CN110027631B

CN110027631B - 用于机动车辆车身的空气导向装置和机动车辆车身

Info

Publication number: CN110027631B
Application number: CN201910020222.2A
Authority: CN
Inventors: T·沃尔夫
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: US10864951B2; US20190210666A1; DE102018100522B4; CN110027631A; DE102018100522A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆车身的空气导向装置，其设置在机动车辆车身(2)的尾部区域(3)中，且该空气导向装置(4)具有带有纵向轴线(14)的空气导向元件(8)，该空气导向元件容置在引导元件(9)中以在引导元件(9)与空气导向元件(8)之间形成流动通道(10)，且该流动通道能够从朝向车辆前部(13)形成的入口开口(11)起、经由背离入口开口(11)形成的出口开口(12)被流过。根据本发明，空气导向装置(4)被设计成用于基本横向于、尤其垂直于该空气导向元件(8)的外轮廓(25)地能够从出口开口(12)流出地引导流过该流动通道(10)的空气。本发明还涉及一种具有空气导向装置的机动车辆车身。

Description

用于机动车辆车身的空气导向装置和机动车辆车身

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆车身的空气导向装置以及一种机动车辆车身。

背景技术

用于机动车辆车身的空气导向装置是已知的。空气导向装置用于引导沿机动车辆车身形成的空气流并且可以被用于引起增强的上升力并减小空气阻力。这种空气导向装置通常也被称为扰流板。

从公开文献DE 27 26 507 A1中已知了一种用于机动车辆车身的空气导向装置，其具有流通通道。流通通道用于对借助气流发生器(例如涡轮增压器的压缩机)所产生的空气进行空气引导，所述空气根据需要被引导经过流通通道且旨在影响机动车辆的上升力。

从专利文献EP 0 969 981 B1中已知了一种用于影响机动车辆车身的敞开滑动车顶的噪声的空气导向装置。空气导向装置被布置成朝向在滑动车顶前方的机动车辆车身的前部。借助空气导向装置，沿机动车辆车身流动的空气至少部分地在滑动车顶前方被向上偏转，并因此偏离开机动车辆车身。一部分被偏转到在空气导向装置和机动车辆车身之间形成的流动间隙中，这一部分在滑动车顶前方相对于机动车辆车身被几乎垂直向上引导。但因为空气导向装置在滑动车顶前方安装在机动车辆车身上，这在优选情况下不影响机动车辆的上升力和空气阻力。

专利文献EP 1 630 080 B1公开了一种用于影响下压力和空气阻力的空气导向装置，其空气导向元件可在底侧被流过。此时，空气不仅沿着背离机动车辆车身的形成的导向面流动，也被引导经过在机动车辆车身与空气导向元件之间形成的间隙。空气导向装置布置在机动车辆车身的尾部区域中。

发明内容

本发明的目的是，提供一种改进的用于机动车辆车身的空气导向装置，借此实现在没有增大空气阻力系数的情况下进一步增大下压力。本发明的另一个目的是，提出一种具有改善的行驶动力学特征的机动车辆车身。

根据本发明，所述目的通过一种具有下述1的特征的用于机动车辆车身的空气导向装置来实现。根据本发明，所述另一个目的通过一种具有下述11的特征的机动车辆车身来实现。本发明的具有便利且重要的改进方案的有利设计在相应的下述2-10中给出。

1.一种用于机动车辆车身的空气导向装置，其中该空气导向装置(4)设置在该机动车辆车身(2)的尾部区域(3)中，并且其中该空气导向装置(4)具有带有纵向轴线(14)的空气导向元件(8)，该空气导向元件容置在该空气导向装置(4)的引导元件(9)中以在该引导元件(9)与该空气导向元件(8)之间形成流动通道(10)，并且其中该流动通道(10)能够从朝向该机动车辆车身(2)的车辆前部(13)形成的入口开口(11)起、经由背离该入口开口(11)形成的出口开口(12)被流动通过，其特征在于，

该空气导向装置(4)被设计成使得流动通过该流动通道(10)的空气能够基本横向于、尤其垂直于该空气导向元件(8)的外轮廓(25)地被引导流出该出口开口(12)。

2.根据上述1所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件(8)的上表面(19)被定位成至少与该机动车辆车身(2)的车顶型线(16)的虚拟延长线齐平和/或被定位在该车顶型线(16)的虚拟延长线下方。

3.根据上述1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该引导元件(9)的第一分流边缘(31)在其虚拟延长部中具有相对于该空气导向元件(8)的第二分流边缘(32)的突出部(29)。

