DE10141942A1 - System zur Erzeugung von Abtrieb bei Landfahrzeugen deren Motorenenergie durch das "Kraftübertragungssystem für Landfahrzeuge" auf die Räder geleitet wird - Google Patents

Abstract

In Verbindung mit dem "Kraftübertragungssystem für Landfahrzeuge" kann ein Landfahrzeug gebaut werden, das mit mehr als seinem Eigengewicht auf den Boden gedrückt wird. DOLLAR A Basis des Systems ist das Kraftübertragungssystem für Landfahrzeuge. Die Abströmkanäle aus den Luftturbinen werden vereinigt und münden im Unterboden durch eine Öffnung ins Freie. An dieser Öffnung ist ein Leitblech (1) angeordnet, das zusammen mit dem Unterboden einen Spalt (2) bildet und die Luft radial entlang des Unterbodens von dieser Öffnung abströmen lässt. Am gesamten Unterboden ist glattes, schalldämmendes Material (3) angebracht. Die Spaltweite, die das Blech mit dem Unterboden bildet, ist beim bedarfsorientiert auf den Boden gedrückten Fahrzeug so ausgelegt, dass sich vor diesem kein Rückstau bildet, der zu einer Beschleunigung der Abluft über den Spalt hinausführen würde, wenn die Luft die Turbinen durchströmt hat. Besteht nun Antriebsbedarf, dann werden die aus dem "Kraftübettragungssystem..." bekannten Bypassventile geöffnet, nun liegt am Spalt zwischen dem Leitblech und dem Unterboden Druck an, der zu einer Beschleunigung der Luft über den Spalt hinausführt. Wählt man die Spaltweite enger, dann bildet sich vor diesem dauerhaft oder ab einem gewissen Durchsetz ein Rückstau. Insbesondere bei dauerhaft auf den Boden gedrückten Fahrzeugen kann es sinnvoll sein, am Fahrzeugumfang, außer der Fahrzeugfront, Leitbleche (4) anzubringen, die den größten Teil der vom Unterboden wegströmenden Luft ...

