CN104203731A - 具有车底护罩的机动车 - Google Patents

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Abstract

用于机动车的尾部区域的车底护罩遮盖住后消声器。为了冷却该后消声器，在所述车底护罩中设置有空气入口。根据本发明，该空气入口设置在这样的区域中，在该区域中当机动车行驶时在所述车底护罩的底侧上与布置在该车底护罩上方的底板的区域内相比出现更高的压力。由此，能够使冷却的周围空气以小的流动损失引导到所述后消声器的区域中。

Description

具有车底护罩的机动车
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的具有车底护罩的机动车。
背景技术
所述类型的机动车例如从DE43 19 281A1中已知。所述机动车在底板下方具有板形护罩件，该板形护罩件设置有大量空气入口。因此，在加强部件的面对当机动车行驶时空气流动的那侧上的边界层区域(其有湍流危险)沿底板的方向受到抽吸作用。由此，余下的部分空气在加强部件的迎流那侧上沿着车底护罩实现层流，从而产生较小的空气阻力。已知的车底护罩也在机动车的尾部区域中延伸并且在这里例如遮盖住油箱或后消声器。
发明内容
本发明的任务在于，改进已知的机动车的车底护罩，尤其是实现对后消声器的有效冷却，而随此并不增大机动车的空气阻力系数。
该任务通过根据权利要求1所述特征的机动车得以实现。
本发明的核心构思在于，所述车底护罩在所述后消声器的区域内设置有至少一个空气入口，其中，该空气入口仅仅设置在这样的区域中，在该区域中当机动车行驶时在所述车底护罩的底侧上与在底板的处于该车底护罩上方的区域内相比出现更高的压力。通过这样定位的空气入口实现了：沿着车底护罩流动的空气仅仅基于车底护罩的外侧和内侧之间的压力情况(压力比例关系)流入空气入口中。因此，实现了使周围空气特别低阻力地流入车底护罩和底板之间的中间室内，从而以足够程度为这个由于后消声器而受到热负荷的区域提供冷却空气。通过使冷却空气低阻力地流入，所述机动车的空气阻力系数与没有空气入口的机动车相比并没有增大或者甚至减小，从而，由此尽管改进了机动车的运行安全性，其燃料消耗仍保持不变或者甚至降低。
在机动车的尾部区域中进行压力测量(方式是在沿机动车的车辆纵向方向彼此错开的测量点处实施多个测量)，在此情况下便可以定位一个阈限点或者定位各阈限点的一条大致沿机动车的横向方向延伸的线。在这个阈限点处或者说在这些阈限点处，在车底护罩的底侧上的低压(负压)和在车底护罩与底板之间的中间室内的低压(负压)同样大。在这个阈限点后面的区域中或者说在这些阈限点后面的区域中能够—如已经在上面解释的那样—当机动车行驶时基于压力情况使车底流动的一部分份额自动地流入到在车底护罩和底板之间的中间室内。根据本发明，空气入口有针对性地设置在所述阈限点后面的区域中或者说所述阈限点的线后面的区域中。
所述受到热负荷的区域主要是涉及由车底护罩所遮盖的后消声器的周围。该车底护罩阻止了：在该区域中热能可能自行通过对流或辐射而散逸。由此，在没有附加措施的情况下会引起后消声器(包括设置在后消声器上方的底板以及可能还有在底板上方设置于行李箱中的元件)周围中的不允许的高温。常常在行李箱的下区域中设置有电气的或电子的元件，例如起动器电池或控制器。此外，在后消声器的周围经常也存在着行驶机构调节系统的元件。
通过使冷却空气根据本发明低阻力地导入那些具有较大热负荷的区域(所谓的“热点(Hot Spots)”)，而改进了机动车的热运行安全性。通过根据本发明的空气入口，能够使机动车底板上的温度减小到最低限度。本发明可以在机动车的所有变型形式中使用，与驱动方案、马达方案和/或车身方案无关。在车底护罩下面确定的区域内与在车底护罩和底板之间处于该车底护罩上方的中间室内相比压力更大的现象在小速度时便已经出现并且随着机动车速度的增大而增强，因而本发明在机动车的许多运行状态下都发挥出很大的效果。
