Das Exterieurdesign und die Aerodynamik der neuen S-Klasse

Die neue Mercedes-Benz S-Klasse: Das Exterieurdesign

Moderner Luxus in seiner begehrenswertesten Weise

Die S-Klasse gilt als Trendsetter in ihrem Segment. Gemeinsam mit ihren Modellvarianten ist die Luxus­limousine Referenz und Vorbild in der Automobilindustrie. Daran knüpft die neue Generation an. Das Zusammenspiel von Emotion und Intelligenz wird erlebbar und weckt Begehren sowohl für die Marke als auch für die S-Klasse selbst. Innovation in Kombination mit neuester Technologie und traditioneller Handwerkskunst machen das Fahrzeug einzigartig.

Mit dem kurzen Überhang vorne, dem langen Radstand sowie einem ausgewogenen Überhang hinten ist die S-Klasse als klassische Limousine mit perfekten Proportionen gestaltet. Weitere unverwechselbare Exterieur-Elemente sind die gestreckte Motorhaube, die aufrechte Front mit stehendem Stern, die lange Fahrgastzelle sowie eine fließende C-Säule samt skulpturiert modellierter Schulter. Den Statusanspruch der S-Klasse kommuniziert das exzellente Prestigemaß, also der Abstand von der Vorderachse zur Windschutzscheibe. Die breite Spur und die außenbündigen Räder mit modernen Designs lassen das Fahrzeug muskulös wirken.

Auf der Seite wurden die sogenannten Charakterlinien deutlich reduziert. Aufwendig modellierte Flächen liefern mit ihrer Skulpturierung ein besonderes Lichtspiel. Zugleich verkörpern sie den Anspruch der Mercedes-Benz Designphilosophie der Sinnlichen Klarheit. Von den Designern stilsicher platzierte Chromelemente – beispielsweise als Leiste unten auf dem Seitenschweller –schmücken das Fahrzeug zusätzlich und betonen die Länge.

Die Front beeindruckt mit ihrem statusprägenden Kühlergrill. Die zahlreichen Sensoren und Kameras der Assistenz­systeme wurden formal ansprechend und symmetrisch integriert und als Hightech-Elemente bewusst in Szene gesetzt.

Die Scheinwerfer bestimmen das Gesicht des Fahrzeugs. Sie besitzen das für die S-Klasse typische Drei-Punkt-Tagfahr­lichtsignet, sind aber flacher und insgesamt kleiner. Neben dem serienmäßigen MULTIBEAM LED Scheinwerfer gibt es als Sonderausstattung das neue Lichtsystem DIGITAL LIGHT (siehe separates Kapitel). Der Scheinwerfer ist auch optisch eigenständig und zeichnet sich unter anderem durch eine mit blauem Licht inszenierte Bodenbeleuchtung aus.

Flächenbündige Türgriffe (Sonderausstattung) sowie aufwendig modellierte Räder (Format 18 bis 21 Zoll) unterstreichen die Seitenansicht. Die optische Dynamik des Fahrzeugs setzt sich im Heck fort. Details wie die zwei sichtbaren Endrohrblenden greifen das Mercedes-Benz typische, unverwechselbare Erscheinungsbild auf. Zugleich überrascht die Gestaltung des Kofferraumdeckels in Kombination mit der progressiv gezeichneten, zweiteiligen Heckleuchte. Die am oberen Rand der Heckleuchten angeordnete Chromleiste betont die Breite des Hecks.

Die Heckleuchten tragen durch ein präzise gestaltetes Innenleben mit hoher Detailtiefe und verschiedenen, teils animierten Funktionen zur hohen Wertanmutung des Fahrzeugs bei. Im Tag- und Nachtdesign ist die neue S-Klasse dadurch unverwechselbar.