Description

• Gegenwärtige Landkraftfahrzeuge haben den Nachteil, das sie in erster Linie nur mit ihrem Eigengewicht auf die Strasse gedrückt werden. Diese Tatsache stellt für die Sicherheit gegenwärtiger Kraftfahrzeuge eine schwere Einschränkung dar.
• Die Sicherheitsrelevanten Grössen eines Kraftfahrzeuges sind insbesondere maximale Verzögerung und maximale Querbeschleunigung. Diese Grössen sind hauptsächlich von der Haftreibung zwischen Reifen und Strasse und dessen Verhältnis zur Masse des Fahrzeuges abhängig. Die Haftreibung eines nur mit seinem Eigengewicht auf den Boden gedrücken Fahrzeug erhöht sich linear mit dem Gewicht des Fahrzeuges was zur Folge hat, dass mehr Reibung im selben Verhältnis auch mehr zu verzögernde Masse bewirkt. Eine Erhöhung der Masse des Fahrzeuges ist hat folglich keinen Einfluss auf die sicherheitsrelevanten Grössen Verzögerung und maximale Querbeschleunigung. Will man die Haftreibung zwischen Reifen und Strasse erhöhen ohne die Masse zu erhöhen, so ist man gezwungen andere Wege zu gehen.
• Die Erzeugung von Abtrieb durch das "Hydrodynamische Paradoxon" ist aus DE 41 10 750 A1 bekannt. Das hydrodynamische Paradoxon ist zur Erhöhung der Sicherheit des Strassenverkehrs jedoch nicht geeignet, da das abtrieberzeugende Gas den Boden berührt; dies hat zur Folge, das auf dem Boden liegende Gegenstände sowie Regenwasser, Splitt usw. vom Fahrzeug weggeblasen wird, wodurch sich eine Gefahr für die Umgebung beziehungweise eine Einschränkung der Sichtverhältnisse ergibt.
• Die vorliegende Erfindung stellt sich im Groben so dar, dass die vortriebserzeugende Luft aus Az. 101 38 605.2 durch eine oder mehrere Öffnungen am Unterboden ins Freie geleitet wird. An dieser (diesen) Öffnung(en) ist ein (sind) Leitblech(e) angebracht das (die) mit dem Unterboden einen Spalt bildet der die austretende Luft beschleunigt, und entlang des Unterbodens vom Fahrzeug wegleitet.
• Fig. 1 stellt die Ansicht eines erfindungsgemässen Unterbodens dar. Es ist ersichtlich, dass Luft mit hoher Geschwindigkeit radial entlang des Unterbodens aus einer Öffnung in diesem austritt. Diese Luft ist die aus Az. 101 38 605.2 bekannte vortrieberzeugende Luft und diese Öffnung ist das Ende des aus Az. 101 38 605.2 bekannten Abströmkanales. Am Austritt der Luft in den Unterboden ist ein Leitblech (1) angebracht, dass mit dem Unterboden einen Spalt (2) bildet, in diesem Spalt wird die austretende Luft beschleunigt und entlang des Unterbodens vom Fahrzeug weggeleitet. (3) ist glattes schalldämmendes Material, das am Unterboden angebracht ist. (4) sind Umfangsleitbleche die entlang des Unterbodens strömende Luft grösstenteils nach oben umleiten soll. Es wird darauf hingewiesen, das die Anordnung, eine Öffnung mit radialer Abströmung dieser Figur nur als Beispiel einer möglichen Anordnung zu verstehen ist.
• Fig. 2 dient zur Verdeutlichung des Weges der Luft im Inneren des Fahrzeuges ab dem Abströmkanal, sowie der Entstehung des in Fig. 1 sichtbaren Spaltes. Fig. 2 ist wieder als Beispiel zu verstehen.
• In Fig. 3 ist eine Profilanornung für die Fahrzeugfront dargestellt, sie soll das Einströmen von Fahrtwind in den Raum zwischen Unterboden und Boden dämpfen.
• Fig. 4 stellt eine ähnliche Profilanordnung wie Fig. 3 dar. In Fig. 4 ist die aus Fig. 3 bekannte Profilanordnung um einen Kanal erweitert. Dieser unterstützt durch die gegen die Fahrtrichtung strömende abtrieberzeugende Luft das Evakuieren der in den Raum zwischen Unterboden und Boden einströmenden Luft.
Erklärung des Funktionsprinzip
• In Fig. 1 ist eine Anicht des Unterbodens gezeigt, es wird angenommen, dass es die Ansicht des Unterbodens des Allrad-PKW aus Az. 101 38 605.2 ist. (1) ist ein Leitblech, dass an der Mündung des aus Az. 101 38 605.2 bekannten Abströmkanales angebracht ist. Es wird zwischen bedarfsorientiert und dauerhaft auf den Boden gedrückten Fahrzeugen unterschieden, es wird angenommen, dass es sich bei dem in Az. 101 30 605.2 dargestellten Allrad-PKW um ein bedarfsorientiert auf den Boden gedrücktes Fahrzeug handelt. Die Mündung des Abströmkanales in den Unterboden mit diesem Leitblech wird im Folgenden als Öffnung bezeichnet. Die aus dieser Öffnung stömende Luft wird radial entlang des Fahrzeugunterbodens vom Fahrzeug wegleitet. (2) ist der von diesem Leitblech mit Unterboden gebildete Spalt. Dieser Spalt beschleunigt die durch ihn strömende Luft nur, wenn sich vor diesem ein Rückstau bildet.
