DE102009040678B4

DE102009040678B4 - Kraftwagen mit einer Luftleiteinrichtung

Info

Publication number: DE102009040678B4
Application number: DE102009040678.6A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Patrick (FH) Höfer; Dr. Waeschle Alexander
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: DE102009040678A1

Abstract

Kraftwagen mit einer Luftleiteinrichtung, welche einen im Bereich vor einem korrespondierenden Rad (15) angeordneten Radspoiler (12) umfasst, welcher in seiner Einbaulage gegenüber einem angrenzenden Unterbodenbereich des Kraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten absteht und welcher an seiner nach unten gewandten Seite eine Luftleitkante (18) aufweist, welche zumindest in einem Längenbereich (20) ungerade ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitkante (18) in dem ungeraden Längenbereich (20) eine Mehrzahl von Erhebungen (24) und/oder Vertiefungen (26) aufweist, und dass der ungerade Längenbereich (20) der Luftleitkante (18) - in der Einbaulage des Radspoilers (12) und in Strömungsrichtung gesehen - außer Überdeckung mit dem korrespondierenden, in Geradeausstellung befindlichen Rad (15) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Luftleiteinrichtung, welche einen im Bereich vor einem korrespondierenden Rad angeordneten Radspoiler aufweist, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Radspoiler werden in vielen Fahrzeugen in Form von Staulippen eingesetzt, um die Umströmung der - in Strömungsrichtung gesehen - der dahinterliegenden, sich drehenden Räder und die Durchströmung durch die Radhäuser gezielt zu beeinflussen, so dass sich ein verringerter Luftwiderstandsbeiwert in Fahrtrichtung ergibt. Deren Nachteil besteht in der relativ großen Fläche, welche Staulippen in den Wind stellen. Der sich bildende Druck auf diesen Flächen wirkt als Strömungs- und somit als Fahrwiderstand, was die Wirkung dieser Bauteile verringert. An der seitlichen Umströmung der Staulippen kann Wirbelbildung zu zusätzlichem Luftwiderstand führen.
Aus der DE 10 2007 045 004 A1 ist bereits eine solche Luftleiteinrichtung für einen Kraftwagen bekannt. Diese Luftleiteinrichtung weist zusätzlich zu einem vor einem Rad angeordneten Radspoiler in Form einer Staulippe, welche vom Unterbodenbereich des Fahrzeugs nach unten absteht, eine Leitfinne auf, welche an den Radspoiler angrenzt, in Fahrzeuglängsrichtung in einer Vertikalebene verläuft und sich in einem Bereich vor dem Radspoiler erstreckt.
Aus der gattungsbildenden DE 10 2004 061 835 A1 geht ein Kraftwagen mit einer Luftleiteinrichtung hervor, welche einen Radspoiler aufweist, welcher auf seiner radabgewandten Vorderseite einen bauchigen Luftleitkörper aufweist, an dessen freien Endbereich eine umlaufende, auch als Abrisskante bezeichnete Luftleitkante vorgesehen ist, die - der Kontur des Luftleitkörpers folgend - einen ungeraden Verlauf aufweist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftwagen mit einer Luftleiteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher der Luftwiderstandsbeiwert und somit der Fahrwiderstand des Kraftwagens reduziert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftwagen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dieser weist eine Luftleiteinrichtung mit einem im Bereich vor einem korrespondierenden Rad angeordneten Radspoiler auf, welcher in seiner Einbaulage gegenüber einem angrenzenden Unterbodenbereich des Kraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten absteht und welcher an seiner nach unten gewandten Seite eine zumindest in einem Längenbereich ungerade ausgebildete Luftleitkante aufweist. Mit anderen Worten ist eine Luftleiteinrichtung für einen Kraftwagen mit einem Radspoiler vorgesehen, welcher vor einem Rad des Kraftwagens angeordnet ist, dessen nach unten gewandte Luftleitkante einen Längenbereich aufweist, welcher nicht-linear ausgebildet ist. Der Kraftwagen zeichnet sich dadurch aus, dass die Luftleitkante in dem ungeraden Längenbereich eine Mehrzahl von Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist. Eine derart ausgebildete Luftleitkante stabilisiert die Scherschicht zwischen einer langsameren Radhausströmung und einer energiereichen Unterbodenströmung. Die Unterbodenströmung kann in diesem Längenbereich durch die ungerade ausgebildete Luftleitkante umgelenkt und so lokal beschleunigt werden. Durch diesen Effekt wird die Scherschicht in ihrer Lauflänge entlang des Radhauses weniger weit auffächern, weshalb die Unterbodenströmung von der Hinterkante des Radhauses abgeschirmt wird. Die Unterbodenströmung kann dadurch mit weniger Strömungsverlust am Radhaus vorbei strömen. Der Massenstrom der in das Radhaus eintretenden Luft wird somit durch diesen Längenbereich mit ungerade ausgebildeter Luftleitkante reduziert, wodurch sich der Luftwiderstand beim Austritt der Luft aus dem Radhaus ebenso reduziert.
Diese Erhebungen und/oder Vertiefungen können beispielsweise in Form von Stufen, Zacken oder Rundungen ausgebildet sein. Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Erhebungen und/oder Vertiefungen jeweils gleichförmig gestaltet sind. Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch möglich, die Erhebungen und/oder Vertiefungen ungleichförmig auszubilden.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass der ungerade Längenbereich der Luftleitkante - in Einbaulage des Radspoilers und in Strömungsrichtung gesehen - außer Überdeckung mit einer inneren Reifenflanke angeordnet ist. Dadurch kann der gesamte untere Bereich eines Radhauses zwischen der inneren Reifenflanke in Geradeausstellung des Rades und der Innenseite des Radhauses durch den ungeraden Längenbereich abgeschirmt werden.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Radspoiler in einem oberen äußeren Bereich eine Aussparung aufweist und/oder dass der Radspoiler einen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten gebogenen äußeren Rand aufweist. Der Wirbel, der sich vor der äußeren Spoilerlippe bilden kann, kann dadurch seitlich außen so geführt werden, dass er seitlich an der Radaußenflanke keine Strömungsverluste verursacht. Vorzugweise wird mittels der Aussparung beziehungsweise des gebogenen äußeren Rands der Wirbel in Richtung auf die Lauffläche des Rads beziehungsweise des Reifens gelenkt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn die Luftleitkante des Radspoilers zumindest in einem Längenbereich gerade ausgebildet ist. Um die Umströmung des dahinter liegenden, sich drehenden Rades und die Einströmung in das Radhaus gezielt so zu beeinflussen, dass sich ein verringerter Luftwiderstandsbeiwert in Fahrtrichtung ergibt, hat es sich dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der gerade Längenbereich der Luftleitkante in der Einbaulage des Radspoilers in Fahrzeuglängsrichtung in Überdeckung mit dem korrespondierenden, in Geradeausstellung befindlichen Rad angeordnet ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht eines Radhauses eines Kraftwagens, an welchem ein Radspoiler einer Luftleiteinrichtung gemäß einer Grundausführungsform in einem Bereich vor einem korrespondierenden Rad vorgesehen ist, welcher eine untere, in einem Längenbereich ungerade und in einem anderen Längenbereich gerade ausgebildete Luftleitkante aufweist;
2 eine ausschnittsweise Perspektivansicht des Radhauses eines Kraftwagens, mit einer Luftleiteinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei welcher der Radspoiler in einem oberen äußeren Bereich eine Aussparung aufweist; und
3 eine ausschnittsweise Perspektivansicht des Radhauses eines Kraftwagens, mit einer Luftleiteinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, bei welcher der Radspoiler einen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten gebogenen äußeren Rand aufweist.

