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Die Erfindung betrifft eine Druckrückgewinnungseinrichtung für ein einen Mittelmotor und/oder Heckmotor umfassendes Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Druckrückgewinnungseinrichtung.
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Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs wird die vor dem Kraftfahrzeug befindliche Luft durch das Kraftfahrzeug verdrängt. Die verdrängte Luft strömt an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs bis zum Heckbereich des Kraftfahrzeugs und reist dort an einer Abrisskante ab. Die Außenströmung umfasst neben dem Umgebungsdruck auch dynamischen Druck, der abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist.
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Bei Betrieb des Kraftfahrzeugs herrscht in unmittelbarer Nähe des Heckbereichs ein sogenanntes Totwassergebiet, in welchem nahezu ausschließlich Umgebungsdruck herrscht. Hierdurch herrscht an der Abrisskante ein Druckunterschied zwischen Außenströmung und Totwassergebiet durch den eine Rückströmung entsteht, die sogenannte Kármánsche Wirbelstraße, welche Sog erzeugt und den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs erhöht.
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Um den Gesamtluftwiderstand des Kraftfahrzeugs zu reduzieren, wurde mit
DE 41 02 072 A1 vorgeschlagen, bei Kraftfahrzeugen mit Mittel- und/oder Heckmotor Kühlluft im Heckbereich auszuleiten und den hierdurch erfolgenden Abtrieb zu nutzen.
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Eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung ist, eine Druckrückgewinnungseinrichtung vorzuschlagen, bei der eine Sogwirkung im Heckbereich bei Betrieb des Kraftfahrzeugs reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Druckrückgewinnungseinrichtung für ein einen Mittelmotor und/oder Heckmotor umfassendes Kraftfahrzeug mit mindestens einer im Wesentlichen quer oder schräg zur Fahrtrichtung erstreckten und zumindest abschnittweise durch eine Abrisskante des Fahrzeughecks umgebene Oberflächenkomponente, mit mindestens einem Abluft erzeugenden Fahrzeugaggregat, mit mindestens einer Luftführungseinheit, die mindestens einen Einlass, durch den ein die Abluft des Fahrzeugaggregats umfassendes Fluid einströmbar ist, die mindestens ein das Fluid führendes, insbesondere kanalartiges, Führungsmittel, und die mindestens einen mit dem Führungsmittel verbindbaren oder verbundenen Auslass aufweist, der in mindestens einem Auslassbereich der Oberflächenkomponente anordenbar oder angeordnet ist, wobei der mindestens eine Auslassbereich zumindest nahezu unmittelbar an zumindest einen Teilabschnitt der Abrisskante des Fahrzeughecks angrenzt.
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Das mindestens eine Fahrzeugaggregat kann beispielsweise einen Antrieb, insbesondere ein Brennkraftmotor, eine Kühleinrichtung, einen Turbolader oder dergleichen umfassen.
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Die Oberflächenkomponente kann beispielsweise eine Fahrzeugaußenverkleidung oder einen Abschnitt einer Tür oder Klappe, wie Heckklappe, umfassen.
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Das die Abluft des Fahrzeugaggregats umfassende Fluid kann ausschließlich aus der Abluft gebildet sein. Ferner kann das Fluid als weiteren Bestandteil aus der Umgebung und/oder am Fahrzeugaggregat vorbeigeführte Luft umfassen oder ausschließlich hieraus bestehen.
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Dadurch, dass der Auslassbereich zumindest nahezu unmittelbar an zumindest einen Teilabschnitt der Abrisskante des Fahrzeughecks angrenzt, ist der Totaldruck unmittelbar im Auslassbereich erhöht. Hierdurch ist eine Druckdifferenz zwischen der das Kraftfahrzeug umströmenden Außenströmung des in unmittelbarer Angrenzung zur Abrisskante vorherrschenden Totaldrucks im Heckbereich reduziert, wodurch die durch die Druckdifferenz entstehenden Wirbel und der hierdurch erzeugte Sog reduziert ist.
