DE102016213231A1 - Rear diffuser for a motor vehicle, motor vehicle with a rear diffuser - Google Patents

Rear diffuser for a motor vehicle, motor vehicle with a rear diffuser Download PDF

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Abstract

Offenbart wird ein Heckdiffusor (HD) für ein Kraftfahrzeug (FZ), umfassend:
– mindestens eine Abgaseinströmungsöffnung (EO1) zur Aufnahme von Abgas aus einer Abgasanlage (AA) des Kraftfahrzeugs (FZ);
– mindestens eine Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) zur Abgabe des Abgases in Form von einer Abgasströmung in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (FZ);
– mindestens einen Abgasströmungskanal (AK) zwischen der mindestens einen Abgaseinströmungsöffnung (EO1) und der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5);
– wobei die mindestens eine Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) zur Veränderung von Luftverwirbelungen am Fahrzeugheck (FH) des Kraftfahrzeugs (FZ) durch das Abgas in einer Längsrichtung (LR) des Kraftfahrzeugs (FZ) zum Fahrzeugheck (FH) hin gerichtet ist. Disclosed is a rear diffuser (HD) for a motor vehicle (FZ), comprising:
- At least one Abgaseinströmungsöffnung (EO1) for receiving exhaust gas from an exhaust system (AA) of the motor vehicle (FZ);
- At least one Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) for discharging the exhaust gas in the form of an exhaust gas flow in an environment of the motor vehicle (FZ);
- At least one exhaust gas flow channel (AK) between the at least one Abgaseinströmungsöffnung (EO1) and the at least one Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5);
- wherein the at least one exhaust gas outflow opening (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) for changing air turbulence at the vehicle rear (FH) of the motor vehicle (FZ) by the exhaust gas in a longitudinal direction (LR) of the motor vehicle (FZ) to the vehicle rear (FH) directed.

Figure DE102016213231A1_0001
Figure DE102016213231A1_0001

Description

Technisches Gebiet: Technical area:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heckdiffusor für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem genannten Heckdiffusor. The present invention relates to a rear diffuser for a motor vehicle and a motor vehicle with a said rear diffuser.

Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung: State of the art and object of the invention:

Es ist bekannt, dass am Heck eines fahrenden Kraftfahrzeugs sich Luftverwirbelungen bilden, welche zur Verschlechterung der Aerodynamik des Kraftfahrzeugs und somit zur Erhöhung des Fahrwiderstandes und letztendlich zur Steigerung des Kraftstoffverbrauchs führen. It is known that form at the rear of a moving motor vehicle air turbulence, which lead to deterioration of the aerodynamics of the motor vehicle and thus to increase the driving resistance and ultimately to increase fuel consumption.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bereitzustellen. It is therefore an object of the present invention to provide a way to reduce fuel consumption.

Beschreibung der Erfindung: Description of the invention:

Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is solved by subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Heckdiffusor für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. According to a first aspect of the invention, a rear diffuser for a motor vehicle is provided.

Der Heckdiffusor umfasst mindestens eine Abgaseinströmungsöffnung zur Aufnahme von Abgas aus einer Abgasanlage des Kraftfahrzeugs und mindestens eine Abgasausströmungsöffnung zur Abgabe des Abgases in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs. The rear diffuser comprises at least one exhaust gas inlet opening for receiving exhaust gas from an exhaust system of the motor vehicle and at least one exhaust gas outlet opening for discharging the exhaust gas into an environment of the motor vehicle.

Der Heckdiffusor umfasst ferner mindestens einen Abgasströmungskanal, welcher zwischen der mindestens einen Abgaseinströmungsöffnung und der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung angeordnet ist und eingerichtet ist, das Abgas von der mindestens einen Abgaseinströmungsöffnung zu der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung zu leiten. The rear diffuser further comprises at least one exhaust gas flow passage disposed between the at least one exhaust gas inlet port and the at least one exhaust gas exhaust port and configured to guide the exhaust gas from the at least one exhaust gas inlet port to the at least one exhaust gas exhaust port.

