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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft einen Frontunterbau eines Kraftfahrzeugs.
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2. Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
wurde en herkömmlicher
Frontunterbau für
ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem ein Luftleitblech an der
Hinterkante einer unteren Abdeckung zum Erzeugen eines negativen
Drucks hinter dem Luftleitblech nach unten ragt, um die Wärmeabgabe
aus einem Motorraum zu verbessern (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 9-290773: Patentdokument 1).
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Bei
dem in Patentdokument 1 beschriebenen Kraftfahrzeug-Frontunterbau
ist jedoch das Luftleitblech an der unteren Abdeckung angeordnet
und von einem Wärmetauscher
entfernt. Mit einem möglichen Anstieg
der durch den Wärmetauscher
strömenden Luftmenge
entsteht deshalb ein Problem, dass der Punkt der negativen Druckerzeugung
durch das Luftleitblech so von dem Wärmetauscher beabstandet ist,
dass ein geringerer Anteil des erzeugten negativen Drucks effektiv
auf die Seite hinter dem Wärmetauscher
wirkt.
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In
den letzten Jahren wurde andererseits der Luftwiderstand im Wege
der Fahrzeugentwicklung wichtig. Um den Luftwiderstand zu verringern,
wurden Anstrengungen unternommen, um den Luftwiderstandskoeffizienten
zu reduzieren. Die Reduzierung des Luftwiderstandskoeffizienten
wird als ein besonders wichtiger Faktor zum Fahren mit hoher Geschwindigkeit
angesehen. Der in Patentdokument 1 beschriebene Kraftfahrzeug-Frontunterbau
bewirkt jedoch das Problem, dass, da das Luftleitblech an der unteren
Abdeckung befestigt ist, der Luftwiderstand zur Zeit des Fahrens
mit hoher Geschwindigkeit erhöht
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der oben beschriebenen Situation ist es eine Aufgabe
dieser Erfindung, einen Kraftfahrzeug-Frontunterbau zu schaffen,
der die durch den Wärmetauscher
strömende
Luftmenge vergrößern kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftfahrzeug-Frontunterbau
zu schaffen, der den Luftwiderstandskoeffizienten des Fahrzeugs
reduzieren kann, wenn es mit hoher Geschwindigkeit fährt.
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Um
die obigen Aufgaben zu lösen,
ist gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug-Frontunterbau vorgesehen,
mit Wärmetauschern
(1, 2), die in einem einen Motor (5)
enthaltenden Motorraum (5a) angeordnet sind, zum Wärmeaustausch
zwischen der hindurchströmenden
Luft und einem Wärmemedium,
einem Kühlerträger (3) mit
den daran montierten Wärmetauschern
(1, 2), und einer unteren Abdeckung (8)
zum Abdecken der unteren Seite des Motorraums (5a), wobei
der Kühlerträger (3)
ein von der unteren Abdeckung (8) senkrecht oder diagonal
zum hinteren Teil des Fahrzeugs nach unten ragendes Luftstaublech
(11) enthält.
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Mit
diesem Aufbau kann in der Nähe
der Wärmetauscher
(1, 2) immer ein negativer Druck erzeugt werden.
Ferner stehen die vorderen Fahrzeugöffnungen (9, 10)
mit dem negativen Druckerzeugungspunkt nur durch die Wärmetauscher
(1, 2) in Verbindung, und deshalb kann der erzeugte
negative Druck effektiv benutzt werden, um die durch die Wärmetauscher
(1, 2) strömende
Luftmenge zu erhöhen. Damit
kann die durch die Wärmetauscher
(1, 2) strömende
Luftmenge erhöht
werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug-Frontunterbau
vorgesehen, bei welchem das Luftstaublech (11) integral
mit dem Kühlerträger (3)
ausgebildet ist. Dies macht es möglich,
die Anzahl der Bauteile zu verringern.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug-Frontunterbau
vorgesehen, bei welchem eine zur Fahrzeugfront verlaufende Seitenplatte
(20) an jedem Querende des Luftstaublechs (11)
angeordnet ist.