• Bei bedarfsorientiert auf den Boden gedrückten Fahrzeugen ist der Spalt den das Leitblech mit dem Unterboden bildet so gross ausgelegt, dass sich vor diesem kein Rückstau bildet, wenn die Luft die aus Az. 101 38 605.2 bekannten Turbinen durchströmt hat wenn also die Luft die Turbinen durchströmt, dann hat die Luft vor und nach dem Spalt den selben Druck, die selbe Temperatur und das selbe spezifische Volumen. Besteht abtriebsbedarf, dann werden die aus Az. 101 38 605.2 bekannten Bypassventile vor den Turbinen geöffnet. Nun liegt am Spalt zwischen Leitblech und Unterboden Druck an, was zur Folge hat, dass die Luft im Spalt beschleunigt wird und die resultierende hohe Geschwindigkeit im Spalt über den Spalt hinaus gehalten werden kann. Nach Bernoulli sinkt in einem Gas das in einer Düse beschleunigt wird der statische Druck zugunsten des dynamischen Druckes; der vom Leitblech mit dem Unterboden gebildete Spalt ist nichts anderes als die enge Mündung einer besonders geformten Düse; dies wird in Fig. 2 hervorgehoben. Ist also vor dem Spalt ein Rückstau vorhanden, dann wird die Luft im Spalt beschleunigt, und kann die resultierende hohe Geschwindigkeit über den Spalt hinaus halten, folglich strömt Luft mit einem niedrigen statischen Druck am Unterboden entlang, was zur Folge hat, dass das Fahrzeug durch die Umgebungsluft auf den Boden gedrückt wird.
• Mit den Bypassventilen lässt sich nicht nur der Abtrieb an sich ein- und ausschalten, mit ihnen kann auch die Stärke des Abtriebs - zu Lasten des Vortiebs - je nach Öffnungsweite stufenlos gesteuert werden.
• Da die Abtriebsenergie im Grunde Motorenergie ist, ist dauerhafter Abtrieb nur sinnvoll bei sehr leistungsstarken Sportwägen, sowie bei Fahrzeugen, bei denen zusätzlicher Abtrieb wertvoll sein kann (Zugmaschinen, Autokräne, Geländefahrzeuge).
• Bei dauerhaft auf den Boden gedrückten Fahrzeugen ist der Spalt den das Leitblech mit dem Unterboden so eng gewählt, das sich vor diesem dauerhaft oder ab einem gewissen Durchsatz ein Rückstau bildet. Die Bypassventile sind trotzdem sinnvoll, da die abtrieberzeugende Luft in erster Linie Vortrieb erzeugen soll; folglich kann dieser Luft nicht die volle Energie im Spalt entzogen werden, da dann kein Vortrieb mehr entstehen würde, der volle vom Motor erzeugbare Abtrieb kann allerdings situationsbedingt erforderlich sein, und dieser kann nur erzeugt werden, wenn am Spalt der volle vom Verdichter erzeugte Druck anliegt. Dies kann nur durch Öffnen der Bypassventile sichergestellt werden.
• In Az. 101 38 605.2 ist erwähnt, dass die Motorabgase in den Abströmkanal eingeleitet werden können, ist dieses Kraftübertragungssystem jedoch mit diesem System zur Erzeugung von Abtrieb gekoppelt, dann dürfen die Abgase nicht in den Abströmkanal der Luftturbinen geleitet werden, da in diesem Fall der im Abströmkanal herschende hohe Druck bei geöffeten Bypassventilen eine Leistungseinbuse für den Motor darstellen würde, welche die Stärke des Erzeugbaren Abtriebs vermindern würde.
• Am Unterboden ist beim bedarfsorientiert und beim dauerhaft auf den Boden gedrückten Fahrzeug glattes schalldämmendes Material angebracht (3), diese Material soll der Abtrieberzeugenden Luft einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen, ausserdem soll es den durch das Öffnen der Bypassventile entstehenden Lärm dämpfen und nicht zuletzt dient es als Unterbodenschutz.
• Es wird darauf hingewiesen, dass nicht zwangsläufig die Luft aller Turbinen das Fahrzeug über eine der erfingungsgemäsen Öffnung verlassen muss, es ist auch möglich die Luft der Abströmkanäle der Turbinen einer Fahrzeugseite oder einer Antriebsachse auf jeweils eine Öffnung zu leiten, weiterhin kann auch die Luft einer jeden Tubine durch jeweils eine Öffnung ins Freie geleitet werden. Ausserdem muss die Luft aus der (den) Öffnunge(en) nicht radial abströmen, sondern sie kann auch ausschliesslich oder hauptsächlich in eine bestimmte Richtung von der (den) Öffnung(en) wegströmen.