Dabei ist die mindestens eine Abgasausströmungsöffnung zur (gezielten) Veränderung von Luftverwirbelungen am Fahrzeugheck des Kraftfahrzeugs durch das Abgas beispielsweise in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeugheck hin gerichtet. In this case, the at least one exhaust gas outflow opening is directed toward the (targeted) change of air turbulence at the vehicle rear end of the motor vehicle through the exhaust gas, for example in a longitudinal direction of the motor vehicle towards the vehicle rear end.

Der Erfindung liegt der Gedanken zugrunde, dass während der Fahrt des Kraftfahrzeugs durch Bildung von Luftverwirbelungen hinter dem Kraftfahrzeug hinter dem Fahrzeugheck Luftunterdruck entsteht, welcher als Teil des aerodynamischen Widerstands auf das Kraftfahrzeug abbremsend einwirkt. The invention is based on the idea that during the drive of the motor vehicle by formation of air turbulences behind the motor vehicle behind the rear of the vehicle air negative pressure arises, which acts as a part of the aerodynamic drag on the motor vehicle decelerating.

Dabei bestimmen die Form und die Größe der Luftverwirbelungen den Grad des Luftunterdrucks und somit des aerodynamischen Widerstands. Je kleiner die Luftverwirbelungen sind, desto kleiner ist auch der aerodynamische Widerstand. The shape and size of the air swirls determine the degree of air pressure and thus the aerodynamic drag. The smaller the air turbulences, the smaller the aerodynamic drag.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass durch ein gezieltes Ausblasen von Gas in Form von der lokalen Gasströmung in Strömungsrichtung und/oder entgegen der Strömungsrichtung und/oder in Querrichtung dazu, im Bereich hinter dem Fahrzeugheck die Entstehung von großen Luftverwirbelungen in diesem Bereich vermindert werden kann. In the context of the invention, it has been recognized that targeted generation of gas in the form of the local gas flow in the flow direction and / or against the flow direction and / or in the transverse direction, in the region behind the rear of the vehicle, reduces the formation of large air turbulences in this region can.

Basierend auf diesen Erkenntnissen wird der oben genannte Heckdiffusor vorgeschlagen. Based on these findings, the above-mentioned rear diffuser is proposed.

Mit diesem Heckdiffusor, insbesondere mit dem Abgasströmungskanal wird das unter einem Überdruck stehende Abgas von der Abgasanlage des Kraftfahrzeugs an die Abgasausströmungsöffnung weitergeleitet und von dort als Abgasströmungen (mit einem Überdruck) in den Bereich hinter dem Fahrzeugheck ausgestoßen. With this rear diffuser, in particular with the exhaust gas flow channel, the exhaust gas under an overpressure is forwarded from the exhaust system of the motor vehicle to the exhaust gas exhaust opening and ejected from there as exhaust gas flows (with an overpressure) into the area behind the rear of the vehicle.

Diese Abgasströmungen unterbrechen großräumige Luftverwirbelungen, welche sich im Bereich hinter dem Fahrzeugheck bilden und einen Luftunterdruck im Bereich hinter dem Fahrzeugheck verursachen. Durch die Unterbrechung bilden sich anstelle großräumiger Luftverwirbelungen vergleichsweise kleinere Luftverwirbelungen, welche insgesamt einen geringeren Luftunterdruck verursachen. These exhaust gas flows interrupt large-scale Luftverwirbelungen, which form in the area behind the rear of the vehicle and cause a negative air pressure in the area behind the rear of the vehicle. Due to the interruption, instead of large-scale air turbulence, comparatively smaller air turbulences are formed, which cause a lower overall air pressure.

Dadurch wird der aerodynamische Widerstand, der auf das gesamte Kraftfahrzeug wirkt, reduziert und somit die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs verbessert. Folglich wird der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert. As a result, the aerodynamic drag, which acts on the entire motor vehicle, reduced and thus improves the aerodynamics of the motor vehicle. Consequently, the fuel consumption of the motor vehicle is reduced.