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Als
Ergebnis wird verhindert, dass die Luft vor dem Fahrzeug zum Luftstaublech
(11) in Querrichtung entweichen kann, und sie kann zur
Rückseite
des Fahrzeugs geleitet werden. So kann ein erhöhter negativer Druck hinter
dem Luftstaublech (11) erzeugt werden, um dadurch die durch
die Wärmetauscher
(1, 2) strömende
Luftmenge zu erhöhen.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug-Frontunterbau
vorgesehen, bei welchem der Kühlerträger (3)
und die untere Abdeckung (8) jeweils mit einem Schlitz
(30, 31) ausgebildet sind und das Luftstaublech
(11) durch die zwei Schlitze (30, 31)
am Fahrzeug senkrecht oder diagonal zum hinteren Teil des Fahrzeugs
nach unten ragt.
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Als
Ergebnis kann das Luftstaublech (11) durch den darauf wirkenden
dynamischen Druck des Fahrens (Staudruck) nach oben geschoben werden. So
kann einerseits die durch die Wärmetauscher strömende Luftmenge
durch Vergrößern der
Luftstaublechlänge
(L) erhöht
werden, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, und
andererseits kann der Luftwiderstandskoeffizient durch Verkleinern
der Luftstaublechlänge
(L) reduziert werden, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt.
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Der „dynamische
Fahrtdruck" ist
definiert als ein durch die gegen das fahrende Fahrzeug geblasene
Luft ausgeübter
Druck.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug-Frontunterbau vorgesehen,
mit einer am oberen Ende des Luftstaublechs (11) in Querrichtung
des Fahrzeugs angeordneten Welle (40), einer an jedem Ende
der Welle (40) angeordneten Gleitführung (41), einem
Führungsloch
(44), das einen Bogen um das untere vordere Ende des Luftstaublechs
(11) mit der darin eingepassten Gleitführung (41) als Zentrum
bildet, und einem elastischen Element (45), dessen eines
Ende an der Gleitführung (41)
befestigt ist und dessen anderes Ende am hinteren Ende des Führungslochs
(44) befestigt ist, wobei mit dem Anstieg des auf das Luftstaublech
(11) ausgeübten
dynamischen Fahrtdrucks der Winkel (θ) zwischen dem Luftstaublech
(11) und der geraden Linie senkrecht zur Straßenoberfläche vergrößert wird.
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Als
Ergebnis kann der Luftstaublechwinkel (θ) entsprechend dem auf das
Luftstaublech (11) ausgeübten dynamischen Fahrtdruck
verändert
werden. Es ist deshalb möglich,
einerseits die durch die Wärmetauscher
strömende
Luftmenge durch Verkleinern des Luftstaublechwinkels (θ) zu erhöhen, wenn das
Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, und andererseits den Luftwiderstandskoeffizienten durch
Vergrößern des
Luftstaublechwinkels (θ)
zu reduzieren, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt.
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Der
Winkel (θ)
zwischen dem Luftstaublech (11) und der geraden Linie senkrecht
zur Straßenoberfläche ist
bevorzugt auf 0° bis
60°, oder
bevorzugter auf 20° bis
40° eingestellt.
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Ebenso
ist die vertikale Länge
(L) des von der unteren Abdeckung (8) nach unten ragenden Teils
des Luftstaublechs (11) vorzugsweise im Bereich von 20
mm bis 60 mm oder bevorzugter im Bereich von 25 mm bis 45 mm eingestellt.
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Die
den Namen der oben beschriebenen jeweiligen Einrichtungen hinzugefügten Bezugsziffern in
Klammern geben die Entsprechung mit den in den nachfolgend beschriebenen
Ausführungsbeispielen enthaltenen
speziellen Einrichtungen an.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
der Erfindung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht der Frontkonstruktion eines Kraftfahrzeugs gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der wesentlichen Teile des Frontunterbaus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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3 ist
ein Kennliniendiagramm der Beziehung zwischen dem Luftstaublechwinkel θ und der Geschwindigkeit
des Luftstroms durch die Wärmetauscher.
