auto konstruiert ist. Erst wenn man den tatsächlichen Luftwiderstand bzw. die Kombination aus cw-Wert und Stirnfläche kennt, kann man genaueres zu den Eigenschaften sagen. Ansonsten ist der cw-Wert „nur“ ein wichtiger Beiwert.

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