Durch die Ausrichtung der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung beispielsweise in der Längsrichtung und/oder Querrichtung des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeugheck kann das aus dieser Abgasausströmungsöffnung heraustretende Abgas gezielt in den Bereich hinter dem Fahrzeugheck ausgestoßen werden, wo sich die großräumigen Luftverwirbelungen bilden. By aligning the at least one exhaust gas outflow opening, for example in the longitudinal direction and / or transverse direction of the motor vehicle to the rear of the vehicle, the exhaust gas emerging from this exhaust gas outlet opening can be selectively ejected into the area behind the rear of the vehicle, where the large-scale air turbulences form.

Damit ist eine Möglichkeit bereitgestellt, mit der der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert werden kann. This provides a possibility with which the fuel consumption of the motor vehicle can be reduced.

Der Heckdiffusor umfasst vorzugsweise ferner einen steuer-/regelbaren Verdichter, welcher in dem mindestens einen Abgasströmungskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, durch Komprimieren vom Abgas den Druck in der Abgasströmung zu regeln. Alternativ kann beispielsweise auch ein alternierendes Komprimieren/Dekomprimieren des Abgases erfolgen. The rear diffuser preferably further includes a controllable compressor disposed in the at least one exhaust flow channel and configured to regulate the pressure in the exhaust gas flow by compressing the exhaust gas. Alternatively, for example, a alternately compressing / decompressing the exhaust gas.

Der Heckdiffusor umfasst vorzugsweise ferner mindestens eine steuer-/regelbare Blende, welche an der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung angeordnet ist und eingerichtet ist, den Volumenstrom der Abgasströmung zu regeln. The rear diffuser preferably further comprises at least one controllable orifice, which is arranged on the at least one exhaust gas outlet opening and is set up to regulate the volumetric flow of the exhaust gas flow.

Dabei ist die Blende ein Element im hydraulischen System, welche den Leitungsquerschnitt der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung und somit den Strömungswiderstand ändert. Eine steuer-/regelbare Blende ist eine Blende mit einer veränderbaren Querschnittsverengung so wie bei einer optischen Blende, wodurch der Leitungsquerschnitt der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung und somit der Volumenstrom der Abgasströmung geregelt werden können. In this case, the diaphragm is an element in the hydraulic system which changes the line cross-section of the at least one exhaust gas outlet opening and thus the flow resistance. A controllable diaphragm is a diaphragm with a variable cross-sectional narrowing as in the case of an optical diaphragm, as a result of which the line cross-section of the at least one exhaust-gas outlet opening and thus the volume flow of the exhaust-gas flow can be regulated.

Vorzugsweise umfasst der Heckdiffusor ferner mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen zur Abgabe des Abgases in die Umgebung des Kraftfahrzeugs, wobei diese zur (gezielten) Veränderung von den Luftverwirbelungen am Fahrzeugheck durch das Abgas in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeugheck hin gerichtet sind und in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs voneinander räumlich versetzt angeordnet sind. Preferably, the rear diffuser further comprises at least three Abgasausströmungsöffnungen for discharging the exhaust gas in the environment of the motor vehicle, which are directed to the (targeted) change of the Luftverwirbelungen at the rear of the vehicle by the exhaust gas in the longitudinal direction of the motor vehicle towards the vehicle rear and in a transverse direction of the motor vehicle from each other are arranged spatially offset.

Alternativ oder zusätzlich dazu sind mindestens zwei der mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen vorzugsweise in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs voneinander räumlich versetzt angeordnet. Dadurch erzeugen die Abgasausströmungsöffnungen von voneinander in der Längsrichtung räumlich versetzten Abgasströmungen am Fahrzeugheck. Alternatively or additionally, at least two of the at least three exhaust gas outflow openings are preferably arranged spatially offset from one another in the longitudinal direction of the motor vehicle. As a result, the exhaust gas outflow openings of exhaust gas flows spatially offset from one another in the longitudinal direction generate at the rear of the vehicle.