1 zeigt eine ausschnittsweise Perspektivansicht eines Radhauses 10 eines Kraftwagens, an welchem ein Radspoiler 12 einer Luftleiteinrichtung 14 gemäß einer Grundausführungsform in einem Bereich vor einem korrespondierenden Rad 15 vorgesehen ist. Die Blickrichtung ist dabei in Strömungsrichtung der auf den Radspoiler auftreffenden Luft, also entgegen der Fahrtrichtung und von der Fahrzeugmitte aus gesehen schräg nach außen gerichtet. Dabei steht der Radspoiler 12 gegenüber einem unteren Bereich 16 des Radhauses 10 in Fahrzeughochrichtung nach unten ab, so dass der Radspoiler 12 gegenüber einem hier nicht dargestellten, angrenzenden Unterbodenbereich des Kraftwagens im Wesentlich gleichermaßen nach unten abstehen würde.
In 1 ist erkennbar, dass der Radspoiler 12 an seiner nach unten gewandten Seite eine Luftleitkante 18 aufweist, welche in einem Längenbereich 20 ungerade beziehungsweise nicht linear und in einem anderen Längenbereich 22 gerade beziehungsweise linear, als eine herkömmliche Spoilerlippe, ausgebildet ist. Der ungerade Längenbereich 20 weist dabei drei Erhebungen 24 und Vertiefungen 26 auf, wobei die Erhebungen 24 halbrund und gleichförmig und die Vertiefungen 26 gerade ausgebildet sind.
Wie aus der Perspektivansicht von 1 zu erkennen ist, ist der ungerade Längenbereich 20 der Luftleitkante 18 in der Einbaulage des Radspoilers 12 in Strömungsrichtung gesehen im Wesentlichen zwischen einer bei Geradeausstellung des Rades 15 inneren Reifenflanke 28 und der Innenseite 30 des Radhauses 10 angeordnet, so dass der ungerade Längenbereich 20 in Strömungsrichtung gesehen außer Überdeckung mit dem korrespondierenden, in Geradeausstellung befindlichen Rad 15 angeordnet ist. Der gerade Längenbereich 22 der Luftleitkante 18 ist dabei in Strömungsrichtung gesehen in Überdeckung mit dem korrespondierenden, in Geradeausstellung befindlichen Rad 15 angeordnet, wie es auch bei herkömmlichen gerade beziehungsweise linear ausgebildeten Radspoilern der Fall ist.
Mittels der so ausgebildeten, ungeraden Luftleitkante des Längenbereichs 20 wird einerseits durch die relativ kleine Fläche das Strömungswiderstand erzeugende Druckgebiet reduziert und andererseits eine wirbelarme Turbulenz im Unterbodenbereich vor dem Radhaus 10 eingebracht. Durch diese Turbulenz wird ein übermäßiges Einströmen von Luft in das Radhaus verhindert. Die reduzierte, eingeströmte Luftmenge verursacht beim Austritt aus dem Radhaus 10 weniger Luftwiderstand. Somit werden die Umströmung des dahinterliegenden Rades 15 mittels des geraden Längenbereichs 22 der Luftleitkante 18 und die Durchströmung durch das Radhaus 10 mittels des ungeraden Längenbereichs 20 der Luftleitkante 18 derart beeinflusst, dass sich ein verringerter Luftwiderstandsbeiwert in Fahrtrichtung ergibt.
Die Anzahl und Maße der Erhebungen 24 und Vertiefungen 26 sowie die Form der Erhebungen 24 können variieren. Die Erhebungen 24 können beispielsweise durch Stufen, Zacken oder Rundungen ausgebildet sein. In den in den Figuren gezeigten Beispielen sind die Erhebungen 24 halbrund ausgeführt, um eine Längswirbelbildung möglichst zu minimieren. Auch die Höhe der Vertiefungen 26 und der Erhebungen 24 kann einzeln variiert werden, um den lokalen Strömungsverhältnissen besser zu entsprechen.
So zeigen 2 und 3 jeweils eine ausschnittsweise Perspektivansicht des Radhauses 10 eines Kraftwagens, mit einer Luftleiteinrichtung 14 gemäß einer zweiten und einer dritten Ausführungsform, welche jeweils auf der in 1 gezeigten Grundausführungsform basieren. In den 2 und 3 ist erkennbar, dass die Höhe der Vertiefungen 26 unterschiedlich ist, wobei sie sich von innen, also von Richtung der Fahrzeugmitte aus, nach außen, also weg von der Fahrzeugmitte, verkleinert.
Des Weiteren weist der Radspoiler 12 gemäß 2 in einem oberen äußeren Bereich 32 oberhalb des geraden Längenbereichs 22 eine Aussparung 34 auf. Der Wirbel, der sich vor der äußeren Spoilerlippe bilden kann, wird dadurch seitlich außen so geführt, dass er seitlich an der Radaußenflanke vorzugsweise keine, zumindest aber nur geringe Strömungsverluste verursacht. Der gleiche Effekt wird erzielt durch einen nach hinten gebogenen äußeren Rand 36 des Radspoilers 12, welcher in dem geraden Längenbereich 22 des Radspoilers 12 gemäß 3 gezeigt ist.