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4 ist
ein Kennliniendiagramm der Beziehung zwischen der Luftstaublechlänge L und
der Geschwindigkeit des Luftstroms durch die Wärmetauscher.
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5 ist
eine vergrößere Schnittansicht
der wesentlichen Teile des Frontunterbaus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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6 ist
eine vergrößere Schnittansicht
der wesentlichen Teile des Kraftfahrzeug-Frontunterbaus gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel.
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7 ist
eine vergrößere Schnittansicht
der wesentlichen Teile des Kraftfahrzeug-Frontunterbaus gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel.
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8 ist
eine schematische Darstellung des Luftstaublechs 11 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
aus Sicht der Fahrzeugfront.
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9 ist
eine Schnittansicht einer Winkelhaltehülse 43 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 1 bis 4 erläutert. 1 ist
eine Schnittansicht eines Kraftfahrzeug-Frontunterbaus gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
und 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der wesentlichen
Teile des Kraftfahrzeug-Frontunterbaus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Wie
in 1 dargestellt, sind ein Kondensator 1 und
ein Kühler 2 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
in einem gemeinsamen Kühlerträger 3 eingebaut
und bilden eine mit einem Lüfter 4 kombinierte
Anordnung, d.h. ein Kühlmodul.
Der Kühlerträger 3 stützt einerseits
die Ränder
des Kondensators 1 und des Kühlers 2 und leitet
andererseits die durch den Kondensator 1 und den Kühler 2 strömende Luft. Der
Kondensator 1 und der Kühler 2 werden
nachfolgend manchmal gemeinsam als Wärmetauscher 1, 2 bezeichnet.
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Der
Kondensator 1 ist ein Wärmetauscher zum
Kühlen
eines Kältemittels
durch Wärmeaustausch
zwischen dem in einem Kühlkreis
(nicht dargestellt) zirkulierenden Kältemittel und der Luft. Der Kühler 2 ist
dagegen ein Wärmetauscher
zum Kühlen des
Motorkühlwassers
durch Wärmeaustausch
zwischen dem Motorkühlwasser
und der Luft.
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Der
Kondensator 1 und der Kühler 2,
von denen die spezielle Konstruktion in 1 nicht
dargestellt ist, enthalten einen wohlbekannten Wärmetauschkernabschnitt mit
flachen Rohren und kombinierten Wellrippen sowie einen Behälterabschnitt,
der zum Verteilen und Sammeln des Kältemittels oder des Kühlwasser
zu und aus den flachen Rohren des Wärmetauschkernabschnitts funktioniert.
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Der
Behälterabschnitt
des Kondensators 1 ist normalerweise auf der linken und
der rechten Seite des Wärmetauschkernabschnitts
angeordnet. Der Behälterabschnitt
des Kühlers 2 ist
entsprechend der Form eines zur Verfügung stehenden Bauraums dagegen
an der oberen und der unteren Seite oder der linken und der rechten
Seite des Wärmetauschkernabschnitts
angeordnet.
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Der
Kühlerträger 3 hat
die Wärmetauscher 1, 2 fest
darin eingebaut und wird in manchen Dokumenten als Träger oder
Vorderwand bezeichnet. Der Kühlerträger 3 enthält einen
Wandkörper
(nicht dargestellt) in der Form eines rechtwinkligen Rahmens mit
einem horizontal verlaufenden oberen Trägerelement 3a, einem
horizontal verlaufenden unteren Trägerelement 3b und
einem vertikal verlaufenden Halteabschnitt (nicht dargestellt) zum
Verbinden der zwei Trägerelemente 3a, 3b.