Alternativ oder zusätzlich dazu sind mindestens zwei der mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen vorzugsweise in einer Senkrechtrichtung des Kraftfahrzeugs voneinander räumlich versetzt angeordnet. Dadurch erzeugen die Abgasausströmungsöffnungen von voneinander in der Senkrechtrichtung räumlich versetzten Abgasströmungen am Fahrzeugheck. Alternatively or additionally, at least two of the at least three exhaust gas outflow openings are preferably arranged spatially offset from one another in a vertical direction of the motor vehicle. As a result, the exhaust gas outflow openings of exhaust gas flows spatially offset from one another in the vertical direction generate at the rear of the vehicle.

Die mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen weisen jeweils eine Querschnittfläche auf, wobei die Querschnittflächen von mindestens zwei der mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen vorzugsweise unterschiedlich groß sind. Dadurch erzeugen die Abgasausströmungsöffnungen von voneinander in der Querrichtung räumlich versetzten Abgasströmungen am Fahrzeugheck. The at least three exhaust gas outflow openings each have a cross-sectional area, wherein the cross-sectional areas of at least two of the at least three exhaust-gas outlet openings are preferably of different sizes. As a result, the exhaust gas outflow openings of exhaust gas flows spatially offset from one another in the transverse direction generate at the rear of the vehicle.

Der mindestens eine Abgasströmungskanal weist vorzugsweise mindestens einen Kanalabschnitt auf, welcher zur Schalldämpfung im Abgas ausgebildet ist. The at least one exhaust gas flow channel preferably has at least one channel section, which is designed for silencing in the exhaust gas.

Der mindestens eine Kanalabschnitt weist eine Wand auf, welche vorzugsweise schalldämpfendes, insbesondere elastisches, Material und/oder eine Oberflächenstruktur zur Schalldämpfung aufweist. The at least one channel section has a wall, which preferably has sound-damping, in particular elastic, material and / or a surface structure for sound damping.

Durch die Verwendung des schalldämpfenden Materials bzw. der Oberflächenstruktur zur Schalldämpfung kann die Funktion eines konventionellen Schalldämpfers eines Abgasauspuffs erfüllt werden. By using the sound-damping material or the surface structure for sound damping, the function of a conventional muffler exhaust exhaust gas can be met.

Der mindestens eine Abgasströmungskanal weist vorzugsweise einen Katalysator zur Abgasnachbehandlung auf. The at least one exhaust gas flow channel preferably has a catalyst for exhaust gas aftertreatment.

Der Heckdiffusor umfasst vorzugsweise ferner mindestens einen Luftleitflügel zur Verbesserung der Aerodynamik des Kraftfahrzeugs, welcher in der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeugheck hin gerichtet ist. The rear diffuser preferably further comprises at least one air deflector for improving the aerodynamics of the motor vehicle, which is directed in the longitudinal direction of the motor vehicle towards the rear of the vehicle.

Dabei ist der mindestens eine Luftleitflügel in der Querrichtung des Kraftfahrzeugs betrachtet vorzugsweise zwischen zwei benachbarten der mindestens drei der Abgasausströmungsöffnungen angeordnet. In this case, the at least one air deflector in the transverse direction of the motor vehicle is preferably arranged between two adjacent ones of the at least three exhaust gas outflow openings.

Der Heckdiffusor umfasst vorzugsweise ferner mindestens eine Lufteinströmungsöffnung zur Aufnahme von Luft von der Umgebung des Kraftfahrzeugs sowie mindestens einen Luftströmungskanal zwischen der mindestens einen Lufteinströmungsöffnung und dem mindestens einen Abgasströmungskanal, welcher eingerichtet ist, die über die mindestens eine Lufteinströmungsöffnung aufgenommene Luft zu dem mindestens einen Abgasströmungskanal zu leiten. The rear diffuser preferably further comprises at least one air inflow port for receiving air from the surroundings of the motor vehicle and at least one air flow passage between the at least one air inflow port and the at least one exhaust flow channel configured to deliver the air received via the at least one air inflow port to the at least one exhaust flow channel conduct.

