DE102016103397A1

DE102016103397A1 - Diffuser arrangement for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016103397A1
Application number: DE102016103397.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Stegmaier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-27
Also published as: DE102016103397B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diffusoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachse (4), einer Hinterachse (8) und mit einem Fahrzeugunterboden (2), an dem zu einer Fahrbahn gerichteten Seite zwischen der Vorderachse (4) und der Hinterachse (8), zu einem Heckbereich (13) gerichtete erste, fest angeordnete Strömungsleitmittel (12) vorgesehen sind, wobei zweite, in Strömungsrichtung gesehen den ersten Strömungsleitmitteln (12) vorgeschaltete, verstellbare Strömungsleitmittel (14) vorgesehen sind, die in einer ersten Position eine Umströmung des Fahrzeugunterbodens (2) mit einer seitlich eintretenden Luftströmung ermöglichen und in einer zweiten Position die Umströmung des Fahrzeugunterbodens (2) mit einer seitlich eintretenden Luftströmung verhindern.The invention relates to a diffuser arrangement for a motor vehicle having a front axle (4), a rear axle (8) and a vehicle underbody (2) on the side facing the roadway between the front axle (4) and the rear axle (8) Rear first (13) directed, fixed Strömungsleitmittel (12) are provided, wherein second, seen in the flow direction upstream of the first Strömungsleitmitteln (12), adjustable Strömungsleitmittel (14) are provided which in a first position, a flow around the vehicle underbody (2) allow with a laterally entering air flow and prevent in a second position, the flow around the vehicle underbody (2) with a laterally entering air flow.

Description

Die Erfindung betrifft eine Diffusoranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachse, einer Hinterachse und mit einem Fahrzeugunterboden, an dem zu einer Fahrbahn gerichteten Seite, zwischen der Vorderachse und der Hinterachse, zu einem Heckbereich gerichtete erste, fest angeordnete Strömungsleitmittel vorgesehen sind. The invention relates to a diffuser arrangement for a motor vehicle having a front axle, a rear axle and with a vehicle underbody, are provided on the side facing a lane, between the front axle and the rear axle, directed to a rear first, fixed flow guide.

Diffusoranordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie bilden im Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeuges Wirkflächen aus, die der Verbesserung der Aerodynamik dienen. Durch am Fahrzeugunterboden vorgesehene Strömungsleitmittel kann ein Unterdruck erzeugt werden, der den Abtrieb des Kraftfahrzeuges wesentlich erhöht und folglich die Bodenhaftung wesentlich verbessert. Eine derartige Diffusoranordnung mit zu einem Heckbereich des Kraftfahrzeuges gerichteten Strömungsleitmitteln ist beispielsweise aus der DE 10 2008 039 495 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart fest am Fahrzeugunterboden angeordnete Versteifungsrippen, die als Strömungsleitmittel derart wirken, dass unter anderem eine seitlich eintretende Luftströmung durch eine im Bereich der Hinterachse verengte Fläche geführt wird, so dass ein Unterdruckbereich ausgebildet wird, der für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich den Abtrieb des Kraftfahrzeuges verbessert. Nachteilig an einer Diffusoranordnung ist die Erhöhung des Luftwiderstandes des Kraftfahrzeuges. Im Falle der DE 10 2008 039 495 A1 führt die dort beschriebene Diffusoranordnung zu einer Erhöhung des Luftwiderstandes im gesamten Geschwindigkeitsbereich. Diffuser arrangements are well known in the art. They form in the underbody area of a motor vehicle effective areas that serve to improve the aerodynamics. By means provided on the vehicle underbody Strömungsleitmittel a negative pressure can be generated, which substantially increases the output of the motor vehicle and thus significantly improves the traction. Such a diffuser arrangement with directed to a rear portion of the motor vehicle flow guide is for example from the DE 10 2008 039 495 A1 known. This document discloses rigidly arranged on the vehicle underbody stiffening ribs, which act as Strömungsleitmittel such that inter alia, a laterally entering air flow is passed through a constricted in the rear axle area, so that a negative pressure region is formed, which improves the output of the motor vehicle for a certain speed range , A disadvantage of a diffuser arrangement is the increase in the air resistance of the motor vehicle. In case of DE 10 2008 039 495 A1 the diffuser arrangement described there leads to an increase of the air resistance in the entire speed range.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Diffusoranordnung bereitzustellen, die den oben genannten Nachteil auf einfache und kostengünstige Weise vermeidet. The object of the present invention is therefore to provide a diffuser arrangement which avoids the above-mentioned disadvantage in a simple and cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, das zweite in Strömungsrichtung gesehen den ersten Strömungsleitmitteln vorgeschaltete, verstellbare Strömungsleitmittel vorgesehen sind, die in einer ersten Position eine Umströmung des Fahrzeugunterbodens mit einer seitlich eintretenden Luftströmung ermöglichen und in einer zweiten Position die Umströmung des Fahrzeugunterbodens mit einer seitlich eintretenden Luftströmung verhindern. Hierdurch wird eine aktive adaptive Aerodynamik für das Kraftfahrzeug gewährleistet. Es ist sowohl über die Diffusoranordnung ein aerodynamischer Abtrieb einstellbar als auch ein günstiger cw-Wert, für den die Diffusoranordnung ausgeschaltet ist. This object is achieved, the second seen in the flow direction upstream of the first Strömungsleitmitteln, adjustable Strömungsleitmittel are provided, which allow in a first position, a flow around the vehicle underbody with a laterally entering air flow and in a second position, the flow around the vehicle underbody with a laterally entering air flow prevent. As a result, an active adaptive aerodynamics for the motor vehicle is ensured. It is both via the diffuser arrangement an aerodynamic downforce adjustable and a favorable cw value for which the diffuser arrangement is turned off.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die ersten Strömungsleitmittel als vom Fahrzeugunterboden zur Fahrbahn vorstehende Wandteile oder als Seitenwandteile einer Vertiefung ausgebildet. Abhängig vom Design der Fahrzeugkarosserie können auf einfache Art und Weise die geeigneten ersten Strömungsleitmittel ausgewählt werden. In an advantageous embodiment, the first flow guiding means are formed as wall parts projecting from the vehicle underbody to the roadway or as side wall parts of a depression. Depending on the design of the vehicle body, the appropriate first flow guiding means can be selected in a simple manner.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind dritte, in Strömungsrichtung gesehen den ersten Strömungsleitmitteln nachgeschaltete, verstellbare Strömungsleitmittel vorgesehen, die mit einem ersten Ende sich den ersten Strömungsleitmitteln anschließen und mit einem zweiten Ende in Richtung des Heckbereiches weisen. Hierdurch kann auf einfache Weise, nämlich durch eine Flächenvergrößerung eines Austrittsbereiches des Unterdruckbereiches, der Abtrieb des Kraftfahrzeuges an einen Fahrerwunsch angepasst werden. So ist beispielsweise eine Einstellung möglich, bei der die Diffusoranordnung einen geringen cw-Wert bedingt und eine weitere Einstellung möglich, die eine Performance-Einstellung ermöglicht, bei der ein möglichst hoher Abtrieb bei höherem cw-Wert gewährleistet wird. In besonders vorteilhafter Weise sind die dritten Strömungsleitmittel hierbei als Klappenleitorgane ausgebildet, die über ein Drehgelenk mit den ersten Strömungsleitmitteln verbunden sind. In a particularly advantageous embodiment, third, as seen in the flow direction of the first Strömungsleitmitteln, adjustable Strömungsleitmittel are provided, which connect with a first end of the first Strömungsleitmitteln and have a second end in the direction of the rear area. In this way, the output of the motor vehicle can be adapted to a driver's request in a simple manner, namely by increasing the area of an outlet region of the negative pressure region. Thus, for example, a setting is possible in which the diffuser arrangement requires a low cw value and a further adjustment possible, which enables a performance setting in which the highest possible output at a higher cw value is ensured. In a particularly advantageous manner, the third Strömungsleitmittel here are designed as Klappeleitorgane, which are connected via a rotary joint with the first Strömungsleitmitteln.

