Verbessern Ladeabdeckungen die Kraftstoffeffizienz von Pritschenwagen?

Wie Tonneau-Abdeckungen die Aerodynamik verbessern und den Luftwiderstand verringern

Die Rolle des Luftwiderstandsbeiwerts bei der Kraftstoffeffizienz von Pickup-Trucks

Der Luftwiderstandsbeiwert (c_w) eines Pickup-Trucks wirkt sich direkt auf die Kraftstoffeffizienz aus. Jede 10-%ige Verringerung des c_w-Werts verbessert die Kraftstoffeffizienz auf der Autobahn um etwa 5 %. Offene Ladeboxen weisen typischerweise c_w-Werte zwischen 0,4 und 0,6 auf – deutlich höher als vollständig geschlossene Fahrzeuge, die Werte zwischen 0,3 und 0,35 aufweisen.

Wie offene Ladeboxen den Windwiderstand erhöhen

Unbedeckte Ladeboxen stören den Luftstrom und erzeugen bei Autobahngeschwindigkeiten einen Unterdruckwirbel innerhalb der Ladefläche. Dieser Druckwiderstand erhöht den aerodynamischen Widerstand, wodurch der Motor 12–17 % stärker arbeiten muss als bei einer abgedeckten Ladefläche.

Tonneau-Abdeckungen und ihr Einfluss auf die Strömungsdynamik

Hardtop-Plane verflüssigen die Luftströmung über der Ladefläche, wodurch Turbulenzen in computergestützten Strömungssimulationen (CFD) um 34–52 % reduziert werden. Modelle mit weicher Abdeckung verringern die Turbulenzen um 22–31 %. Beide fördern eine laminarere Strömung und minimieren energieverschwendende Wirbel hinter der Kabine.

Quantifizierung aerodynamischer Verbesserungen: CFD-Studien und Windkanaldaten

Jüngste Windkanaltests zeigen:

*Bei konstanter Geschwindigkeit von 65 mph (Prüfverfahren SAE J1252). Die Ergebnisse variieren je nach Länge der Ladefläche und Fahrzeugkabine.

Tatsächliche Kraftstoffeinsparungen durch Ladeflächenabdeckungen

Vergleich des Kraftstoffverbrauchs vor und nach dem Einbau einer Ladeflächenabdeckung

Bereits 1997 führte SEMA eine Untersuchung zu diesem Thema durch und stellte fest, dass die Montage von Ladeabdeckungen auf Pickup-Trucks den Luftwiderstand um etwa 11,8 % verringerte. Dies führte auch zu einem besseren Kraftstoffverbrauch und brachte den Fahrern beim Autobahnfahren einen Anstieg von etwa 1,8 MPG, was einer Steigerung von rund 16 auf 17,8 MPG entspricht. Bei einer erneuten Überprüfung im Jahr 2007 zeigten sich ähnliche Ergebnisse: Verschiedene Arten von Abdeckungen reduzierten den Luftwiderstand weiterhin um mindestens 6,5 %. Aktuelle Branchendaten deuten darauf hin, dass die Kraftstoffeinsparung nach der Installation solcher Abdeckungen zwischen 1 % und 2 % liegt. Eine ziemlich ordentliche Verbesserung für eine Maßnahme, die anfangs nur geringe Kosten verursacht.

Tatsächliche Verbesserungen der Kraftstoffeffizienz durch Ladeabdeckungen

Aerodynamische Verbesserungen wirken sich besonders dann aus, wenn Lastwagen auf der Autobahn Geschwindigkeiten über 55 mph erreichen, da Ladegutabdeckungen dazu beitragen, den Luftstrom über den Ladebereich des Fahrzeugs zu glätten. Für jemanden, der jährlich etwa 10.000 Meilen auf Autobahnen fährt, können diese Abdeckungen jährlich zwischen 150 und 300 US-Dollar an Kraftstoffkosten sparen. Eine solche Ersparnis deckt normalerweise die Kosten einer qualitativ guten Abdeckung innerhalb von zwei bis drei Jahren. Personen, die die meiste Zeit auf Autobahnen unterwegs sind, erzielen in der Regel einen um rund 78 Prozent höheren Nutzen aus diesen Abdeckungen im Vergleich zu Personen, die den ganzen Tag im Stadtverkehr stehen.

Schwankungsbreite der Kraftstoffeinsparungen je nach Lkw-Modell und -Konfiguration

Große Lkw erzielen im Allgemeinen 40 % höhere Kraftstoffeinsparungen im Vergleich zu Mittelklassemodellen, bedingt durch ihre größere Oberfläche und Luftverdrängung.

Autobahn- vs. Stadtverkehr: Wann Ladendeckel den größten Nutzen bringen

Kraftstoffeinsparungen durch die Verwendung von Ladendeckeln auf der Autobahn

Ladendeckel erzielen die größten Effizienzgewinne bei gleichmäßigem Autobahnverkehr. Bei Geschwindigkeiten über 55 mph erhöht ein offener Laderaum den Luftwiderstand um 15–20 % (SAE International 2022). Durch die Verbesserung der Luftströmung steigern feste Abdeckungen die Kraftstoffeffizienz auf der Autobahn um 5–7 % bei großen Pritschenwagen, wie eine Studie zur Fahrzeugaerodynamik aus dem Jahr 2023 zeigt.

Warum Ladendeckel im Stadtverkehr nur geringe Auswirkungen haben

Im stopp-and-go-Stadtverkehr, bei dem die Geschwindigkeit selten über 45 mph liegt, macht der Luftwiderstand weniger als 10 % des gesamten Energieverbrauchs aus. Häufige Beschleunigungs- und Bremsvorgänge verringern die Wirkung der Reduzierung des Luftwiderstands, sodass sich im Stadtverkehr nur Verbesserungen des Kraftstoffverbrauchs von 0,5–1,2 % ergeben.