Der Heckdiffusor umfasst vorzugsweise ferner mindestens einen weiteren Verdichter, welcher in dem mindestens einen Luftströmungskanal angeordnet ist und eingerichtet ist, die von der mindestens einen Lufteinströmungsöffnung aufgenommene Luft zu komprimieren und (somit mit mehr Luftdruck) an den anschließenden mindestens einen Abgasströmungskanal weiterzuleiten. The rear diffuser preferably further comprises at least one further compressor disposed in the at least one air flow channel and configured to compress the air received from the at least one air inflow port and pass it (thus with more air pressure) to the subsequent at least one exhaust flow channel.

Vorzugsweise ist der Heckdiffusor einstückig, insbesondere in einem Umformungsverfahren, speziell in einem Gießverfahren oder in einem 3-D-Druckverfahren, ausgebildet. Preferably, the rear diffuser is integrally formed, in particular in a forming process, especially in a casting process or in a 3-D printing process.

Durch die einstückige Bildung vereint der Heckdiffusor die Funktionen der Schalldämpfung, der Verbesserung der Aerodynamik bzw. der Abgasnachbehandlung in einer einzigen Fahrzeugkomponente, womit die Montage des Kraftfahrzeugs erleichtet und Herstellungskosten des Kraftfahrzeugs reduziert werden kann. Due to the integral formation of the rear diffuser combines the functions of soundproofing, the improvement of the aerodynamics and the exhaust aftertreatment in a single vehicle component, thus mounting the motor vehicle lightened and manufacturing costs of the motor vehicle can be reduced.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Abgasanlage mit mindestens einer Abgasausströmungsöffnung zum Ableiten des Abgases eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs sowie einen zuvor beschriebenen Heckdiffusor, wobei der Heckdiffusor über die mindestens eine Abgaseinströmungsöffnung mit der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung der Abgasanlage strömungstechnisch verbunden ist. According to a further aspect of the invention, a motor vehicle is provided. The motor vehicle includes an exhaust system with at least one exhaust gas outlet opening for discharging the exhaust gas of an internal combustion engine of the motor vehicle and a rear diffuser described above, wherein the rear diffuser is fluidly connected via the at least one exhaust gas inlet opening with the at least one exhaust gas exhaust opening of the exhaust system.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Heckdiffusors sind, soweit im Übrigen, auf das oben genannte Kraftfahrzeug übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftfahrzeugs anzusehen. Advantageous embodiments of the rear diffuser described above are, insofar as otherwise applicable to the above-mentioned motor vehicle, also to be regarded as advantageous embodiments of the motor vehicle.

Kurze Beschreibung der Zeichnung: Brief description of the drawing:

Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: In the following, an exemplary embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings is explained in more detail. Showing:

1 in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einem Heckdiffusor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 in a schematic side view of a motor vehicle with a rear diffuser according to an embodiment of the invention;

2 in einer schematischen Unteransicht einen Querschnitt des in der 1 dargestellten Heckdiffusors. 2 in a schematic bottom view of a cross-section of the in 1 illustrated rear diffuser.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung: Detailed description of the drawing:

Das Kraftfahrzeug FZ in 1 umfasst einen Verbrennungsmotor VM zum Antrieb des Kraftfahrzeugs FZ sowie eine Abgasanlage AA, welche an einem Abgastrakt des Verbrennungsmotors VM strömungstechnisch angeschlossen ist und eingerichtet ist, das Abgas des Verbrennungsmotors VM abzuführen. The motor vehicle FZ in 1 comprises an internal combustion engine VM for driving the motor vehicle FZ and an exhaust system AA, which is fluidically connected to an exhaust tract of the internal combustion engine VM and is arranged to discharge the exhaust gas of the internal combustion engine VM.

Das Kraftfahrzeug FZ umfasst ferner einen Heckdiffusor HD, der am Fahrzeugheck FH im Bereich des Unterbodens verfestigt ist und über eine Abgaseinströmungsöffnung EO1 mit einer Abgasausströmungsöffnung der Abgasanlage AA strömungstechnisch verbunden ist. The motor vehicle FZ further comprises a rear diffuser HD, which is solidified at the rear of the vehicle FH in the region of the lower floor and is fluidly connected via an exhaust gas inlet opening EO1 with an exhaust gas outlet opening of the exhaust system AA.