In einer ersten Ausführungsform sind die zweiten Strömungsleitmittel als Klappenleitorgane ausgebildet, wobei die Klappenleitorgane in einer ersten Position mit den ersten Strömungsleitmitteln einen in Strömungsrichtung gesehen sich verengenden Kanal ausbilden mit einem ersten Ende in Richtung der jeweiligen Seitenfläche des Fahrzeugunterbodens weisen und in einer zweiten Position mit einem zweiten Ende jeweils an dem ersten Strömungsleitmittel anliegen. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für einen Fahrzeugunterboden, bei dem die ersten Strömungsleitmittel als vorstehende Wandteile ausgeführt sind. In einer alternativen Ausführungsform sind die zweiten Strömungsleitmittel als Kanalanordnung mit einem den Kanal verschließenden oder öffnenden Klappenorgan ausgebildet. Diese Ausführungsform ist insbesondere für einen Fahrzeugunterboden geeignet, bei dem die ersten Strömungsleitmittel als Seitenwandteile einer Vertiefung ausgebildet sind. In a first embodiment, the second flow guiding means are designed as flap guiding elements, the flap guiding elements forming in a first position with the first flow guiding means a channel narrowing in the flow direction with a first end facing the respective side surface of the vehicle underbody and in a second position with a first second end respectively abut against the first flow guide. This embodiment is particularly suitable for a vehicle underbody, in which the first flow guiding means are designed as projecting wall parts. In an alternative embodiment, the second flow guiding means are formed as a channel arrangement with a valve member closing or opening the channel. This embodiment is particularly suitable for a vehicle underbody, in which the first flow guide are formed as side wall portions of a recess.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt die einzige Figur eine Unteransicht einer an einem Fahrzeugunterboden angeordneten erfindungsgemäßen Diffusoranordnung. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing, in which case the single figure shows a bottom view of a arranged on a vehicle underbody according to the invention diffuser arrangement.

Die einzige Figur zeigt in einer Unteransicht einen Fahrzeugunterboden 2 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges. Des Weiteren sind hier in schematischer Form eine Vorderachse 4 mit Vorderrädern 6 und eine Hinterachse 8 mit Hinterrädern 10 dargestellt. Um nun die Aerodynamik und hierbei den Abtrieb des Kraftfahrzeuges aktiv adaptiv verbessern zu können, ist eine Diffusoranordnung 11 vorgesehen, die zunächst erste Strömungsleitmittel 12 besitzt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als zur Fahrbahn vorstehende rippenförmige Wandteile ausgebildet sind, die fest am Fahrzeugunterboden 2 vorgesehen sind oder einstückig an diesem ausgebildet sind und zu einem Heckbereich 13 gerichtet sind. Alternativ könnten diese erste Strömungsleitmittel 12 auch als Seitenwandteile eines Strömungsleitkanals ausgebildet sein. In jedem Fall wird durch diese ersten Strömungsleitmittel 12 eine im Bereich der Hinterachse 8 zu durchströmende Fläche (Strömungsbreite c) verkleinert, so dass ein seitlich des Kraftfahrzeuges eintretender Luftmassenstrom eine Diffusorwirkung erfährt und so im Bereich der Hinterachse 8 der erwünschte Unterdruck erzeugt wird. The single figure shows in a bottom view of a vehicle underbody 2 a motor vehicle not shown. Furthermore, here are in schematic form a front axle 4 with front wheels 6 and a rear axle 8th with rear wheels 10 shown. In order to be able to actively adaptively improve the aerodynamics and in this case the output of the motor vehicle, there is a diffuser arrangement 11 provided, the first first flow guide 12 has, which are formed in the present embodiment as the roadway projecting rib-shaped wall parts fixed to the vehicle underbody 2 are provided or integrally formed on this and to a rear area 13 are directed. Alternatively, these first flow directors could 12 Also be designed as side wall parts of a flow channel. In any case, through these first flow guiding 12 one in the area of the rear axle 8th to be flowed through area (flow width c) reduced, so that a laterally entering the motor vehicle air mass flow undergoes a diffuser effect and so in the region of the rear axle 8th the desired negative pressure is generated.

