DE102004047882A1

DE102004047882A1 - Kraftfahrzeug mit einer Luftleiteinrichtung

Info

Publication number: DE102004047882A1
Application number: DE102004047882A
Authority: DE
Inventors: Christoph Zörner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Bei einem Kraftfahrzeug mit einem im Fahrzeugheck mit einem zur Bildung eines Diffusors (11) ansteigenden Unterboden (9) ist im Bereich des Diffusors (11) eine Luftleiteinrichtung (13) vorgesehen, welche sich etwa quer zur Strömungsrichtung erstreckt und bevorzugt in der zweiten Hälfte des Diffusors (11) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem im Heck zur Bildung eines Diffusors ansteigenden Unterboden und einer Luftleiteinrichtung zur Beeinflussung der Unterströmung des Kraftfahrzeuges.

Es ist seit langer Zeit bekannt, im Bereich des Unterbodens eines Kraftfahrzeuges Luftleiteinrichtungen vorzusehen. Durch diese soll die Unterströmung des Fahrzeuges verbessert werden um somit den Luftwiderstand zu reduzieren. Eingesetzt werden bspw. Frontspoiler, sog. Fersenblechspoiler, die vor der Hinterachse quer zur Strömungsrichtung vom Bodenblech abstehen oder Spoiler, die sich an die Radhäuser anschließen. Darüber hinaus werden moderne Personenkraftwagen meist so ausgeführt, dass im Fahrzeugheck der Unterboden zur Bildung eines Diffusors ansteigt. Dadurch werden ebenfalls die Strömungsverhältnisse verbessert sowie günstigere Voraussetzungen bei Fahrten in steilem Gelände mit relativ großem Böschungswinkel erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln den Luftwiderstandsbeiwert bei gattungsgemäßen Kraftfahrzeugen zu verbessern.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Luftleiteinrichtung im Bereich des Diffusors in Abstand vom Beginn des Diffusors angeordnet ist, dass die Luftleiteinrichtung etwa senkrecht von der Diffusorfläche absteht und etwa quer zur Strömungsrichtung verläuft. Versuche haben ergeben, dass sich durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausgestaltung der Luftleiteinrichtung der Luftwiderstandsbeiwert reduzieren lässt. Maßgeblich ist, dass die Luftleiteinrichtung nicht zu Beginn des Diffusors, sondern mehr in dessen Endbereich angeordnet wird. Mit abnehmendem Luftwiderstand bei der Umströmung des Fahrzeuges durch Einsatz der erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung steigt der Hinterachsauftrieb. Insofern kann festgestellt werden, dass die Reduktion des Luftwiderstandes in einen Hinterachsauftrieb umgewandelt wird.

Ein geringfügig höherer Hinterachsauftrieb ist bei vielen Karosserievarianten nicht von Nachteil, sondern vorteilhaft. So weisen Kombilimousinen aufgrund ihrer Heckform relativ viel Hinterachsabtrieb auf. Dieser Hinterachsabtrieb geht über den gewünschten Wert hinaus und wirkt sich dadurch nachteilig auf den Luftwiderstand aus. Es ist eine alte Erkenntnis, dass eine Erhöhung des Heckabtriebs den Luftwiderstandsbeiwert verschlechtert. Durch die vorgeschlagene neue Lösung wird demnach die Unterströmung des Fahrzeuges verbessert und damit verbunden der Auftrieb der Hinterachse erhöht, was bei Fahrzeugen mit einem zu hohen Hinterachsabtrieb den Luftwiderstand reduziert.

Wie bei den meisten aerodynamischen Maßnahmen, so muss auch bei der erfindungsgemäßen Lösung die optimale Lage und Ausgestaltung der Luftleiteinrichtung durch Versuche oder Rechnersimulation ermittelt werden. Wie vorstehend erwähnt, spielt die Heckform des Fahrzeuges eine wesentliche Rolle und darüber hinaus natürlich die Ausgestaltung des durch den Unterboden ausgebildeten Diffusors sowie die Bemessung und Lage der Luftleiteinrichtung.

Es hat sich als besonders wirkungsvoll herausgestellt, wenn in Strömungsrichtung gesehen die Luftleiteinrichtung innerhalb der zweiten Hälfte der Diffusorfläche angeordnet ist. Die Luftleiteinrichtung sollte jedoch am Unterboden noch vor einem Stoßfängerüberzug angeordnet sein, falls ein solcher bis an den Unterboden heranreichen sollte.

Es ist ausreichend und in den meisten Fällen besonders wirkungsvoll, wenn die Luftleiteinrichtung durch eine ebene Platte gebildet ist. Die Luftleiteinrichtung kann an einer teilweise den Unterboden des Kraftfahrzeuges bildenden Reserveradmulde angeordnet sein.