• Je nach Anordnung der Öffnungen und - wenn vorhanden - Hauptströmungsrichtung aus diesen Öffnungen kann es insbesondere beim dauerhaft auf den Boden gedrückten Fahrzeug notwendig sein, dass das einströmen von Fahrtwind in den Unterboden gedämpft werden muss.
• Zu diesem Zweck kann an der Fahrzeugfront eine Profilanordnung wie sie in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist angebracht werden.
• In Fig. 3 bilden Profile mit der Oberfläche des Motorraumes zwei Kanäle, von denen Kanal A in Fahrtrichtung offen ist, sich gegen die Fahrtrichtung verjüngt und anschliessend wieder erweitert, um dann an der Oberseite des Motorraumes ins Freie zu münden. An der engsten Stelle des Kanales A mündet der zum Boden hin offene Kanal B in diesen, die Wände des Kanales B sind in etwa parallel. Auf der Strecke die der zwischen dem Unterboden und dem Boden einströmende Fahrtwind zwischen dem Eintritt in den Unterboden und dem beginn des Kanales B zurücklegt, kann ihm durch eine kantig und abgesetze Oberflächengestaltung auf dieser Unterbodenstrecke Energie entzogen werden.
• Fährt das Fahrzeug vorwärts, dann strömt Fahrtwind in den Kanal A, durch die Verengung dieses Kanales wird sie beschleunigt, wodurch ihr statischer Druck unter den des statischen Druckes in Kanal B sinkt. Dadurch evakuiert Kanal A durch Kanal B die zwischen Unterboden und Boden einströmende Luft nach dem Vergaserprinzip.
• Fig. 4 stellt eine ähnliche Profilanordung dar. In Fig. 4 ist die aus Fig. 3 bekannte Profilanordnung um den Kanal C erweitert, dieser leitet den grössten Teil der durch die Öffnungen aus dem Unterboden austretenden und gegen die Fahrtrichtung strömenden Luft nach oben um und mündet kurz nach der Mündung des Kanales B in den Kanal A wobei seine Stömungsrichtung nun mit der Stömungsrichtung in Kanal A übereinstimmt. Kanal A evakuiert wie in Fig. 3 den Kanal B, zusätzlich evakuiert auch Kanal C Kanal B, da die aus dem Unterboden austretende und gegen die Fahrtrichtung strömende Luft einen niedrigeren statischen Druck hat, als die Luft in Kanal B, ein Teil der aus dem Unterboden austretenden und gegen die Fahrtrichtung strömdenden Luft staut sich mit dem entgegenkommendem Fahrtwind in Höhe des Kanales B, der Rest durchströmt Kanal C und gelangt damit in den Kanal A, der gerade Kanal B evakuiert hat. Da die Mündung des Kanales C im Kanal A so gestaltet ist das die Strömungsrichtung der aus Kanal C austretenden Luft mit der in Kanal A vorliegenden Luftströmung übereinstimmt beschleunigt Kanal C das Luftgemisch aus Kanal A und Kanal B, folglich evakuiert Kanal C die Luft aus Kanal B indirekt nach dem Prinzip einer Luftstrahlpumpe.
• Es wird darauf hingewiesen, das diese Kanäle unterbrochen werden können solange Kanal B zum Boden hin nicht unterbrochen wird.
• Insbesondere bei dauerhaft auf den Boden gedrückten Fahrzeugen kann es weiterhin notwendig sein das eine Berührung der abtrieberzeugenden Luft mit dem Boden auch in Entfernung vom Fahrzeug verhindert werden muss, dies wird durch die Umlenkung eines Grossteiles dieser Strömung nach oben am Fahrzeugumfang erreicht. Deshalb sind in Fig. 1 am Fahrzeugumfang ausser an der Fahrzeugfront (hier wird die Strömung durch die aus Fig. 3 oder Fig. 4 bekannte Profilanordnung nach oben umgeleitet) Leitbleche (3) angeordnet. Der von diesen Leitblechen mit der Fahrzeugoberfläche gebildete Kanal ist im Idealfall als Diffusor ausgelegt, da dann die Verzögerung der Strömung nicht nur durch die Durchmischung mit Umgebungsluft erreicht wird; also entfernt vom Fahrzeug, sondern - durch die verzögernd wirkende Eigenart des Diffusors - schon am Fahrzeug verzögert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass beim bedarfsorientiert auf den Boden gedrückten Fahrzeug auf diese Leitbleche, sowie auf die aus Fig. 3 und Fig. 4 bekannten Profilanordnungen verzichtet werden kann.