Um nun auf einfache Weise für alle Fahrsituationen und Fahrerwünsche eine optimale Aerodynamik des Kraftfahrzeuges zu gewährleisten, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweite, in Strömungsrichtung gesehen den ersten Strömungsleitmitteln 12 vorgeschaltete, verstellbare Strömungsleitmittel 14 vorgesehen. Diese zweiten Strömungsleitmittel 14 sind hier als Klappenleitorgane ausgebildet. Diese Klappenleitorgane 14 bilden in einer ersten Position zusammen mit den ersten Strömungsleitmitteln 12 einen in Strömungsrichtung gesehen sind verengenden Kanal 16 aus. Hierbei weist ein erstes Ende 18 der Klappenleitorgane 14 in Richtung der jeweiligen Seitenfläche des Fahrzeugunterbodens 2. Wie durch die Strömungslinien angedeutet, wird in dieser Position ein Luftmassenstrom von der Kraftfahrzeugseite her in Richtung des Fahrzeugunterbodens 2 und weiter in Richtung der Hinterachse 8 geleitet, wobei aufgrund der sich verringernden, zu durchströmenden Fläche im Bereich der Hinterachse ein Unterdruck erzeugt wird, der den Abtrieb des Kraftfahrzeuges wesentlich verbessert. In order to ensure an optimal aerodynamics of the motor vehicle in a simple manner for all driving situations and driver wishes, in the present exemplary embodiment, second, in the flow direction, the first flow-guiding means 12 upstream, adjustable flow guide 14 intended. These second flow guiding means 14 are designed here as Klappeleitorgane. These flap directors 14 form in a first position together with the first flow guiding means 12 seen in the flow direction are narrowing channel 16 out. This has a first end 18 the flap guiding organs 14 in the direction of the respective side surface of the vehicle underbody 2 , As indicated by the flow lines, in this position, an air mass flow from the motor vehicle side in the direction of the vehicle underbody 2 and continue towards the rear axle 8th directed, wherein due to the decreasing, to be flowed through surface in the region of the rear axle, a negative pressure is generated, which significantly improves the output of the motor vehicle.