Die neue Mercedes-Benz S-Klasse: Die Aerodynamik

Viel Wirbel um wenig Luftwiderstand

Mit einem c_w-Wert ab 0,22¹ gehört die S-Klasse zu den strömungsgünstigsten Fahrzeugen überhaupt, besonders im Segment der Luxuslimousinen. Aerodynamische Maßnahmen an Karosserie, Unterboden und Anbauteilen ermöglichen das gute Abschneiden in Windkanal und Realverkehr. Bereits in einer frühen Entwicklungsphase wurden umfangreiche Strömungssimulationen auf Hochleistungsrechenclustern durchgeführt. Viel Feinarbeit fand auch bei der Aeroakustik statt. Schon die vorherige Generation der S-Klasse bot im Innenraum einen sehr hohen Geräuschkomfort. Das neue Modell ist noch leiser.

Obgleich die Stirnfläche (A) der neuen S-Klasse leicht auf 2,5 m² gestiegen ist, konnte der Luftwiderstand gegenüber dem Vorgänger nochmals gesenkt werden. Das Produkt aus c_w und A beträgt 0,56 m² und ist damit 200 cm² niedriger als beim Vorgänger nach der Modellpflege.

Ein Schwerpunkt der aerodynamischen Arbeit lag auf der Luftführung in und um den vorderen Stoßfänger. Der Raum zwischen dem vorderen Radhaus und dem Stoßfänger wird als Luftsammler genutzt. In den Ausbuchtungen im äußeren Bereich des Stoßfängers sind Schlitze in den Seitenwänden. Diese führen Stauluft in diesen Raum und vermeiden eine Ablösung der Strömung vor den Vorderrädern. Gleichzeitig wird ein Teil der heißen Abluft aus dem Motorraum in den Luftsammler geleitet. Unterstützt wird das durch eine bessere Abdichtung des Motorraums zu den Radhäusern. Die Anlaufkörper vor den Vorderrädern besitzen jeweils eine große Abluftöffnung mit einem davor angeordneten 3D-Saugspoiler. Das Gemisch aus kalter und warmer Luft wird durch diese Abluftöffnungen und durch Entlüftungsschlitze an den Innenseiten der vorderen Radhäuser abgeführt. Durch diese austretenden Luftströmungen werden einerseits eine bestmögliche Unterströmung und seitliche Überströmung des vorderen Radhauses gewährleistet und anderseits wird das Thermomanagement des Motorraums wirksam unterstützt. Zusätzlich wurde die Motorraumverkleidung zwischen den Vorderrädern nochmals verbreitert, was diesen Effekt unterstützt. Durch das so verbesserte Thermo­management war es möglich, bei vergleichbarer Motorisierung zum Vorgänger die hintere Motorraumverkleidung weiter zu schließen und den Luftwiderstand somit weiter zu reduzieren.

Detailoptimierungen am Unterboden und Anbauteilen wie Außenspiegeln und Rädern tragen ebenso zum sehr guten aerodynamischen Abschneiden des Fahrzeugs bei:

• Die neue S-Klasse besitzt zweiteilige Heckleuchten. Aufgrund deren geringerer Höhe gegenüber der einteiligen Ausführung des Vorgängers musste man auf Abrisskanten im Leuchtenglas verzichten. Daher wurde unter anderem besonderes Augenmerk auf die Verbesserung der Anströmung des Heckdiffusors gelegt.
• S-Klasse Modelle mit Panorama-Glasdach besitzen hinten Unterboden-Diagonalstreben zur Versteifung des Rohbaus. Diese wurden zur Verbesserung der Aerodynamik aus der Diffusoranströmung herausgenommen und über die Abgasanlage gelegt.
• Lage und Abströmwinkel der aerodynamisch ausgestalteten Verkleidungen der hinteren Federlenker und des Tankabschirmblechs wurden mit weiteren CFD-DOE-Optimierungen (siehe nächste Seite) und Einzelrechnungen vorausgelegt und später im Windkanal feinabgestimmt.
• Die Außenspiegel besitzen sogenannte Aerostripes. Diese kleinen Kanten an der Innenseite der Spiegel erzeugen Turbulenz und verbessern so die Umströmung. Auch aeroakustisch sind die Aerostripes vorteilhaft.
• Zu den weiteren Maßnahmen zählen Aeroräder in fast jeder Raddimension, ein Kühlluftregelsystem hinter der Kühlermaske und im Stoßfänger sowie die weiter verbesserte Abdichtung der Kühlluftführung.