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Der
Kondensator 1 ist am stromaufwärtigsten Teil (dem vordersten
Abschnitt; des Kühlerträgers 3 angeordnet,
und der Kühler 2 ist
stromab des Kondensators 1 angeordnet. Auch ist der Lüfter 4 zum Blasen
von Luft zu den Wärmetauschern 1, 2 stromab
des Kühlers 2 (auf
der stromabwärtigsten
Seite) angeordnet.
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Die
Wärmetauscher 1, 2 sind
an der Fahrzeugkarosserie durch den Kühlerträger 3 montiert. Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
sind die Wärmetauscher 1, 2 am vorderen
Endteil des Fahrzeugs und hinter einer Stoßstangenverstärkung 6 am vorderen
Ende des Motorraums 5a mit dem darin befestigten Motor 5 befestigt.
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Die
Stoßstangenverstärkung 6 ist
ein in Querrichtung verlaufendes balkenartiges Element der Fahrzeugfront
zum Absorbieren des Stoßes
von vorne des Fahrzeugfrontabschnitts und ist normalerweise aus
Metall gebildet und besitzt einen rechtwinkligen Querschnitt. Die
Querenden der Stoßstangenverstärkung 6 sind
jeweils mit einem Seitenelement (nicht dargestellt) der Karosserie
durch einen Belastungsabsorber (nicht dargestellt) verbunden. Der
Belastungsabsorber wird allgemein als Stauchbox bezeichnet und ist
durch einen Stoß leicht
verformbar.
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Eine
ein Dekorationsteil bildende Stoßstangenabdeckung 6a aus
Kunstharz ist ein der Vorderseite der Stoßstangenverstärkung 6 angeordnet.
Die Stoßstangenabdeckung 6a deckt
die Vorderseite der Stoßstangenverstärkung 6 ab.
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Die
obere Öffnung
des Motorraums 5a mit dem darin montierten Motor 1 und
dem Kühler 5 ist durch
eine ein Abdeckungselement bildende Motorhaube 7 geschlossen.
Ebenso ist im Wesentlichen der gesamte untere Teil des Motorraums 5a von
einer unteren Abdeckung 8 abgedeckt. Die untere Abdeckung 8 erstreckt
sich vor einem später
beschriebenen Luftstaublech 11.
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Fahrzeugfrontöffnungen 9, 10 sind
oberhalb bzw. unterhalb der Stoßstangenverstärkung 6 ausgebildet.
Die erste Fahrzeugfrontöffnung 9 an
der oberen Seite und die zweite Fahrzeugfrontöffnung 10 an der unteren
Seite sollen die Kühlluft
für die
Wärmetauscher 1, 2 einleiten.
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Das
nach unten ragende Luftstaublech 11 ist am hinteren Ende
des unteren Trägerelements 3b des
Kühlerträgers 3 ausgebildet.
Das Luftstaublech 11 ragt von der unteren Abdeckung 8 senkrecht
oder diagonal in einer solchen Weise nach unten, dass die Breite
des Luftpfades entlang der Unterseite des Motorraums 5a verkleinert
wird. Das Luftstaublech 11 ist integral mit dem Kühlerträger 3 ausgebildet.
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Eine Öffnung 12 ist
an der Fahrzeugrückseite
des Luftstaublechs 11 ausgebildet. Die Luft, die durch
die Wärmetauscher 1, 2 geströmt ist,
wird durch diese Öffnung 12 aus
dem Fahrzeug ausgegeben.
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Als
nächstes
wird die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Die
unter der unteren Abdeckung 8 zur Rückseite des fahrenden Fahrzeugs
strömende
Luft erzeugt einen negativen Druck an der Rückseite des Luftstaublechs 11.
Aufgrund des Differenzdrucks zwischen dem negativen Druck an dem
negativen Druckerzeugungspunkt hinter dem Luftstaublech 11 und dem
Innendruck des Motorraums 5a wird die Luft im Motorraum 5a,
d.h. die durch die Wärmetauscher 1, 2 geströmte Luft,
aus der Öffnung 12 ausgegeben.