4.根据前述1-3之一所述的空气导向装置，其特征在于，该流动通道(10)被设计成从该入口开口(11)起朝向该出口开口(12)的方向至少部分地缩窄。

5.根据上述4所述的空气导向装置，其特征在于，

该流动通道被设计成从该入口开口(11)起朝向该出口开口(12)的方向连续地缩窄直至至少到达转向边缘(24)。

6.根据前述1-5之一所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件(8)被设计为成形元件。

7.根据前述1-6之一所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件(8)相对于其纵向轴线(14)对称地形成。

8.根据前述1-7之一所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向装置(4)具有至少一个通道腔室(36)，其中该通道腔室(36)能够在该空气导向元件(8)的纵向轴线(14)的方向上被流动通过。

9.根据前述1-8之一所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件(8)借助至少一个支座(38)与该引导元件(9)相连。

10.根据前述1-9之一所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件(8)在其沿其纵向轴线(14)的方向延伸的外边缘(37)处与该引导元件(9)相连。

11.一种机动车辆车身，其具有用于影响下压力和空气阻力系数的空气导向装置，其中该空气导向装置(4)是根据上述1至10之一形成的。

根据本发明的用于机动车辆车身的空气导向装置设置在机动车辆车身的尾部区域中。该空气导向装置具有带有纵向轴线的空气导向元件，该空气导向元件被容置在该空气导向装置的引导元件中以在该引导元件与该空气导向元件之间形成流动通道。该流动通道能够从朝向该机动车辆车身的车辆前部形成的入口开口起、经由背离该入口开口形成的出口开口被流动通过。根据本发明，该空气导向装置被设计成用于使得流动通过该流动通道的空气能够基本横向于、尤其垂直于该空气导向元件的外轮廓地从该出口开口被引导流出。即，换言之，流过该流动通道的空气在出口开口处尤其垂直于外轮廓地被向上引导，并因此被引导离开车身。本发明的空气导向装置的优点在于，经由出口开口几乎垂直于外轮廓且尤其是垂直于空气导向元件的上表面流动的空气具有常规扰流板安装在位时的减小上升力或者增大下压力的作用。这意味着，该空气导向元件不必为了减小尤其作用于机动车辆的后桥的上升力而必须是可调的。另外，能够实现尾流的稳定化和进而机动车辆行驶动力学的稳定化。

尤其是，在空气导向元件的上表面至少与车顶型线的虚拟延长线平齐地和/或在机动车辆车身的车顶型线的虚拟延长线下方地定位时，能够进一步降低机动车辆车身的空气阻力。

在一个设计方案中，该引导元件的第一分流边缘在其虚拟延长部中具有相对于空气导向元件的第二分流边缘的突出部。借助这种设计实现了对分流的支持。

该流动通道可以具有恒定的流动横截面。同样，该流动通道可以被设计成从入口开口起朝向出口开口的方向至少部分地缩窄。流动横截面的缩窄导致了该流动通道内的空气流的速度提升，由此可以进一步地增大下压力。

在另一个设计方案中，该空气导向元件被设计为成形元件。即，换言之，尤其是空气导向元件的流入边缘和/或分流边缘未被设计成直线边缘，而是该边缘尤其在空气导向元件的纵向延长方向和宽度延长方向上具有可变的走向。在此，这可以是外观效果，但尤其是空气动力学效果，其中可以通过流入边缘和分流边缘的形状来影响进流或排流。

如果空气导向元件被设计成关于其纵向轴线是对称的，且尤其如果空气导向元件被设计为成形元件，就可以获得更高的行驶动力学稳定性。

该空气导向装置优选具有至少一个腔室，其中，该腔室可以在空气导向元件的纵向轴线的方向上被流过。由此，比之在例如空气导向装置在其中心借助定位件被固定在该引导元件上时，可以获得更好的下压、即更大的下压力，其中，该流动通道至少在该空气导向元件的外边缘处可被自由流过。如果实施有多个腔室，则可以更多变化地获得期望的下压力。借助多个腔室，可以实现流动通道的均匀流过和流出。

为了将空气导向元件可靠地固定在引导元件上，该空气导向元件借助尤其在其纵向轴线的方向上延伸的元件与引导元件相连。该元件优选可以是空气导向元件的已有的外边缘，可以借此形成腔室的附加支座同样也可以用于固定。

本发明的第二方面涉及一种机动车辆车身，其具有用于影响下压力和空气阻力系数的空气导向装置，其中，该空气导向装置是根据上述1至10之一来设计的。该机动车辆车身具有尤其低的空气阻力系数、上升力的减小以及稳定的行驶动力学，由此可以实现配备有本发明的机动车辆车身的机动车辆的油耗减少。