Bereits in einer frühen Entwicklungsphase wurde das dreidimensionale Strömungsfeld um das Fahrzeug auf Hochleistungssimulations-Clustern mit CFD (Computational Fluid Dynamics/numerischer Strömungsmechanik) berechnet. Kurz nach Projektstart, in der Phase des Maßkonzepts, wurden auf Basis des Vorgängers mehrere umfangreiche DOE-Studien (Design of Experiments/statistische Versuchsplanung) mit bis zu 250 Rechnungen pro Karosseriebereich durchgeführt. Dabei geben die Aerodynamikingenieure den Parameterraum bestimmter Bauteile vor, z.B. für die mögliche Höhe des Kofferraumdeckels.

Über mehrere Tage werden einige Hundert Simulationen durchgeführt, die den vorgegebenen Parameterraum komplett abdecken. Auf Basis dieser Simulationen kann dann ein globales oder lokales Optimum berechnet, oder, in dieser Phase viel wichtiger, der Einfluss der einzelnen Parameter auf den Luftwiderstand ermittelt werden. Mit Hilfe der DOE-Methode konnten bereits in dieser sehr frühen Phase sowohl an die Mitarbeiter im Bereich Maßkonzept als auch an das Design konkrete Aerodynamik-Anforderungen zurückgemeldet und diskutiert werden.

In den letzten Jahren wurden die automatisierten Berechnungsprozesse inklusive DOE in der Mercedes-Benz Aerodynamik intensiv weiterentwickelt. So spart die digitale Entwicklung mit DOE nicht nur Zeit, sondern ist auch kosteneffizient: Statt wie beim Vorgänger mit bis zu sechs Hardware-Modellen wurden bei der neuen S-Klasse durch das digitale Frontloading, also das vorgeschaltete Aussortieren von Varianten, nur zwei Designmodelle im Maßstab 1:1 für die Optimierung im Windkanal benötigt.

Aeroakustik und NVH: im Innenraum noch leiser als der Vorgänger

Das dezente Geräuschniveau im Innenraum weiter zu verbessern, war der Anspruch bei der Schallisolation. Die hohe Karosseriesteifigkeit war Basis für den ausgezeichneten Geräusch- und Schwingungskomfort. Hinzu kam viel Feinarbeit. So sind die Durchbrüche der Kabeltüllen an der Stirnwand beispielsweise doppelt abgedichtet. Zur Realisierung des im Innenraum als kultiviert und unaufdringlich wahrnehmbaren Motorsounds wurde die Stirnwandisolation bis in den seitlichen Bereich der A-Säule und in den Bodenbereich vergrößert.

Erstmals werden bei Mercedes-Benz in Großserie Akustikschäume in ausgewählten Rohbauprofilen eingesetzt. Dabei wird ein spezieller Schaum im Rohbau platziert, solange die Stellen noch zugänglich sind. Bei der kathodischen Tauchlackierung (KTL) im Ofen expandieren die Schäumlinge dann. Mit dieser Maßnahme konnte die Schalldichtheit der Karosseriestruktur entscheidend verbessert werden – beispielsweise der Schalleintrag durch die C-Säule.