所述至少一个空气入口可以以任意的方式构造，例如为传统斜坡、为大的NACA入口、形式上为多个较小的NACA入口等等。如果设置有多个入口，则这些入口沿行驶方向并排地、也就是沿机动车的横向方向至少近似成一排地设置。
在本发明的有利设计形式中，车底护罩设计构造为扩散器，该车底护罩的高度水平逆着行驶方向在机动车的高度方向上逐渐升高。由于在车底护罩底侧和行车道之间的距离向着机动车的尾部区域逐渐增大，因此当机动车向前行驶时在车底遮盖部底侧上的压力便朝车辆尾部的方向连续地升高，即换句话说，在车底护罩上的低压(负压)减小。附加地，车底护罩作为扩散器的这种设计形式对机动车的浮力特性产生有利影响并进而影响到机动车的行驶特性。
依后消声器的结构高度而定，本发明可以以两种基本实施方式予以实现。
在具有下述后消声器的机动车中，该后消声器基于其结构高度之故处于在底板和车底护罩之间的中间室内并且因而能够完全由车底护罩所遮盖，则空气入口仅仅通过车底护罩中的缺口构成。该缺口(在机动车的高度方向上观察)是设置在后消声器的底侧的下方。在此，该方位表述“下方”是针对于机动车的高度方向而言的，而不排除在机动车的纵向方向上有错位。
在具有下述后消声器的机动车中，该后消声器基于其结构高度之故不能完全由车底护罩所遮盖，则车底护罩具有大于空气入口的缺口。由此，后消声器的底侧可以穿过车底护罩中的缺口而突伸，也就是说，后消声器的底侧向下超过车底护罩的轮廓突出。在这里，缺口的前边缘以尽可能小的缝隙连接到向下朝行车道方向突出的后消声器的前侧上。该区域如此构造，使得沿着车底流动的空气尽可能无损失地流过缝隙。而在后消声器的背侧上则有针对性地在后消声器和缺口的后边缘之间设置有较大的缝隙。该缝隙形成了所述空气入口，也就是就，后消声器与车底护罩中的缺口互相配合地构成所述空气入口。
本发明能够以有利方式在具有横向于行驶方向设置的后消声器的机动车中使用。但是原则上，本发明也能够在具有相对于行驶方向倾斜地或者沿行驶方向设置的后消声器的机动车中使用。
在本发明的优选设计构造中，所述空气入口(在机动车的纵向方向上观察)是设置在后消声器的后面。由此实现了：空气在后消声器的后面流入到在底板和车底护罩之间的中间室中并且能够在转向进入行驶方向之后围绕冲刷整个后消声器。
在本发明的另一设计构造中设置有至少一个空气导板，该空气导板将从车底环流中向上朝底板方向流动的空气绕后消声器周围引导。该空气导板可以与屏蔽所述后消声器的热辐射的热防护板配合作用，其中使该热防护板附加地承担空气引导任务。同样，所述空气导板也可以承担热防护板的功能。由此，空气导板和热防护板的结合便确保：用冷却的周围空气有效地围绕冲刷所述后消声器并且可能还有相邻的区域。
为实现流动损失很小的有效环流，根据本发明的车底护罩覆盖住机动车的底部的尽可能大的部分。在本发明的第一实施方式中，车底护罩紧接着后桥(后轴)开始并且延伸直到后部防撞缓冲器(即后保险杠)的护罩。在这里，所述车底护罩尽可能在没有梯级和接缝的情况下以气体动力有利的方式连接到后部防撞缓冲器的护罩上并且必要时连接到相邻的构件上。在本发明的第二实施方式中，车底护罩在后桥的前面便已经开始并且由此附加地也遮盖后桥的区域，由此产生了进一步改进的气体动力效应，该气体动力效应一方面由后桥的最佳通流流过方式所引起并且另一方面由较大的“助滑坡道(Anlauf)”所引起，该助滑坡道可以承担用于使机动车的尾部区域均匀环流的流动。
除了后消声器和可能的后桥区域之外，所述车底护罩也遮盖住机动车排气系统引导至所述后消声器的管道的或长些或短些的区段。有利的是，机动车的燃料容器也由车底遮盖部所遮盖。
所述车底护罩可借助常用的连接技术如螺钉、夹卡、焊接、粘接等等安装在机动车上。车底护罩的材料相应于特定要求(强度、刚性、耐热性、柔韧性等等)进行设计。车底护罩视存在的载荷而定，局部或大面积地设置有加强部、涂层和类似措施。
与本发明相关地所使用的方位表述“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等等是针对于在向前行驶时机动车中有关构件的安装方位而言的。