附图说明

从下面对优选实施例的描述并且借助于附图得到本发明的其他优点、特征和细节。在不偏离本发明的框架的情况下，以上在说明书中提及的特征和特征组合以及下文在附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可以按相应给出的组合使用，而且还可以按其他的组合来使用或单独使用。相同的附图标记被指派给相同的或功能相同的元件。出于清晰性的原因，这些元件可能不是在所有附图中都标有其附图标记，但这不影响其关联性。在附图中：

图1以示意图示出具有本发明空气导向装置的第一实施例的机动车辆车身，

图2以纵剖细节视图II示出根据图1的空气导向装置，

图3以纵剖视图示出本发明空气导向装置的第二实施例，

图4以局部纵剖视图示出本发明的空气导向装置的第三实施例，

图5以透视图示出具有根据图3的空气导向装置的机动车辆车身的局部，

图6以从前方看的透视图示出本发明空气导向装置的第四实施例，

图7以从后方看的透视图示出根据图6的空气导向装置，

图8以透视图示出本发明空气导向装置的第五实施例，

图9以俯视图示出根据图8的空气导向装置，

图10以后视图示出根据图8的空气导向装置，并且

图11以侧视图示出根据图8的空气导向装置。

具体实施方式

根据图1所形成的机动车辆1具有根据本发明的机动车辆车身2，其具有布置在机动车辆车身2的尾部区域3内的根据本发明的空气导向装置4。

空气导向装置4设置用于减小在机动车辆1的后桥5上的上升力并且在尾部区域3的车顶后边缘6的区域内布置在尾部区域3的后挡风玻璃7上方。

空气导向装置4包括空气导向元件8和引导元件9，其中，引导元件9设计成罩状且被设计成用于容纳空气导向元件8。引导元件9可松脱地与机动车辆车身2相连并且被设计成基本上沿着机动车辆车身2的宽度、因而横向于车辆纵向轴线41延伸。在车辆纵向轴线41的方向上，引导元件9被设计成相对于其沿机动车辆车身2的宽度的延伸尺寸具有较短的延伸范围。

在空气导向元件8和引导元件9之间形成可被流过的流动通道10，流动通道具有入口开口11和出口开口12，其中，可沿着机动车辆1的纵向延伸部分流过流动通道10。入口开口11朝向车辆前部13形成，出口开口12背离入口开口11形成。

在流动通道10的上游，即换言之，从车辆前方13看向后挡风玻璃7地、在空气导向元件8前方形成流动斜坡15。流动斜坡15在此实施例中在引导元件9上形成。流动斜坡15设计成在斜坡边缘17之前都与所谓的车顶型线16平齐。在斜坡边缘17的下游，流动斜坡15设计成横置于车顶型线16下方，其中，从横截面看(见图2)其设计成呈凹形地延伸直至入口开口11。流动斜坡15也可以设计成直线状和/或同样形成在机动车辆车身2的车顶18上。

具有第一宽度B1的空气导向元件8如此布置，其朝向周围环境构成的上表面19设计成大致平行于车顶型线16的虚拟延长线，其中，车顶型线16的虚拟延长线在车辆底部20的方向上比上表面19更低。在如图3中所示的第二实施例中，上表面19就位于车顶型线16的虚拟延长线的下方。这相当于空气导向元件8以更进一步减小机动车辆车身2空气阻力的方式定位。

空气导向元件8在所示实施例中(如在图1至11中示出的那样)与引导元件9刚性连接。同样，空气导向元件8也可以部分可运动地或完全可运动地与引导元件9相连，以便能够获得对上升力或下压力的进一步适配。

空气导向元件8的上表面19设计成是基本平坦的。空气导向元件8具有对应于翼形的近似三角形的横截面，其中，空气导向元件8的上表面19和背离表面19形成的底面21在入口开口11处具有共同的流入边缘23。在背离流入边缘23的空气导向元件8的一侧处，上表面19借助空气导向元件8的侧面26与底面21相连。

在空气导向元件8和引导元件9之间形成的流动通道10借助侧面26沿纵向轴线14在流动箭头22的流动方向上呈L形地构成，并且被设计成用于使流过流动通道10的空气基本垂直于上表面19流出，其中，上表面19是空气导向元件8的外轮廓25的一部分。即，换言之，空气导向装置4被设计成用于基本垂直于空气导向元件8的外轮廓25地自出口开口12引导流过流动通道10的空气。