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Wie
oben erläutert,
macht es das Vorsehen des Luftstaublechs 11 am Kühlerträger 3 möglich, in der
Nähe der
Wärmetauscher 1, 2 immer
einen negativen Druck zu erzeugen. Weiter kann in Anbetracht der
Tatsache, dass die Fahrzeugfrontöffnungen 9, 10 mit
dem negativen Druckerzeugungspunkt nur durch die Wärmetauscher 1, 2 in
Verbindung stehen, der erzeugte negative Druck effektiv benutzt
werden, um die durch die Wärmetauscher 1, 2 strömende Luftmenge
zu erhöhen.
Auf diese Weise kann die durch die Wärmetauscher 1, 2 strömende Luftmenge
erhöht
werden.
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Auch
kann das Vorsehen der unteren Abdeckung 8 vor dem Luftstaublech 11 den
Luftstrom unter dem Fahrzeugfahrgestell gleichrichten. Deshalb kann
die durch die Wärmetauscher 1, 2 strömende Luftmenge
weiter erhöht
werden.
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Ferner
kann das Vorsehen der Öffnung 12 hinter
dem Luftstaublech 11 die Ausgabefläche der durch die Wärmetauscher
geströmten
Luft vergrößern und
deshalb kann der Luftausgabewiderstand reduziert werden.
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Die
Erfinder haben die Geschwindigkeit der durch die Wärmetauscher 1, 2 strömenden Luft
bei einer Veränderung
des Winkels Θ und
der Länge
L des Luftstaublechs 11 des Frontunterbaus mit der vorgenannten
Konstruktion experimentell bestimmt.
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Zuerst
wird das Ergebnis eines Versuches erläutert, das bei Veränderung
des Luftstaublechwinkels θ ausgeführt wurde.
Der „Luftstaublechwinkel θ" ist definiert als
ein Winkel zwischen dem Luftstaublech 11 und der geraden
Linie senkrecht zur Straßenoberfläche, wie
in 2 dargestellt.
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3 ist
ein Kennliniendiagramm der Beziehung zwischen dem Luftstaublechwinkel θ und der Geschwindigkeit
der durch die Wärmetauscher 1, 2 strömenden Luft.
In 3 stellt die Ordinate den Quotienten der Luftgeschwindigkeit
durch die Wärmetauscher 1, 2 dar,
der in Abwesenheit des Luftstaublechs 11 auf 100 gesetzt
ist. Die Abszisse stellt den Luftstaublechwinkel θ dar. In 3 zeigt
die durchgezogene Linie das Ergebnis des mit dem Aufbau gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ausgeführten
Experiments, und die gestrichelte Linie das Ergebnis des mit dem
Aufbau mit dem herkömmlichen Luftstaublech,
das am hinteren Ende der unteren Abdeckung befestigt ist (nachfolgend
als die herkömmliche
Konstruktion bezeichnet) ausgeführten
Experiments.
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Wie
in 3 dargestellt, wurde bestätigt, dass der Quotient der
Geschwindigkeit der durch die Wärmetauscher 1, 2 strömenden Luft
gemäß diesem Ausführungsbeispiel
größer als
jener für
die herkömmliche
Konstruktion ist. Ebenso ist, wie aus 3 klar ist,
die Luftgeschwindigkeit durch die Wärmetauscher 1, 2 durch
Setzen des Luftstaublechwinkels θ im
Bereich von 0° bis
60° weiter
erhöht,
und noch weiter im Bereich von 20° bis
40°. Die
Luftgeschwindigkeit durch die Wärmetauscher 1, 2 ist
bei dem Luftstaublechwinkel θ von
30° maximiert.
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Um
die Menge der durch die Wärmetauscher 1, 2 strömenden Luft
zu erhöhen,
wird deshalb der Luftstaublechwinkel θ vorzugsweise im Bereich von 0° bis 60° oder bevorzugter
im Bereich von 20° bis 40° eingestellt.