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Der mindestens eine Auslassbereich kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle der Oberflächenkomponente angeordnet sein. Es erweist sich jedoch als vorteilhaft, wenn der mindestens eine Auslassbereich in mindestens einem Eckbereich der Oberflächenkomponente, insbesondere im Bereich eines Übergang einer Seitenkante der Oberflächenkomponente in eine andere Seitenkante, und/oder wenn der mindestens eine Auslassbereich entlang einer Seitenkante der Oberflächenkomponente verlaufend anordenbar oder angeordnet ist.
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Ferner kann der mindestens eine Auslassbereich eine beliebige Kontur umfassen. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der mindestens eine Auslassbereich L-förmig und/oder mehreckig, insbesondere rechteckig, ausgebildet ist. Solchenfalls ist der mindestens eine Auslassbereich effektiv in der Oberflächenkomponente integrierbar um ein Maximum an Fluid in unmittelbarer Nähe zur Abrisskante zur Verfügung zu stellen.
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Wenn der Auslassbereich in einem Eckbereich der Oberflächenkomponente angeordnet ist, erweist es sich als vorteilhaft, wenn der mindestens eine Auslassbereich L-förmig ausgebildet ist. Wenn der mindestens eine Auslassbereich entlang einer Seitenkante der Oberflächenkomponente verlaufend angeordnet ist, erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Auslassbereich rechteckig ausgebildet ist.
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Um eine homogene und gleichmäßig um das Kraftfahrzeug herum verteilte Wirkung zu erzielen, ist bei einer Ausführungsform der Druckrückgewinnungseinrichtung vorgesehen, dass in ein Auslassbereich in jedem Eckbereich der Oberflächenkomponente und/oder an jeder Seitenkante vorgesehen ist, und dass eine Mehrzahl an Auslässen der Luftführungseinheit vorgesehen ist, wobei jedem Auslassbereich ein Auslass der Luftführungseinheit zuordenbar ist und wobei jedem Auslass Fluid durch den mindestens einen Einlass und durch mindestens ein Führungsmittel zuführbar ist.
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Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform ist vorgesehen, dass das mindestens eine Führungsmittel mindestens einen Verteilerabschnitt umfasst, durch den die durch den Einlass einströmende Fluid gleichmäßig oder ungleichmäßig auf den mindestens einen Auslass aufteilbar und dem jeweiligen Auslass zuführbar ist. Solchenfalls kann das Fluid an eine Vielzahl an Auslässe und Auslassbereiche zugeführt werden. Die Luftführungseinheit ist solchenfalls kompakt ausgebildet.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass die Luftführungseinheit im Bereich des Einlass lediglich ein Führungsmittel umfasst, dass bis zumindest nahezu an die Auslassabschnitte führbar ist. Mittels des Verteilerabschnitts ist kann jedem Auslass bzw. jedem Auslassbereich ein eigenes Führungsmittel zuordenbar sein.
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Darüber hinaus kann durch den Verteilerabschnitt ein den jeweiligen Auslassbereichen zur Verfügung gestellter Luftmassenstrom eingestellt werden. Dieses kann automatisch und/oder manuell erfolgen und beispielsweise an unterschiedliche Fahrzustände gekoppelt sein. Solchenfalls ist der Druck an unterschiedlichen Auslassbereichen individuell einstellbar, wodurch Bereiche, in denen die Druckdifferenz der Außenströmung zum Totaldruck im Heckbereich höher ist als in anderen Bereichen, entsprechend entgegengewirkt werden.
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Das mindestens eine Führungsmittel kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Es kann beispielsweise schlauch- oder röhrenartig ausgebildet sein. Ferner, um ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandenen Raum effizient zu nutzen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das mindestens eine Führungsmittel zumindest abschnittsweise durch einen Hohlraum zwischen Fahrzeugaußenwand und Fahrzeuginnenverkleidung und oder einer Fahrzeugtür oder Klappe gebildet ist.
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Es ist denkbar, dass der Auslass von außen frei zugängig ist. Um dem Eindringen von Schmutz vorzubeugen erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Druckrückgewinnungseinrichtung mindestens ein gitter- oder netzartiges Abdeckelement umfasst, das am Auslass, den Auslass zumindest nahezu vollständig überfangend, anordenbar oder angeordnet ist.