Die 2 zeigt in einer schematischen Unteransicht den Heckdiffusor HD. The 2 shows a schematic bottom view of the rear diffuser HD.

Der Heckdiffusor HD ist in dieser Ausführungsform aus einem Kunststoff in einem Gießverfahren oder einem 3-D-Druckverfahren einstückig ausgebildet. The rear diffuser HD is integrally formed in this embodiment from a plastic in a casting process or a 3-D printing process.

Der Heckdiffusor HD umfasst eine Abgaseinströmungsöffnung EO1, über die der Heckdiffusor HD mit einer Abgasausströmungsöffnung der Abgasanlage AA strömungstechnisch verbunden ist. The rear diffuser HD comprises an exhaust gas inlet opening EO1, via which the rear diffuser HD is fluidically connected to an exhaust gas outlet opening of the exhaust system AA.

Der Heckdiffusor HD umfasst ferner eine Lufteinströmungsöffnung EO2 zum Einsaugen von Luft aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs FZ. The rear diffuser HD further comprises an air inflow opening EO2 for sucking in air from the surroundings of the motor vehicle FZ.

Der Heckdiffusor HD umfasst ferner fünf Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5, welche an einem dem Fahrzeugheck FH zugewandten Ende des Heckdiffusors HD ausgebildet sind. Dabei sind die fünf Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 in Längsrichtung LR, in Querrichtung QR und in Senkrechtrichtung SR des Kraftfahrzeugs FZ räumlich voneinander versetzt angeordnet. Zudem weisen die fünf Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 Querschnitte auf, welche unterschiedlich groß sind. The rear diffuser HD further comprises five exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5, which are formed on an end of the rear diffuser HD facing the vehicle rear end FH. In this case, the five exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 are spatially offset from one another in the longitudinal direction LR, in the transverse direction QR and in the vertical direction SR of the motor vehicle FZ. In addition, the five exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 have cross sections which are of different sizes.

Zwischen je zwei benachbarten Abgasausströmungsöffnungen AO1 und AO2; AO2 und AO3; AO3 und AO4; AO4 und AO5 weist der Heckdiffusor jeweils einen Luftleitflügel LF auf, welche in Form von fischrückkenflossenförmigen Vorsprüngen an dem Heckdiffusor HD geformt sind und in der Längsrichtung LR des Kraftfahrzeugs zum Fahrzeugheck FH hin gerichtet sind. Between each two adjacent exhaust gas outflow openings AO1 and AO2; AO2 and AO3; AO3 and AO4; AO4 and AO5, the rear diffuser each have a spoiler LF, which are shaped in the form of fischerrückkenflossenförmigen projections on the rear diffuser HD and are directed in the longitudinal direction LR of the motor vehicle to the vehicle rear FH out.

Der Heckdiffusor HD umfasst ferner einen Abgasströmungskanal AK, welcher zwischen der Abgaseinströmungsöffnung EO1 und den fünf Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 ausgebildet ist und eingerichtet ist, das Abgas von der Abgaseinströmungsöffnung EO1 zu den Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 zu leiten. The rear diffuser HD further includes an exhaust gas flow passage AK formed between the exhaust gas inflow port EO1 and the five exhaust outflow ports AO1, AO2, AO3, AO4, AO5, and configured to exhaust the exhaust gas from the exhaust gas intake port EO1 to the exhaust gas exhaust ports AO1, AO2, AO3, AO4. To lead AO5.

Der Abgasströmungskanal AK weist Kanalabschnitte KA auf, welche zur Schalldämpfung im Abgas ausgebildet sind. Dabei weisen die Kanalabschnitte KA Kanalwand WD auf, welche mit einem schalldämpfenden, elastischen Material beschichtet ist bzw. eine Oberflächenstruktur zur Schalldämpfung aufweist. The exhaust gas flow channel AK has channel sections KA, which are designed for sound absorption in the exhaust gas. In this case, the channel sections KA channel wall WD, which is coated with a sound-absorbing, elastic material or has a surface structure for sound attenuation.