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Als
nächstes
wird das Ergebnis eines Experiments erläutert, das mit der veränderten
Luftstaublechlänge
L ausgeführt
wurde. Die „Luftstaublechlänge L" ist als die vertikale
Länge des
von der unteren Abdeckung 8 nach unten ragenden Luftstaublechs 11 definiert,
wie in 2 dargestellt.
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4 ist
ein Kennliniendiagramm der Beziehung zwischen der Luftstaublechlänge L und
der Luftgeschwindigkeit durch die Wärmetauscher 1, 2. In 4 stellt
die Ordinate den Quotienten der Luftgeschwindigkeit durch die Wärmetauscher 1, 2 dar, und
er ist in Abwesenheit des Luftstaublechs 11 auf 100 gesetzt,
und die Abszisse stellt die Luftstaublechlänge L dar. In 4 zeigt
die durchgezogene Linie das Ergebnis des mit der Konstruktion gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ausgeführten
Experiments, und die gestrichelte Linie das Ergebnis des mit der
herkömmlichen
Konstruktion ausgeführten Experiments.
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Wie
in 4 dargestellt, wurde bestätigt, dass die Konstruktion
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
einen größeren Quotienten
der Luftgeschwindigkeit durch die Wärmetauscher 1, 2 als
bei der herkömmlichen
Konstruktion besitzt.
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Auch
wird, wie klar aus 4 ist, die Luftgeschwindigkeit
durch die Wärmetauscher 1, 2 durch Einstellen
der Luftstaublechlänge
L im Bereich von 20 mm bis 60 min erhöht, und durch Einstellen der Luftstaublechlänge L im
Bereich von 25 mm bis 45 mm weiter erhöht. Die Luftgeschwindigkeit
durch die Wärmetauscher 1, 2 nimmt
einen Maximalwert für eine
Luftstaublechlänge
L von 30 mm an.
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Dies
zeigt, dass die durch die Wärmetauscher 1, 2 strömende Luftmenge
durch Einstellen der Luftstaublechlänge L bevorzugt im Bereich
von 20 mm bis 60 mm und bevorzugter durch Einstellen der Luftstaublechlänge L im
Bereich von 25 mm bis 45 mm erhöht
werden kann.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Als
nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezug auf 5 erläutert. In 5 sind
Komponenten ähnlich
oder identisch zu den im ersten Ausführungsbeispiel dargestellten
jeweils mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, und sie werden
nicht nochmals beschrieben.
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der wesentlichen Teile des Kraftfahrzeug-Frontunterbaus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
in 5 dargestellt, ist eine sich zum vorderen Ende
des Fahrzeugs erstreckende Seitenplatte 20 an jedem Querende
des Luftstaublechs 11 angeordnet. Die Seitenplatten 20 sind
in der Richtung senkrecht zur Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet.
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Als
Ergebnis wird verhindert, dass die von vorne des Fahrzeugs auf das
Luftstaublech 11 treffende Luft in der Querrichtung entweicht,
und sie kann nach hinten geleitet werden. Damit kann ein größerer negativer
Druck an der Rückseite
des Luftstaublechs 11 erzeugt werden, wodurch die Menge der
durch die Wärmetauscher 1, 2 strömenden Luft erhöht werden
kann.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Als
nächstes
wird ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezug auf 6 erläutert. Die
Komponenten ähnlich
oder identisch zu jenen im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
sind jeweils durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und
werden nicht nochmals beschrieben.
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6 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der wesentlichen Teile des KraftfahrzeugFrontunterbaus gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 6 dargestellt, sind der untere
Teil 3b des Kühlerträgers 3 und
die untere Abdeckung 8 mit Schlitzen 30 bzw. 31 ausgebildet.
Das Luftstaublech 11 ragt durch die Doppelschlitze 30, 31 nach
unten.