为了避免在流入流动通道10中所产生的空气以及在流动通道10中被转向的空气发生分流和涡流，流入边缘23以及空气导向元件8的在底面21与侧面26之间形成的转向边缘24被实施成倒圆的。

流动通道10设计成在纵向上从入口开口11起朝向出口开口12缩窄直至转向边缘24，并且例如可以根据机动车辆1的发动机类型而在其形成在转向边缘24和出口开口12之间的通道流出部27具有较大或较小的或可变的流动横截面。

流动通道10的通道流入部28设计成从车顶18起朝向后挡风玻璃7地相对于车辆底板20倾斜，其中，通道流出部27设计成从转向边缘24起朝向出口开口12背离车辆底板20地延伸，以便如相对于平行于车辆底板20的虚拟水平面和相对于与之相关联的虚拟竖向面所见的，空气能够以相对于所述虚拟竖向面成锐角地被引导流出流动通道10。

图4中以局部纵剖图示出了空气导向装置4的第三实施例，其中，该局部对应于空气导向装置4的如图2所示的区域IV。为了更好地引导空气流，引导元件9相对于空气导向元件8的上表面19具有突出部29。即，换言之，在引导元件9的界定出口开口12的外表面30(其优选背离空气导向元件向下倾斜)的虚拟延长线与上表面19之间形成突出部29，其中，该上表面19布置在突出部29与通道流入部28之间。即，换言之，外表面30在出口开口12处界定流动通道10的至少第一分流边缘31被设计成处在比空气导向元件8的界定出口开口12的第二分流边缘32更高的水平。

引导元件9具有大于第一宽度B1的第二宽度B2，其中，出口开口12设计成基本延伸超过第二宽度B2。为了创建在入口开口11上游的流动斜坡15，空气导向元件8的第一长度L1被设计成小于引导元件9的第二长度L2。

在第一和第二实施例中，空气导向元件8设计成具有基本呈直线的流入边缘23，其中，空气导向元件8的第二分流边缘32也设计成基本呈直线的。

在根据图6和7的第四实施例以及根据图8至11的第五实施例中，空气导向元件8被设计为成形元件。即，换言之，空气导向元件8尤其是流入边缘23和/或第二分流边缘32不是基本呈直线状的边缘。因此，例如第四实施例的空气导向装置4的空气导向元件8具有包括第一弧形轮廓33、第二弧形轮廓34和第三弧形轮廓35的流入边缘23，其中，该流入边缘34设计成关于纵向轴线14是对称的。第一轮廓33和第二轮廓35被设计成关于纵向轴线14是轴向对称的或镜像对称的，而第二轮廓34设计成不同于另外两个轮廓33、35。同样，所有的轮廓33、34、35可能彼此不同，即，也可能实施成非轴向对称的。

空气导向元件8借助其在纵向上且在流入边缘23和第二分流边缘32之间延伸的外边缘37与引导元件9固定相连，使得流动通道10设计成沿纵向轴线14延伸的、两侧被限定的通道形式，其中，形成一个在纵向轴线14方向上可被流过的通道腔室36。

第四实施例的流动通道10在横向上——即，在其沿空气导向元件8的第一宽度B1的延伸方向上——被分为三个通道腔室36。即，换言之，流动通道10具有三个通道腔室，它们可以在纵向轴线14的方向上被流过。同样，可能只有两个腔室36或超过三个的腔室36。三个通道部36借助两个在纵向轴线14的方向上延伸的支座38形成。

第五实施例的空气导向元件8也具有三个通道腔室36，其中，流入边缘23和第二分流边缘32都具有明显不同于直线轮廓的轮廓，其中，它们设计成在空气动力学上被优化以造成大的下压力和机动车辆1的低空气阻力系数。

根据第五实施例的空气导向装置4在图11中以侧视图被示出，其中，在该图示中能够很清楚地看到流动通道10在其纵向延伸范围内。在此视图中尤其示出了，从底侧不可被流过且其朝向周围环境的扰流板上表面通常被设计成与车顶型线16平齐的典型车顶扰流板起，通过借助减材或材料节约的流动通道10的流动床40的设计，可以成本有效地实现本发明的空气导向装置4。

流入边缘23与斜坡边缘17之间的距离优选是空气导向元件8与引导元件9之间的距离的至少两倍大。因此，例如选择具有50mm的值的流入边缘23与斜坡边缘17之间的距离，其中可以选择具有10至20mm的值的空气导向元件8与引导元件9之间的距离。与所述距离的示例值相适配的，突出部29具有在2与5mm之间的优选值。