Wird ein erhöhter Abtrieb nicht benötigt oder ist dieser nicht gewünscht, so können die Klappenleitorgane 14 in eine zweite Position verstellt werden, in der zweite Enden 20 der Klappenleitorgane 14 an dem jeweiligen ersten Strömungsleitmittel 12 anliegen und hierdurch der Luftmassenstrom am Kraftfahrzeug entlanggeführt wird, wodurch der cw-Wert des Kraftfahrzeuges optimiert wird und kein zusätzlicher Abtrieb stattfindet. Für den Fall, dass die zweiten Strömungsleitmittel 14 als Kanalanordnung ausgebildet sind, ist ein diesen Kanal verschließendes oder öffnendes Klappenorgan vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine erfindungsgemäße Diffusoranordnung 11 jedoch durch die fest angeordneten Strömungsleitmittel 12 und die verstellbar angeordneten zweiten Strömungsleitmittel 14 vorgesehen. Eine derart ausgebildete Diffusoranordnung 11 kann hinsichtlich einer Verstellbarkeit, beispielsweise in einem Performance-Bereich, noch weiter dadurch verbessert werden, dass dritte, in Strömungsrichtung gesehen den ersten Strömungsleitmitteln 12 nachgeschaltete, verstellbare Strömungsleitmittel 24 vorgesehen sind, die jeweils mit einem ersten Ende 26 sich den ersten Strömungsleitmitteln 12 anschließen und mit einem zweiten Ende 28 in Richtung des Heckbereichs 13 des Kraftfahrzeuges weisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese dritten Strömungsleitmittel 24 ebenfalls als Klappenleitorgane ausgebildet, die über ein Drehgelenk 30 jeweils mit den ersten Strömungsleitmitteln 12 verbunden sind. In einer ersten Position schließen die dritten Strömungsleitmittel 24 einen kleinen Winkelbereich θ (Strömungsbreite d), beispielsweise 2° bis 3°, mit einer Längsachse 32 des Fahrzeugunterbodens 2 ein. In dieser Position wird der erzeugte Unterdruck und damit der Abtrieb geringer sein, jedoch wird ein besserer cw-Wert erreicht werden. In einer zweiten Position ist der eingeschlossene Winkel θ‘ (Strömungsbreite d‘) der Strömungsleitmittel 24 mit der Längsachse 32 größer und damit auch der erzeugte Unterdruck größer bei einem höheren Luftwiderstandswert. If an increased downforce is not needed or this is not desired, then the flap guiding organs 14 be adjusted to a second position, in the second ends 20 the flap guiding organs 14 at the respective first flow guiding means 12 abuts and thereby the air mass flow is guided along the motor vehicle, whereby the cw value of the motor vehicle is optimized and no additional downforce takes place. In the event that the second flow guide 14 are formed as a channel arrangement, a channel occluding or opening this flap member is provided. In the present embodiment, a diffuser arrangement according to the invention 11 however, by the fixed flow guide 12 and the adjustably arranged second flow guiding means 14 intended. Such a trained diffuser arrangement 11 can be further improved in terms of adjustability, for example in a performance area, that third, seen in the flow direction, the first flow guide 12 downstream, adjustable flow guide 24 are provided, each with a first end 26 the first flow guide 12 connect and with a second end 28 towards the rear area 13 of the motor vehicle. In the present embodiment, these are third flow guiding means 24 also designed as Klappenleitorgane, via a rotary joint 30 each with the first flow guide 12 are connected. In a first position, the third flow directing means close 24 a small angular range θ (flow width d), for example 2 ° to 3 °, with a longitudinal axis 32 of the vehicle underbody 2 one. In this position, the generated negative pressure and thus the output will be lower, but a better cw value will be achieved. In a second position, the included angle θ '(flow width d') of the flow directing means 24 with the longitudinal axis 32 larger and thus the generated negative pressure greater at a higher air resistance value.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008039495 A1 [0002, 0002]

Claims

Diffuser arrangement for a motor vehicle with a front axle ( 4 ), a rear axle ( 8th ) and with a vehicle underbody ( 2 ), on the side facing the lane between the front axle ( 4 ) and the rear axle ( 8th ), to a rear area ( 13 ) directed first, fixed flow guide ( 12 ), characterized in that second, seen in the flow direction, the first flow guiding means ( 12 ) upstream, adjustable flow guide ( 14 ) are provided, which in a first position, a flow around the vehicle underbody ( 2 ) allow with a laterally entering air flow and in a second position, the flow around the vehicle underbody ( 2 ) with a laterally entering air flow.

Diffuser arrangement for a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the first flow guiding means ( 12 ) than from the vehicle underbody ( 2 ) are formed to the roadway projecting wall portions or as side wall portions of a recess.

Diffuser arrangement for a motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that third, seen in the flow direction, the first flow guiding means ( 12 ) downstream, adjustable flow guide ( 24 ) provided with a first end ( 26 ) the first flow guiding means ( 12 ) and with a second end ( 28 ) in the direction of the rear area ( 13 ) point.

Diffuser arrangement for a motor vehicle according to claim 3, characterized in that the third flow guiding means ( 24 ) are designed as Klappeleitorgane, via a rotary joint ( 30 ) with the first flow guiding means ( 12 ) are connected.

Diffuser arrangement for a motor vehicle according to one of claims 1-4, characterized in that the second flow guiding means ( 14 ) are designed as flap guiding elements, the flap guiding elements being in a first position with the first flow guiding means ( 12 ) seen in the flow direction narrowing channel ( 16 ) and with a first end ( 18 ) in the direction of the respective side surface of the vehicle underbody ( 2 ) and in a second position with a second end ( 20 ) each at the first flow guide ( 12 ) issue.

Diffuser arrangement for a motor vehicle according to one of claims 1-4, characterized in that the second flow guiding means ( 14 ) are formed as a channel arrangement with a valve member closing or opening flap organ.