Geen verborgen portiergrepen of camera's in plaats van spiegels: waarom Volkswagen het zonder doet

Rond een rijdende auto ontstaat altijd een luchtstroom die hier en daar wordt tegengehouden: de beruchte luchtweerstand. Daardoor moet de motor er harder aan trekken en wordt de auto rumoeriger. Autofabrikanten investeren daarom veel tijd en geld in het ontwikkelen van een auto met een aalgladde carrosserie.

Voor één keer zijn de stroomlijnspecialisten van Volkswagen bereid om voor een handjevol journalisten hun ervaringen te delen en de deuren te openen van hun geavanceerde testlaboratoria. Hier, in het Duitse Wolfsburg, voeren zij een dagelijkse strijd tegen de luchtweerstand.

Actieve spoilers ideaal maar te duur

Bij al hun pogingen om te innoveren moeten de ingenieurs wel een ding goed in de gaten houden: de ingreep mag niet te duur zijn, want de auto moet betaalbaar blijven. Dat is nu eenmaal een vereiste als je je merk Volkswagen noemt. Onderzoeksleider Waldemar Maister:"Als geld geen rol speelt, zijn actieve, dus beweegbare spoilers ideaal, zowel voor- als achterop de auto. Hetzelfde geldt voor luchtvering met niveauregeling, zodat de auto mooi laag en dus dicht tegen het wegdek blijft liggen. Want hoe lager de auto zich op de weg bevindt, des te beter. Maar bij Volkswagen kiezen we liever voor andere oplossingen.’’

Aerodynamice bepaalt voor 42 procent energieverbruik

Aerodynamica bepaalt voor 42 procent het energieverbruik van een auto, weten ze in Wolfsburg. De rest van het brandstof- of stroomverbruik wordt bepaald door het gewicht, de motor en transmissie, de rolweerstand van de banden en eventuele accessoires. En als het dan om die aerodynamica gaat blijkt de carrosserievorm met 47 procent in de luchtweerstand de hoofdrol te spelen, gevolgd door de wielkasten: 31 procent.

Openingen in het uiterlijk van een auto zijn sowieso ongewenst: het scheelt bijvoorbeeld als je wielen zo dicht mogelijk kan maken. De luchtstroom onder de auto neemt 12 procent van de luchtweerstand voor zijn rekening. De luchtstroom rond het motorcompartiment (inclusief de grille) heeft een aandeel van 7 procent en de buitenspiegels van 3 procent.

Daarnaast zitten bijvoorbeeld ook de ruitenwissers en buitenspiegels een goed gestroomlijnde carrosserie in de weg. "In de nieuwste modellen zijn de ruitenwissers zoveel mogelijk onder de motorkap geplaatst: dat scheelt. Al valt de invloed van ruitenwissers nog mee’’, zegt Maister. "De luchtstroom belandt allereerst midden op de voorruit, dus niet in het gebied waar de ruitenwissers geplaatst zijn. Maar toch, alle beetjes helpen."

Ruitenwissers blijven omdat het een kostending is

Dat er nog altijd ruitenwissers worden toegepast heeft vooral met de kosten te maken. Een speciale coating komt ook een heel eind om regenwater van de voorruit te halen. Maar dat is duurder en onze auto’s worden geacht meer dan tien jaar mee te gaan. Werkt een coating tegen die tijd nog wel? Want het is algemeen bekend dat coating slijt in de loop der jaren. Kortom, ruitenwissers lijken dan wel een ouderwetse oplossing, maar ze zijn nog steeds het beste compromis.’’

Vooral vanwege het rijwindgeluid zouden de ingenieurs liefst ook de regengoten aan weerszijden van de voorruit willen weglaten. Zodat de auto ook op die plek helemaal glad is. Maar dan stroomt het regenwater meten door naar de zijruiten en veroorzaakt dáár weer geluidsoverlast. Het bijkt dus uiteindelijk nog steeds de beste oplossing om via die regengoten het water naar het dak te leiden.’’