Claims (10)

1. Abtrieberzeugung beim Landfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass Luft mit hoher Geschwindigkeit aus einer von einem Leitblech mit dem Unterboden gebildeten Düse am Unterboden ausströmt, und anschliessend mit dieser hohen Geschwindigkeit am Unterboden entlang vom Fahrzeug wegströmt.

2. Abtrieberzeugung beim Landfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass Luft mit hoher Geschwindigkeit aus mehreren von jeweils einem Leitblech mit dem Unterboden gebildeten Düsen ausströmt, und anschliessend mit dieser hohen Geschwindigkeit am Unterboden entlang vom Fahrzeug wegströmt.

3. Abströmung der durch Anspruch 1 oder Anspruch 2 gekennzeichneten Luft aus der oder den Düsen, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft aus der oder den Düsen radial entlang des Unterbodens abströmt.

4. Abströmung der durch Anspruch 1 oder Anspruch 2 gekennzeichneten Luft aus der oder den Düsen, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft von der oder den Düsen hauptsächlich oder ausschliesslich in einer bestimmten Richtung entlang des Unterbodens abströmt.

5. Anordnung der durch Anspruch 1 gekennzeichneten Düse, dadurch gekennzeichnet, das die Düse am Ende der aus Az. 101 38 605.2 bekannten Abströmkanäle angeordnet ist, und von der Luft aus dem Abströmkanal durchströmt wird.

6. Anordnung der durch Anspruch 2 gekennzeichneten Düsen, dadurch gekennzeichnet, das jeweils eine Düse am Ende eines jeden aus Az. 101 38 605.2 bekannten Abströmkanales angeordnet ist und von der Luft aus dem jeweiligen Abströmkanal durchströmt werden.

7. Auslegung der Weite des nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichneten von dem oder den Leitblechen mit dem Unterboden gebildeten Spaltes oder der Spalten, in Verbindung mit der aus den Ansprüchen 5 oder 6 bekannten Anordnung der Düsen; dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite und damit engste Stelle der Düse so gross gewählt ist, das sich vor diesem kein Rückstau bildet der zu einer Beschleunigung der Luft über die Düse hinaus fuhren würde, wenn die Luft die aus Az. 101 38 605.2 bekannten Turbinen durchströmt hat; so das die Düsen nur mit Druck beaufschlagt werden, der zu einer Beschleunigung der Luft über den Spalt hinaus führt, wenn die aus Az. 101 38 605.2 bekannten Bypassventile geöffnet werden und damit die Energie der aus Az. 101 38 605.2 bekannten Antriebsluft nicht in den Turbinen in Vortrieb umgewandelt wird, sondern in den Düsen in die Energieform schnelle Luftströmung niedrigen statischen Druckes.

8. Anordnung von Leitblechen am Fahrzeugumfang ausser der Fahrzeugfront, dadurch gekennzeichnet, dass sie die vom Fahrzeug wegströmende nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnete Luft nach oben umleiten.

9. Profilanordnung für die Fahrzeugfront, dadurch gekennzeichnet, das Profile mit der Oberfläche des Motorraumes zwei Kanäle bilden, von denen einer in Fahrrichtung offen ist, sich gegen die Fahrtrichtung verjüngt, anschliessend wieder erweitert um dann an der Oberseite des Fahrzeuges wieder ins Freie zu münden. Der andere Kanal verbindet die engste Stelle des ersten Kanales mit dem vorderen Teil des Unterbodens. Die Wände des zum Unterbaden hin offen Kanales sind in etwa parallel.

10. Profilanordnung für die Fahrzeugfront, dadurch gekennzeichnet, dass Profile mit er Oberfläche des Motorraumes drei Kanäle bilden, von denen einer in Fahrtrichtung offen ist, sich gegen die Fahrtrichtung verjüngt und anschliessend wieder erweitert, um dann an der Oberseite des Fahrzeuges wieder ins Freie zu münden. Ein zweiter Kanal verbindet die engste Stelle des ersten Kanales mit dem vorderen Teil des Unterbodens. Ein dritter Kanal verläuft hinter dem zweiten Kanal und leitet den Teil der durch Anspruch 1 und 2 gekennzeichneten Luft der am Unterboden entlang gegen die Fahrtrichtung strömt nach oben um in den ersten Kanal, der dritte Kanal mündet an einer Stelle in den ersten Kanal bei der dieser den zweiten Kanal bereits evakuiert hat. Der dritte Kanal ist so geformt, dass er die Strömungsrichtung der gegen die Fahrtrichtung am Unterboden entlang strömenden Luft umkehrt, so das die Strömungsrichtung der Luft im dritten Kanal an ihrer Mündung in den ersten Kanal mit der Strömungsrichtung in diesem übereinstimmt. Die Wände des zweiten und des dritten Kanales sind in etwa parallel.