Claims

Kraftwagen mit einer Luftleiteinrichtung, welche einen im Bereich vor einem korrespondierenden Rad (15) angeordneten Radspoiler (12) umfasst, welcher in seiner Einbaulage gegenüber einem angrenzenden Unterbodenbereich des Kraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten absteht und welcher an seiner nach unten gewandten Seite eine Luftleitkante (18) aufweist, welche zumindest in einem Längenbereich (20) ungerade ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitkante (18) in dem ungeraden Längenbereich (20) eine Mehrzahl von Erhebungen (24) und/oder Vertiefungen (26) aufweist, und dass der ungerade Längenbereich (20) der Luftleitkante (18) - in der Einbaulage des Radspoilers (12) und in Strömungsrichtung gesehen - außer Überdeckung mit dem korrespondierenden, in Geradeausstellung befindlichen Rad (15) angeordnet ist.
Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radspoiler (12) in einem oberen äußeren Bereich (32) eine Aussparung (34) aufweist.
Kraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radspoiler (12) einen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten gebogenen seitlichen äußeren Rand (36) aufweist.
Kraftwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (24) und/oder Vertiefungen (26) jeweils gleichförmig gestaltet sind.
Kraftwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitkante (18) des Radspoilers (12) zumindest in einem Längenbereich (22) gerade ausgebildet ist.
Kraftwagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gerade Längenbereich (22) der Luftleitkante (18) - in der Einbaulage des Radspoilers (12) und in Strömungsrichtung gesehen - in Überdeckung mit dem korrespondierenden, in Geradeausstellung befindlichen Rad (15) angeordnet ist.