Die S-Klasse wurde im eigenen, 2013 in Betrieb genommenen Aeroakustik-Windkanal von Mercedes-Benz entwickelt. Zur Reduzierung der Windgeräusche wurden neben der optimierten Form auch der Rohbau und das Dichtungskonzept verbessert. Einige aeroakustische Maßnahmen im Detail:

• Die Außenspiegel besitzen sogenannte Aerostripes. Diese kleinen Kanten an der Innenseite der Spiegel erzeugen Turbulenz und sorgen so dafür, dass die Strömung der Spiegelkontur besser folgen kann und das Ablösegeräusch reduziert wird. Auch das Innenleben wurde aufwendig verbessert: In der Entwicklungsphase fanden Aufnahmen per Computertomographie am Spiegeldreieck statt. So wurde die Einbauposition von Schienen und Schaum-in-Schaum-Abdichtung überprüft.
• Die neuen, flächenbündigen Türgriffe (Sonderausstattung) sind auf der Türinnenseite besser abgedichtet als konventionelle Konstruktionen.
• Im Bereich der Seitenscheiben wurden die Dichtungen verbessert und die Spalte reduziert.
• Beim Panorama-Schiebedach sorgen umfangreiche Windleitmaßnahmen für einen hohen Geräuschkomfort.

Die S-Klasse besitzt serienmäßig eine grün eingefärbte Wärmeschutzverglasung. Die Frontscheibe besteht aus Verbund-Sicherheitsglas mit integrierter Akustikfolie, Seitenscheiben und Heckscheibe sind aus Einscheiben-Sicherheitsglas. Als Sonderausstattung ist Verbundsicherheitsglas rundum erhältlich. Dieses dämmt Wärme und Geräusche und reflektiert Infrarotstrahlung.

Die neue Mercedes-Benz S-Klasse: Unter der Lupe: der Türgriff

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Die bündig in die Türen eingelassenen Türgriffe (Sonderausstattung) wurden komplett neu entwickelt. Sie fahren elektrisch aus, wenn sich der Fahrer mit dem Schlüssel nähert oder über die Außenfläche des Türgriffs gestrichen wird. Über KEYLESS-GO erfolgt der schlüssellose Zugang.

Die Türgriffe sind bei Nicht-Gebrauch sowie während der Fahrt eingefahren und schließen bündig mit der Tür ab. Soll die Tür geöffnet werden, fährt der Türgriff in einer parallelen Ausfahrbewegung in seine Gebrauchsstellung. Gegenüber sich ausdrehenden Türgriffen bietet ein parallel ausfahrender Griff einen deutlich größeren Eingriff und kann mit der gesamten Hand umfasst werden.

Bei der Entwicklung des optisch eindrucksvollen Griffs wurde besonders auf enge Toleranzen und geringes Spiel des Griffbügels geachtet. Die Steuerungselektronik verzichtet auf klassische Endlagenschalter und verfährt die Griffe in weiten Grenzen lastunabhängig und in einem visuell und akustisch ansprechenden Bewegungsablauf. So vermittelt der Türgriff eine hohe optische und haptische Wertanmutung und Solidität.

Zusätzlichen Bedienkomfort bieten integrierte KEYLESS-GO Funktionen im flächenbündigen Türgriff. Hierbei werden die Türgriffe bereits ausgefahren, sobald sich eine Person mit dem Schlüssel dem Fahrzeug nähert. Die weitere Bedienung des KEYLESS-GO erfolgt über kapazitive Sensorfelder am Türgriff für die Hauptfunktionen: Entriegeln des Fahrzeugs, Verriegeln mit gegebenenfalls Komfortschließen sowie Anfordern eines eingefahrenen Türgriffs. Zum Öffnen der Tür ist es ausreichend, den Griff nur ein kurzes Stück zu ziehen, anschließend öffnet das Türschloss ebenfalls elektromotorisch unterstützt.

Mit den flächenbündigen Türgriffen verschmelzen die Zentralverriegelung und KEYLESS-GO zu einem einzigen Bedien­erlebnis bei jedem Fahrzeugzugang. In besonderen Situationen, z.B. nach einem Unfall oder einem „Remote Parken“-Vorgang werden die Türgriffe ausgefahren.

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