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Der
Teil der Doppelschlitze 30, 31 in Kontakt mit
dem Luftstaublech 11 und der Teil des von der unteren Abdeckung 8 nach
unten ragenden Luftstaublechs 11 sind konisch verjüngt.
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Ein
Sicherungselement 32 ist am oberen Ende des Luftstaublechs 11 angeordnet,
um ein vollständiges
Herausfallen des Luftstaublechs 11 aus den Doppelschlitzen
zu verhindern.
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Bei
dieser Konstruktion wird das Luftstaublech 11 durch den
auf das Luftstaublech 11 wirkenden dynamischen Fahrtdruck
(Staudruck) nach oben geschoben und so kann die Länge L des
Luftstaublechs 11 eingestellt werden. Ebenso kann die Beziehung
zwischen dem auf das Luftstaublech 11 wirkenden dynamischen
Fahrtdruck und der Luftstaublechlänge L durch die Masse des Sicherungselements 32 eingestellt
werden.
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Als
nächstes
wird die Funktionsweise des dritten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Zunächst (bei
einer Fahrzeuggeschwindigkeit Null) ist das Luftstaublech 11 auf
die optimale Länge
(30 mm in diesem Ausführungsbeispiel)
gesetzt. Mit größer werdender
Fahrzeuggeschwindigkeit wird der auf das Luftstaublech 11 wirkende
dynamische Fahrtdruck größer, sodass
das Luftstaublech 11 allmählich nach oben gleitet. Als
Ergebnis wird die Länge
L des Luftstaublechs 11 allmählich reduziert.
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Wie
oben erläutert,
wird das Luftstaublech 11 unter dem darauf wirkenden dynamischen
Fahrtdruck nach oben geschoben. Bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit
ist deshalb die Luftstaublechlänge
L für eine
größere Menge
der durch die Wärmetauscher 1, 2 strömenden Luft
erhöht,
während
bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit die Luftstaublechlänge L zum
Reduzieren des Luftwiderstandskoeffizienten verkürzt ist.
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Ebenso
erleichtert die konisch verjüngte Form
des unter die untere Abdeckung 8 ragenden Abschnitts des
Luftstaublechs 11 das Gleiten des Luftstaublechs 11 in
den Schlitzen 30, 31.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Als
nächstes
wird ein viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezug 7 bis 9 erläutert. Die
Komponenten ähnlich
oder identisch zu jenen im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
sind jeweils durch die gleichen Bezugeziffern gekennzeichnet, und
sie werden nicht nochmals beschrieben.
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7 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der wesentlichen Teile des Kraftfahrzeug-Frontunterbaus gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und 8 ist eine schematische Darstellung des
Luftstaublechs 11 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
aus Sicht der Fahrzeugfront.
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Wie
in 7, 8 dargestellt, ist gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
eine Welle 40 an der oberen Seite des Luftstaublechs 11 in
Querrichtung im Fahrzeug angeordnet. Eine Gleitführung 41 zum Verhindern
des Herunterfallens des Luftstaublechs 11 von der Welle 40 ist
an jedem Ende der Welle 40 angeordnet. Ein Verbindungselement 42 ist
an jeder Querseite zwischen das Luftstaublech 11 und die
Gleitführung 41 gesetzt.
Der untere Teil des Verbindungselements 42 steht mit der
Welle 40 in Verbindung. Mit anderen Worten sind das Luftstaublech 11 und
jedes Verbindungselement 42 miteinander durch die Welle 40 verbunden.
Auch ist das Verbindungselement 42 in eine Winkelhaltehülse 43 eingesetzt.
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9 ist
eine Schnittansicht der Winkelhaltehülse 43 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel. Wie
in 9 dargestellt, besitzt die Winkelhaltehülse 43 ein
Paar von Winkelhalterungen 43a. Das Verbindungselement 42 kann
durch Einsetzen zwischen die Winkelhalterungen 43a in der
vertikalen Richtung frei bewegt werden, während es gleichzeitig in seinem Neigungswinkel
eingeschränkt
ist.