尤其如图2所示，在机动车辆1沿行驶方向FR运行中，空气借助本发明的空气导向装置4几乎无干扰地流过车顶18并且借助流动斜坡15被向下拉入流动通道10中，使得它被分为两股子流，其中一股子流流过上表面19，另一股子流流过流动通道10。在此，依据机动车辆1的速度使得上表面19受到由流过其的子流施加的一定的压缩力并由此产生下压力。

在流动通道10内产生的力——其是由于从出口开口12流出的空气几乎地垂直于上表面19所产生——进一步提升下压力，因为具有相应力分量的子流对应于可移动的、底侧不可被流过的常规扰流板在其安装在位时的作用。

空气导向元件8和/或引导元件9可以由塑料、碳纤维等制造。此外，它们可以具有相同的或不同的颜色设计和/或表面设计。

不局限于车身形状地使用本发明的空气导向装置4。因此它可以如图1中所示地安置在所谓的SUV车身上，也例如可以安置在所谓Coupé(双门跑车)车身还有例如在所谓Kombi(旅轿车)车身。

附图标记清单

1 机动车辆

2 机动车辆车身

3 尾部区域

4 空气导向装置

5 后桥

6 车顶后边缘

7 后挡风玻璃

8 空气导向元件

9 引导元件

10 流动通道

11 入口开口

12 出口开口

13 车辆前部

14 纵向轴线

15 流动斜坡

16 车顶型线

17 斜坡边缘

18 车顶

19 上表面

20 车辆底板

21 底面

22 流动箭头

23 流入边缘

24 转向边缘

25 外轮廓

26 侧面

27 通道流出部

28 通道流入部

29 突出部

30 外表面

31 第一分流边缘

32 第二分流边缘

33 第一轮廓

34 第二轮廓

35 第三轮廓

36 通道腔室

37 外边缘

38 支座

39 分流面

40 流动床

41 车辆纵向轴线

B1 第一宽度

B2 第二宽度

FR 行驶方向

L1 第一长度

L2 第二长度

Claims

1.一种用于机动车辆车身的空气导向装置，其中该空气导向装置（4）设置在该机动车辆车身（2）的尾部区域（3）中，并且其中该空气导向装置（4）具有带有纵向轴线（14）的空气导向元件（8），该空气导向元件容置在该空气导向装置（4）的引导元件（9）中以在该引导元件（9）与该空气导向元件（8）之间形成流动通道（10），并且其中该流动通道（10）能够从朝向该机动车辆车身（2）的车辆前部（13）形成的入口开口（11）起、经由背离该入口开口（11）形成的出口开口（12）被流动通过，其特征在于，

该空气导向装置（4）被设计成使得流动通过该流动通道（10）的空气能够基本横向于该空气导向元件（8）的外轮廓（25）地被引导流出该出口开口（12）；

该引导元件（9）的外表面（30）在该出口开口（12）处具有界定该流动通道（10）的至少第一分流边缘（31），该第一分流边缘（31）处在比该空气导向元件（8）的界定该出口开口（12）的第二分流边缘（32）更高的水平。

2.根据权利要求1所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件（8）的上表面（19）被定位成至少与该机动车辆车身（2）的车顶型线（16）的虚拟延长线齐平、或被定位在该车顶型线（16）的虚拟延长线下方。

3.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该引导元件（9）的第一分流边缘（31）在其虚拟延长部中具有相对于该空气导向元件（8）的第二分流边缘（32）的突出部（29）。

4.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该流动通道（10）被设计成从该入口开口（11）起朝向该出口开口（12）的方向至少部分地缩窄。

5.根据权利要求4所述的空气导向装置，其特征在于，

该流动通道被设计成从该入口开口（11）起朝向该出口开口（12）的方向连续地缩窄直至至少到达转向边缘（24）。

6.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件（8）被设计为成形元件。

7.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件（8）相对于其纵向轴线（14）对称地形成。

8.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向装置（4）具有至少一个通道腔室（36），其中该通道腔室（36）能够在该空气导向元件（8）的纵向轴线（14）的方向上被流动通过。

9.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件（8）借助至少一个支座（38）与该引导元件（9）相连。

10.根据权利要求1或2所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向元件（8）在其沿其纵向轴线（14）的方向延伸的外边缘（37）处与该引导元件（9）相连。

11.根据权利要求1所述的空气导向装置，其特征在于，该空气导向装置（4）被设计成使得流动通过该流动通道（10）的空气能够垂直于该空气导向元件（8）的外轮廓（25）地被引导流出该出口开口（12）。

12.一种机动车辆车身，其具有用于影响下压力和空气阻力系数的空气导向装置，其中该空气导向装置（4）是根据权利要求1至11之一形成的。