附图说明
本发明的其他可能的实施例在附图中示出并且在下面详细说明。附图示出：
图1根据本发明的机动车的尾部区域的示意性纵剖图，
图2相应于图1的图示，附加地具有用于说明压力情况的曲线图，
图3本发明的第二实施例的相应于图1的图示方式，和
图4根据本发明的机动车的尾部区域的仰视图。
具体实施方式
总体以2标记的机动车(其中仅仅示出了后部区段)具有底板4以及与该底板间隔开的车底护罩6，该车底护罩面对行车道7。机动车2的后桥以8标记。图4示出具有后车轮10和车轮引向元件12的后桥8。在后桥8的前面，在底板4和车底护罩6之间的中间室14中设置有燃料容器16。此外，在中间底槽18中安置有带有前消声器22的排气管道20(见图4)。排气管道20引导到沿机动车2横向方向设置的、带有端管26的后消声器24。在车尾侧，与所述车底护罩6连接的是一后部防撞缓冲器的护罩28。车底护罩6和护罩28之间的连接通过多个连接元件30实现。
车底护罩6由前区段和后区段32或34构成。前区段32往下遮盖住燃料箱16的区域以及后桥8的区域。后区段34遮盖住行李箱35下方的区域。在该区域中设置有后消声器24。前区段和后区段32或34(与图1和3中的制图表示不同地)彼此无间隙地连接，由此，总体上得到了高刚性的车底护罩6。后区段34逆着行驶方向FR向后上方升高。
在后消声器24的后端部的区域内，在车底护罩6中设置有空气入口40。该空气入口40呈缝隙形地构造并且大致具有与后消声器24相同的宽度延伸。根据后消声器24的高度延伸，有区别地构造该空气入口40。
根据图1的本发明的第一实施例，对于具有较小结构高度的后消声器24，空气入口40仅仅通过车底护罩6中的切口构成。车底护罩6中的这个切口具有前边缘和后边缘50或52。前边缘50相对于车底护罩6成小锐角地向内弯折。通过该收口结构(Einzug)，在空气入口40的前边缘50上便设立了有利流动的斜坡。
在根据图3的本发明的第二实施例中，对于具有较大结构高度的后消声器24，空气入口40通过后消声器24和车底护罩6互相配合而构成。为此，有一相对较大的切口60设置在车底护罩6中，该相对较大的切口在图4中以点划线表示。该切口60的前边缘和后边缘以62或64标记。后消声器24以其底侧65在切口60的区域中相对于车底护罩6的轮廓突出。切口60的前边缘62非常靠近后消声器24，从而产生具有很小间隙尺寸66的有利流动的过渡。后消声器24的背侧67与切口60的后边缘64共同构成空气入口40。在这里，通过将后消声器24的背侧67倒圆也为流入的空气设立了有利流动的斜坡。后消声器24的底侧65本身构成这样的面的一部分，当机动车2行驶时车底流动沿着该面流动。
当机动车行驶时的流动情况在图1和3中通过流动箭头S表示。当机动车行驶时在后桥8前面的区域中构成了在车底护罩6和行车道7之间的均匀定向的流动(通过彼此平行延伸的流动箭头S表示)。接着所述后桥8(继所述后桥之后)，流动横截面通过在机动车2尾部区域内的扩散器状设计构造的车底护罩6而扩宽。
当机动车2行驶时一方面在底板4和车底护罩6之间的中间室14内以及另一方面在车底护罩6的底侧上出现的压力情况在图2中用曲线图表示。在这里，中间室14中的压力变化以实线70描述，而车底护罩6的底侧上的压力变化以虚线72描述。压力变化70和72作为标准的压力系数CP给出并且表明沿机动车2的纵向方向的低压(负压)的变化走向。仅仅可示例性地看出压力系数CP的数值。
中间室14中的低压(压力变化曲线70)在机动车2的尾部区域的纵向延伸上是近乎恒定的。与此不同地，车底护罩6上的低压(压力变化曲线72)在尾部区域的前区段中在大致恒定的高度水平上并且接着由于车底护罩6的扩散器作用向后下降。在此，从后桥8的区域到后消声器24的区域，中间室14中的低压(负压)小于车底护罩6的底侧上的低压(负压)。在后消声器24的后部区域中，升高的压力变化曲线72与压力变化曲线70相交。由此，根据图2的曲线图被划分成前区段A和后区段E。在区段A中产生机动车2的底侧上的压力情况，即原则上空气可以从中间室14向外朝行车道7的方向流动，而在区域E中由于相反的压力情况空气可以从机动车2的环流中以小的流动损失流入到中间室14中。