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Zurück zu 7 ist
der Kühlerträger 3 mit
einem Führungsloch 44 ausgebildet,
in das die Gleitführung 41 eingepasst
ist. In 7 ist der Kühlerträger 3 nicht dargestellt.
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Das
Führungsloch 44 ist
in einem Bogen um das untere Ende des Luftstaublechs 11 als
Zentrum in einer solchen Weise ausgebildet, dass die Luftstaublechlänge L nicht
verändert
wird, sondern der Luftstaublechwinkel θ verändert wird. Auch besitzt das
untere Ende des Führungslochs 44 einen äußeren Bogenabschnitt 44a,
der von dem Bogen nach außen
(zur Vorderseite des Fahrzeugs) versetzt ist, um die Länge L des
Luftstaublechs 11 bei einem sehr großen dynamischen Fahrtdruck
(sehr hohe Fahrzeuggeschwindigkeit) zu verkürzen.
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Eine
Schraubenfeder 45 ist in dem Führungsloch 44 angeordnet.
Ein Ende der Schraubenfeder 45 ist an der Gleitführung 41 befestigt,
und ihr anderes Ende am hinteren Ende des Innern des Führungslochs 44.
Das Luftstaublech 11 wird durch die Schraubenfeder 45 zur
Rückseite
des Fahrzeugs gedrückt.
Die Schraubenfeder 45 entspricht dem elastischen Element
gemäß der Erfindung.
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Ein
Anschlag 46 ist an dem Kühlerträger (nicht dargestellt) angeordnet,
sodass der Luftstaublechwinkel θ nicht
auf weniger als einen vorbestimmten Winkel (30° in diesem Ausführungsbeispiel)
reduziert wird.
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Dieser
Aufbau macht es möglich,
den Luftstaublechwinkel θ mit
dem auf das Luftstaublech 11 wirkenden dynamischen Fahrtdruck
zu verändern. Auch
kann die Beziehung zwischen dem auf das Luftstaublech 11 wirkenden
dynamischen Fahrtdruck und dem Luftstaublechwinkel θ durch geeignetes Auswählen der
Federkonstanten der Schraubenfeder 45 eingestellt werden.
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Als
nächstes
wird die Funktionsweise des vierten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Bis
zu einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (35 km/h
in diesem Ausführungsbeispiel)
ist die Druckkraft der Schraubenfeder 45 größer als
der auf das Luftstaublech 11 wirkende dynamische Fahrtdruck,
und der Luftstaublechwinkel θ wird
auf 30° gehalten.
Mit dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit über das vorbestimmte Niveau
steigt der auf das Luftstaublech 11 wirkende dynamische Fahrtdruck über die
Druckkraft der Schraubenfeder 45, was in einem vergrößerten Luftstaublechwinkel θ resultiert.
Mit einem weiteren Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit macht die
Gleitführung 41 ihren
Weg in den äußeren Bogenabschnitt 44a und
verkürzt
die Länge
L des Luftstaublechs 11.
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Wie
oben beschrieben, kann der Luftstaublechwinkel θ entsprechend dem auf das Luftstaublech 11 wirkenden
dynamischen Fahrtdruck verändert
werden. Insbesondere kann die durch die Wärmetauscher 1, 2 strömende Luftmenge
durch Verkleinern des Luftstaublechwinkels θ bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht
werden, während
der Luftwiderstandskoeffizient durch Vergrößern des Luftstaublechwinkels θ bei hoher
Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert werden kann.
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Ferner
kann bei einer sehr hohen Fahrzeuggeschwindigkeit der Luftwiderstandskoeffizient
durch Verkürzen
der Länge
L des Luftstaublechs 11 weiter reduziert werden.
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Während die
Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele zu Veranschaulichungszwecken
beschrieben worden ist, sollte es offensichtlich sein, dass zahlreiche
Modifikationen daran durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne das
Grundkonzept und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.