Effect camera's in plaats van buitenspiegels minimaal

Er is de afgelopen jaren veel vooruitgang geboekt met geraffineerde vormgeving van de buitenspiegels, melden de ingenieurs: "Want helaas, ook daarvoor bestaat nog steeds geen goed alternatief. Natuurlijk hebben wij, net als veel andere fabrikanten, geëxperimenteerd met piepkleine videocamera’s in plaats van die traditionele spiegels. Maar het effect daarvan is minimaal. Zo’n camera in combinatie met het daaraan verbonden beeldschermpje verbruikt stroom, dus energie. Het systeem is ook nog eens duurder dan een spiegel. Bovendien vinden de meeste automobilisten het kijken naar een beeldschermpje in plaats van een spiegel onprettiger. Daarnaar hebben we zelf onderzoek gedaan. Een spiegel geeft de kijker meer 3D-gevoel, zicht op diepte, en dat maakt het gemakkelijker om afstanden in te schatten.’’

Dikkere deuren door portiergrepen die verdwijnen

Sommige fabrikanten, Tesla voorop, kozen er de afgelopen jaren voor om de portiergrepen in de deur te laten verdwijnen op het moment dat die niet nodig zijn. Een elektromotor laat ze dan in het portier opbergen. Bij Volkswagen vinden ze dat geen goede goede oplossing: "Het vergt inbouwruimte in de deur, die daardoor dikker wordt. En de nettowinst van minder luchtweerstand is hooguit een paar honderd meter meer rijbereik. Daar gaan wij het gevecht niet voor aan’’, zegt Waldemar Maister.

Cw-waarde bij elektrische auto's nog belangrijker

De luchtweerstand van een auto wordt uitgedrukt in Cw-waarde. Hoe lager het getal, des te minder is de luchtweerstand. Die Cw-waarde was altijd al belangrijk bij brandstofauto’s, maar voor elektrische auto’s is hij zo mogelijk nog belangrijker. Omdat hij in belangrijke mate bepaalt hoeveel kilometer je met volle batterijen kan rijden.

Stroomlijnspecialisten niet blij met SUV's

Een druppelvormige, zeven meter lange auto zou verreweg het best zijn voor een maximaal gestroomlijnde carrosserie, weet Maister. "Maar niemand wil zo’n auto kopen. Sterker nog, de kopers geven de laatste jaren massaal de voorkeur aan een SUV. Natuurlijk zijn wij daar vanuit ons vakgebied niet blij mee. Een lage neus is het best, dus de SUV is met zijn hoge neus is eigenlijk een slechte trend.’’

Kleimodel

Als eenmaal bekend is hoe een nieuw automodel er ongeveer uit moet zien, wordt er door de aerodynamica-specialisten eerst een kleimodel gemaakt.Telkens weer wordt dat model aangepast met het oog op de kleinst mogelijke luchtweerstand. Vooral in het beginstadium worden ook computersimulaties toegepast: met geavanceerde software wordt in de computer nagebootst hoe het automodel op de rijwind zal reageren.

Maar het echte werk gebeurt nog altijd in de windtunnel. Die van Volkswagen is een van de grootste ter wereld. Een acht meter hoge ventilator blaast de wind door een ruim 22 meter lang gangenstelsel. Op de plek waar de auto staat kunnen zo windsnelheden tot wel 250 kilometer per uur worden bereikt. De auto staat op een draaischijf met sensoren, waardoor precies kan worden gemeten met welke kracht en in welke richting de wind er greep op krijgt.

Volkswagens ventilator van acht meter hoog.

Eerste windtunnel in 1965

De bouw van de eerste windtunnel in 1965 ging destijds al gepaard met de belofte dat Volkswagen in de toekomst zeer zuinige modellen zou gaan ontwikkelen. De eerste generatie van de Passat met een Cw-waarde van 0,45 had destijds de primeur. In 2020 is de nieuwste generatie van de windtunnel in gebruik genomen.

Het eerste model dat daarin is ontwikkeld is het huidige topmodel, de volledig elektrische ID.7. Waldemar Maister: "We wilden daarmee voor het eerst een actieradius van 700 kilometer halen. Dat is gelukt, dankzij de minimale Cw-waarde van 0,23. Hij kan onder optimale omstandigheden op één batterijlading 709 kilometer ver komen. En daar zijn we best trots op.’’