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Zum Einstellen des Totaldruckes am Auslassbereich erweist es sich ferner als vorteilhaft, wenn der mindestens eine Auslass düsenartig oder diffusorartig ausgebildet ist, insbesondere eine Düse oder einen Diffusor umfasst.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Oberflächenkomponente quer zur Fahrrichtung betrachtet bündig mit der Abrisskante angeordnet ist. Allerdings erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Oberflächenkomponente stufenartige bezüglich der Abrisskannte in Fahrtrichtung versetzt ausgebildet ist und mindestens eine flächenhafte erste Stufe umfasst, die insbesondere parallel zur Breitenerstreckung des Fahrzeugs verläuft, die an der dem Fahrzeugboden zugewandten Seitenkante der Oberflächenkomponente ausgebildet ist und die mindestens einen Auslassbereich umfasst.
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Hierdurch wird zwischen der Abrisskante und der Oberflächenkomponente, insbesondere eine Heckfläche, ein Versatz gebildet, mit dem der Entstehung von Wirbeln weiter entgegenwirkbar ist.
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In Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Druckrückgewinnungseinrichtung mindestens eine flächenhafte zweite Stufe der Oberflächenkomponente umfasst, die bezüglich der ersten Stufe in Fahrtrichtung versetzt angeordnet ist und mindestens einen Auslassbereich umfasst.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Mittelmotor und/oder Heckmotor und mit mindestens einer Druckrückgewinnungseinrichtung, die mindestens eine im Wesentlichen quer oder schräg zur Fahrtrichtung erstreckten und zumindest abschnittweise durch eine Abrisskante des Fahrzeughecks umgebene Oberflächenkomponente, die mindestens ein Abluft erzeugendes Fahrzeugaggregat, die mindestens eine Luftführungseinheit, welche mindestens einen Einlass, durch den ein die Abluft des Fahrzeugaggregats umfassendes Fluid einströmbar ist, die mindestens ein das Fluid führendes, insbesondere kanalartiges, Führungsmittel, und die mindestens einen mit dem Führungsmittel verbindbaren oder verbundenen Auslass aufweist, der in mindestens einem Auslassbereich der Oberflächenkomponente anordenbar oder angeordnet ist, wobei der mindestens eine Auslassbereich zumindest nahezu unmittelbar an zumindest einen Teilabschnitt der Abrisskante des Fahrzeughecks angrenzt.
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Die Druckrückgewinnungseinrichtung sowie das Kraftfahrzeug einer derartigen Druckrückgewinnungseinrichtung erweisen sich in mehrfacher Hinsicht als vorteilhaft:
Dadurch, dass ein Auslassbereich der Oberflächenkomponente zumindest nahezu unmittelbar an einen Teilabschnitt der Abrisskante des Fahrzeughecks angrenzt, wird dort lokal der Totaldruck erhöht. Hierdurch wird eine Druckdifferenz zwischen Außenströmung und dem im Heckbereich vorherrschenden Totaldruck reduziert, wodurch ein am Heck erzeugter Sog reduziert wird.
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Die Druckdifferenz lässt sich weiter reduzieren und der Sog weiter vermindern, wenn der mindestens eine Auslassbereich bezüglich der Abrisskante in Fahrtrichtung versetzt angeordnet ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten sowie Vorteile entnehmen sich aus den beigefügten Patentansprüche, aus den zeichnerischen Darstellungen und nachfolgender Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Druckrückgewinnungseinrichtung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 eine perspektivische Rückansicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Druckrückgewinnungseinrichtung;
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2 eine perspektivische Seitenansicht auf ein Kraftfahrzeug gemäß 1.
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Die Figuren zeigen eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Druckrückgewinnungseinrichtung für ein einen Mittelmotor und/oder Heckmotor umfassendes Kraftfahrzeug 4. Die Druckrückgewinnungseinrichtung 2 umfasst eine bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel quer zur Fahrtrichtung 6 erstreckte und durch eine Abrisskante 8 des Fahrzeughecks umgebende Oberflächenkomponente 10.