Geschwindigkeitsschwellen für spürbare aerodynamische Vorteile

Messbare Kraftstoffeinsparungen beginnen bei 72–80 km/h, aber die meisten Fahrer erleben signifikante Vorteile ab 105 km/h. Da der Luftwiderstand mit dem Kubikwert der Geschwindigkeit zunimmt, verdreifacht sich jeder 16 km/h-Anstieg über 80 km/h die kraftstoffsparende Wirkung einer Ladeflächenabdeckung.

Weiche Abdeckungen vs. Hartschalen-Ladeflächenabdeckungen: Welche ist effizienter?

Aerodynamische Leistung von weichen Ladeflächenabdeckungen

Weiche Abdeckungen bestehen meist aus robustem Vinyl oder Segeltuch und liegen im Bereich der Ladepritsche relativ flach auf. Windkanaltests zeigen, dass sie den Luftwiderstand um etwa 5 % bis möglicherweise 10 % reduzieren. Diese Abdeckungen fügen dem Fahrzeug kaum zusätzliches Gewicht hinzu, neigen jedoch manchmal bei hohen Geschwindigkeiten zum Flattern, was das Luftströmungsmuster stört. Sie sind kostengünstig und einfach auf den meisten Pritschenwagen zu montieren, können aber aufgrund ihrer Flexibilität die Aerodynamik einer festeren und rigideren Konstruktion nicht erreichen.

Vorteile von Hartschalen-Abdeckungen bei der Reduzierung des Luftwiderstandsbeiwerts

Laderaumabdeckungen aus Aluminium oder Glasfaser können den Luftwiderstand laut Computermodellierungstests um etwa 15 % reduzieren. Die glatte Oberfläche dieser festen Abdeckungen sorgt dafür, dass die Luft beim schnellen Fahren gleichmäßig strömt, wodurch Turbulenzen vermieden werden, die Kraftstoff verschwenden. Die meisten Modelle verfügen über abgeschrägte Kanten und flache Verschlusssysteme, die speziell für eine verbesserte Luftströmung rund um die Ladefläche entwickelt wurden. Fahrer, die viel auf Autobahnen unterwegs sind, bemerken oft spürbare Verbesserungen des Kraftstoffverbrauchs auf langen Strecken, insbesondere wenn sie Ladung transportieren, die andernfalls den natürlichen Luftstrom um das Fahrzeug stören würde.

Dichtwirkung und deren Einfluss auf den Luftwiderstand bei Pick-up-Trucks

Wenn Lücken zwischen einer Truck-Abdeckung und der eigentlichen Ladefläche bestehen, entstehen durch diese Öffnungen wirbelartige Luftmuster, sogenannte Wirbel, die das Fahrzeug durch erhöhten Widerstand verlangsamen. Die meisten Hardtop-Konstruktionen sind mit speziellen Druckdichtungen oder jenen EPDM-Gummidichtungen ausgestattet, über die man in letzter Zeit so häufig hört. Berichten zufolge reduzieren diese Komponenten das Entweichen von Luft durch Spalten um etwa 90 %, basierend auf Tests, die von Organisationen wie SAE International durchgeführt wurden. Weichstoff-Tonnenaufbauten hingegen halten meist mittels Spannklammern ihre Position. Leider entstehen bei dieser Konstruktion unter starkem Seitenwind manchmal kleine Spalte an den Seiten der Ladefläche. Der bessere Dichtungseffekt von Hardtops ist vermutlich der Grund dafür, dass sie den Luftwiderstand unter windigen Bedingungen im Vergleich zu ihren weicheren Gegenstücken um etwa 20 bis 30 Prozent verringern können. Natürlich können die tatsächlichen Ergebnisse je nach spezifischen Modellmerkmalen und der Passgenauigkeit variieren.

Fallstudie: Kraftstoffverbrauchsvergleich zwischen verschiedenen Abdeckungstypen

Eine Studie aus dem Jahr 2023 verglich drei Tonnentypen an identischen Pickup-Trucks während eines gemischten Fahrzyklus über 1.000 Meilen:

Starre Konstruktionen schneiden gegenüber weichen Abdeckungen durchgängig besser ab, insbesondere bei Geschwindigkeiten über 55 mph, wo aerodynamische Kräfte den Kraftstoffverbrauch dominieren.

FAQ

Welchem Zweck dient eine Tonneau-Abdeckung?

Eine Tonneau-Abdeckung optimiert den Luftstrom über die Ladefläche eines Trucks, verringert den aerodynamischen Widerstand und verbessert so die Kraftstoffeffizienz, besonders beim Fahren auf der Autobahn.

Wie sehr kann eine Ladeflächenabdeckung die Kraftstoffeffizienz verbessern?

Je nach Typ kann eine Ladeflächenabdeckung die Kraftstoffeffizienz im Durchschnitt um etwa 1 % bis 2 % steigern, wobei Modelle mit fester Abdeckung in der Regel größere Einsparungen bieten.

Bieten alle Arten von Ladeflächenabdeckungen das gleiche aerodynamische Niveau?

Nein, Ladeflächenabdeckungen mit fester Abdeckung bieten in der Regel bessere aerodynamische Verbesserungen als weiche Ausführungen, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten.

Lohnt sich die Investition in eine Ladeflächenabdeckung für das Fahren in der Stadt?

Die Vorteile sind bei Autobahnfahrten aufgrund der höheren Geschwindigkeiten deutlicher spürbar, aber auch im Stadtverkehr können geringe Einsparungen erzielt werden, typischerweise weniger als 1,2 % bei der Kraftstoffeffizienz.