在区域E中流入的空气(通过流动箭头SE标明)通过空气导板80以及平行于底板4延伸的热防护板82绕后消声器24周围引导。由此，按流动箭头SE的流动相对于车底流动S转向180度并且被引“回”到后消声器24的前区域上。在那里，实现流动的向下、沿着大致竖直取向的空气导板84的偏转。接着，空气沿着热防护板86进一步沿行驶方向FR流动直到车底护罩6的前区段与后区段32或34之间的过渡。环流空气的排出(通过流动箭头SA标明)在车底护罩6的区段32和34之间的过渡的区域中通过车底的未被车底护罩6遮盖的区域实现(见图4)，优选通过车底护罩6的侧向区域实现，在这些区域中存在着用于机动车2后桥8的车轮引向元件12的自由空间。所说车轮引向元件12例如是横向导杆，其在高度方向上需要相应大的自由度。因为在车底护罩6的区段32和34之间的过渡区域中在所述中间室14中存在与在车底护罩6底侧上相比更小的低压(负压)，所以，空气按流动箭头SA自动地流动并且以小的流动损失从中间室14中流出。排出的空气在车底护罩6的底侧上与以明显更大速度流过的车底流动S混合起来。
本发明可作如下概括：用于机动车2的尾部区域的车底护罩6遮盖住后消声器24。为了冷却后消声器24，在车底护罩6中设置有空气入口40。根据本发明，该空气入口40设置在这样的区域中，在该区域中当机动车2行驶时在车底护罩6的底侧上与布置在该车底护罩上方的底板4的区域内相比出现更高的压力。由此，能够使冷却的周围空气以小的流动损失引导到所述后消声器24的区域中。

Claims (10)

1.具有车底护罩的机动车，该车底护罩位于机动车的尾部区域内，其中，所述车底护罩设置在机动车的底板的下方并且至少部分遮盖后消声器，在车底护罩中具有至少一个空气入口，
其特征在于，所述空气入口(40)设置在所述后消声器(24)的区域内、仅仅是在这样的区域中，在该区域中当机动车(2)行驶时在所述车底护罩(6)的底侧上与在所述车底护罩(6)和所述底板(4)之间的中间室内相比出现更高的压力。
2.根据权利要求1所述的机动车，
其特征在于，所述车底护罩(6)按扩散器的方式构造。
3.根据权利要求1或2所述的机动车，
其特征在于，所述后消声器(24)完全由所述车底护罩(6)遮盖。
4.根据权利要求1或2所述的机动车，
其特征在于，所述车底护罩(6)具有用于所述后消声器(24)的底侧(65)的缺口(60)并且所述后消声器(24)本身的至少一个面(67)构成所述空气入口(40)的边界。
5.根据上述权利要求中任一项所述的机动车，
其特征在于，所述后消声器(24)大致横向于机动车(2)的行驶方向(FR)设置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的机动车，
其特征在于，所述空气入口(40)处于所述后消声器(24)的后面。
7.根据上述权利要求中任一项所述的机动车，
其特征在于，在底板(4)和车底护罩(6)之间的中间室(14)中设置有至少一个空气导板(80，84)，所述空气导板将空气绕所述后消声器(24)周围引导。
8.根据权利要求7所述的机动车，
其特征在于，在底板(4)和车底护罩(6)之间的中间室(14)中设置有至少一个热防护板(82，86)，所述热防护板与所述空气导板(80，84)配合作用。
9.根据上述权利要求中任一项所述的机动车，
其特征在于，所述车底护罩(6)接着机动车(2)的后桥(8)开始并且延伸直到机动车(2)的后部防撞缓冲器的护罩(28)。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的机动车，
其特征在于，所述车底护罩(6)在机动车(2)的后桥(8)的前面开始并且延伸直到机动车(2)的后部防撞缓冲器的护罩(28)。
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