Wenn die Reserveradmulde aus Kunststoff besteht, dann ist es vorteilhaft, wenn die Luftleiteinrichtung einstückig an die Reserveradmulde angeformt ist, so dass kein zusätzlicher Montageaufwand oder Befestigungselemente benötigt werden.

Es hat sich gezeigt, dass es ausreichend ist, wenn sich bei Anordnung der Luftleiteinrichtung am Boden der Reserveradmulde die Luftleiteinrichtung annähernd über die gesamte Breite der Reserveradmulde erstreckt.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die vorgeschlagene, quer zur Strömungsrichtung angeordnete, nach unten zur Fahrbahn weisende Abstellung im Bereich eines Diffusors im Fahrzeugheck der Luftwiderstand weiter reduziert werden kann. Die Höhe und Breite der Abstellung sowie insbesondere deren Position sind an die aerodynamischen Erfordernisse anzupassen. Insbesondere bei Vollheckfahrzeugen (Kombifahrzeuge und ähnliche) und unter Berücksichtigung der Umströmung der rotierenden Fahrzeugräder wird durch die erfindungsgemäße Luftleiteinrichtung der Luftwiderstand zusätzliche verringert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen
1 in perspektivischer Darstellung den Unterboden eines Personenkraftwagens im Heckbereich mit einer dort vorgesehenen Reserveradmulde,
2 den Heckbereich des Fahrzeuges aus 1 in schematischer Seitenansicht,
3a-3d das Heck des Fahrzeuges gemäß den 1 und 2 von unten gesehen mit verschiedenen Längspositionen einer Luftleiteinrichtung und
4 ein Diagramm, welches die gemessenen Werte bei unterschiedlichen Positionen der Luftleiteinrichtung gemäß den 3a-3d wiedergibt.
Wie die 1 und 2 zeigen, ist im Heck 1 eines Personenkraftwagens 3 eine Reserveradmulde 5 vorgesehen, welche mit ihrem Boden 7 einen Teil des Unterbodens 9 des Personenkraftwagens 3 bildet.
Wie aus 2 ersichtlich, steigt im Bereich des Hecks 1 des Personenkraftwagens 3 der Unterboden 9 bzw. der Boden 7 der Reserveradmulde 5 nach hinten an, wodurch ein sogenannter Diffusor 11 entsteht. Im Bereich des Diffusors ist am Boden 7 der Reserveradmulde 5 eine Luftleiteinrichtung 13 angeordnet, die durch eine ebene Platte gebildet ist. Die Luftleiteinrichtung 13 steht etwa senkrecht vom Boden 7 der Reserveradmulde 5 ab und erstreckt sich quer zur Strömungsrichtung annähernd über die gesamte Breite des Bodens 7.
Die 3a bis 3d zeigen die Luftleiteinrichtung 13 gemäß den 1 und 2 in verschiedenen Längspositionen am Boden 7 der Reserveradmulde 5.
In 4 sind die Messergebnisse für die in den 3a bis 3d wiedergegebenen Positionen 1 bis 4 der Luftleiteinrichtung 13 angegeben. Auf der linken Ordinate des Diagramms ist die Änderung des Luftwiderstandsbeiwertes c_w, auf der rechten Ordinate die Änderung des Heckauftriebbeiwerts c_ah in Abhängigkeit von den auf der Abzisse abgetragenen Positionen angegeben.
Wie das Diagramm zeigt, bewirken die Positionen 2 bis 4 eine maßgebliche Verringerung des Luftwiderstandsbeiwertes. Daraus kann geschlossen werden, dass in Strömungsrichtung gesehen die Luftleiteinrichtung bevorzugt im Bereich der zweiten Hälfte des Diffusors 11 anzuordnen ist.
Das Diagramm zeigt gleichzeitig, dass bei den gegebenen Verhältnisses sich der Hinterachsauftriebsbeiwert beim Verschieben der Luftleiteinrichtung 13 von Position 2 in Position 3 nach hinten überproportional erhöht.

Claims

Kraftfahrzeug mit einem im Fahrzeugheck zur Bildung eines Diffusors ansteigenden Unterboden und einer Luftleiteinrichtung zur Beeinflussung der Unterströmung des Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (13) im Bereich des Diffusors (11) in Abstand vom Beginn des Diffusors (11) angeordnet ist, dass die Luftleiteinrichtung (13) etwa senkrecht von der Diffusorfläche absteht und etwa quer zur Strömungsrichtung verläuft.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung gesehen die Luftleiteinrichtung (13) innerhalb der zweiten Hälfte der Diffusorfläche angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (13) durch eine ebene Platte gebildet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (13) an einer teilweise den Unterboden (9) bildenden Reserveradmulde (5) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug mit einer aus Kunststoff bestehenden Reserveradmulde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (13) einstückig an der Reserveradmulde (5) angeformt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftleiteinrichtung (13) annähernd über die gesamte Breite der Reserveradmulde (5) erstreckt.