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Darüber hinaus umfasst die Druckrückgewinnungseinrichtung 2 ein Abluft erzeugendes Fahrzeugaggregat sowie eine Luftführungseinheit, in die durch mindestens einen Einlass ein die Abluft des Fahrzeugaggregats umfassendes Fluid einströmbar ist und durch ein das Fluid führendes Führungsmittel (sämtliche Komponenten in den Figuren nicht ersichtlich) verbindbar ist, das in einem Auslass 12 mündet. In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel mündet das Führungsmittel in eine Mehrzahl an Auslässe 12, die in jeweils einem Auslassbereich 14 der Oberflächenkomponente 10 angeordnet sind. Der Auslass 12 bzw. die Auslassbereiche 14 sind hierbei nahezu unmittelbar jeweils an einem Teilabschnitt der Abrisskante 8 des Fahrzeughecks angeordnet.
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Wie in den 1 und 2 ersichtlich, ist der Auslass 12 bzw. der Auslassbereich 14 in einem Eckbereich der Oberflächenkomponente 10 L-förmig und in Bereichen entlang einer Seitenkante der Oberflächenkomponente 10 rechteckig ausgebildet.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in jedem Eckbereich der Oberflächenkomponente 10 jeweils ein Auslass 12 bzw. ein Auslassbereich 14 angeordnet. Darüber hinaus sind die Auslässe 12 durch ein gitter- oder netzartiges Abdeckelement 16 nahezu vollständig überfangen. Die Oberflächenkomponente 10 ist derart ausgebildet, dass sie bezüglich der Abrisskante 8 in Fahrtrichtung 6 versetzt ist. Hierzu umfasst sie eine erste Stufe 18, die flächenhaft und parallel zur Breitenerstreckung des Kraftfahrzeugs 4 verläuft und eine zweite Stufe 20, die ebenfalls flächenhaft und parallel zur Breitenerstreckung des Kraftfahrzeugs 4 bezüglich der ersten Stufe 18 in Fahrtrichtung 6 versetzt anordnet ist.
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Im Folgenden wird kurz auf die Wirkungsweise der Druckrückgewinnungseinrichtung 2 eingegangen:
Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs 4, insbesondere beim Fahren in Fahrtrichtung 6, wird vor dem Kraftfahrzeug 4 befindliche Luft verdrängt und seitlich am Kraftfahrzeug in den Heckbereich vorbeigeführt. Diese Außenströmung ist zusätzlich zum Umgebungsdruck mit dynamischem Druck beaufschlagt, der abhängig von der zur Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 4 ist. An der Abrisskante 8 reißt die Strömung vom Kraftfahrzeug 4 ab. Im Heckbereich des Kraftfahrzeugs 4 befindet sich ein sogenannter Totwasserbereich, in den nahezu ausschließlich Umgebungsdruck vorherrscht. Nach dem Abreißen der Strömung an der Abrisskante 8 bilden sich aufgrund der Druckdifferenz zwischen Totwasserbereich des Hecks und der Strömung Wirbel, die sogenannte Kármánsche Wirbelstraße, die eine Sogwirkung besitzt. Um diese zu reduzieren, wird das die Abluft des Fahrzeugaggregats umfassende Fluid über die Auslasser 12 in den Auslassbereichen 14 ausgeleitet, wodurch der im Heckbereich herrschende Totaldruck, insbesondere im Bereich der Abrisskante 8, erhöht ist und hierdurch die Druckdifferenz zwischen Außenströmung und zumindest dem Totaldruck im Auslassbereich 14 reduziert ist.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen, sowie in den Zeichnungen gezeigten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung und ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Druckrückgewinnungseinrichtung
- 4
- Kraftfahrzeug
- 6
- Fahrtrichtung
- 8
- Abrisskante
- 10
- Oberflächenkomponente
- 12
- Auslass
- 14
- Auslassbereich
- 16
- Abdeckelement
- 18
- erste Stufe
- 20
- zweite Stufe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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