Der Heckdiffusor HD umfasst ferner einen Luftströmungskanal LK, welche die Lufteinströmungsöffnung EO2 mit dem Abgasströmungskanal AK im Bereich nahe der Abgaseinströmungsöffnung EO1 strömungstechnisch verbindet. The rear diffuser HD further comprises an air flow channel LK, which fluidly connects the air inflow opening EO2 with the exhaust gas flow channel AK in the region near the exhaust gas inflow opening EO1.

Der Heckdiffusor HD umfasst ferner einen steuer-/regelbaren (Gas-)Verdichter VD, welcher in dem Abgasströmungskanal AK nahe den Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 angeordnet ist und eingerichtet ist, das über die Abgaseinströmungsöffnung EO1 aufgenommene Abgas bzw. die über die Lufteinströmungsöffnung EO2 aufgenommene Luft zu komprimieren und somit mit einem hohen Druck an die Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 zu leiten. The rear diffuser HD further includes a controllable (gas) compressor VD disposed in the exhaust gas flow passage AK near the exhaust gas outflow ports AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 and configured to receive the exhaust gas received via the exhaust gas intake port EO1 via the air inflow opening EO2 To absorb compressed air and thus to conduct with a high pressure to the exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5.

An den jeweiligen Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 weist der Heckdiffusor HD ferner jeweils eine steuer-/regelbare Blende BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 auf. At the respective exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5, the rear diffuser HD further has in each case a controllable diaphragm BL1, BL2, BL3, BL4, BL5.

Der Heckdiffusor HD umfasst ferner eine Steueranordnung SA, welche signalausgangsseitig mit dem Verdichter VD und den Blenden BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 elektrisch verbunden ist und eingerichtet ist, den Verdichter VD und die Blenden BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise zu steuern bzw. zu regeln. The rear diffuser HD further comprises a control arrangement SA which is electrically connected to the compressor VD and the shutters BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 on the signal output side and is set up, the compressor VD and the shutters BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 in FIG to control or regulate a manner to be described below.

Das Kraftfahrzeug FZ umfasst ferner einen Fahrgeschwindigkeitssensor GS, welcher eingerichtet ist, die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs FZ zu erfassen. Signalausgangsseitig ist der Fahrgeschwindigkeitssensor GS mit einem Signaleingang der Steueranordnung SA signaltechnisch verbunden. The motor vehicle FZ further comprises a vehicle speed sensor GS, which is set up to detect the driving speed of the motor vehicle FZ. On the signal output side, the vehicle speed sensor GS is signal-connected to a signal input of the control arrangement SA.

Nachdem der Ausbau des Heckdiffusors HD anhand der Figuren detailliert beschrieben wurde, wird nachfolgend dessen Funktion näher beschrieben:
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs FZ bilden sich abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs FZ hinter dem Kraftfahrzeug FZ Luftverwirbelungen, welche einen Luftunterdruck im Bereich hinter dem Fahrzeugheck FH verursachen. Der Luftunterdruck im Bereich hinter dem Fahrzeugheck FH bremst wiederum das Kraftfahrzeug FZ ab und verschlechtert somit die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs FZ. Dabei hängt das Ausmaß der abbremsenden Wirkung der Luftverwirbelungen von der Form und der Größe der Luftverwirbelungen ab. After the expansion of the rear diffuser HD has been described in detail with reference to the figures, its function is described in more detail below:
During the drive of the motor vehicle FZ, depending on the driving speed of the motor vehicle FZ, behind the motor vehicle FZ, air turbulences are formed which cause a negative air pressure in the area behind the vehicle rear FH. The negative air pressure in the area behind the vehicle rear FH in turn brakes the motor vehicle FZ and thus worsens the aerodynamics of the motor vehicle FZ. The extent of the deceleration effect of the air turbulences depends on the shape and the size of the air turbulences.

Um der abbremsenden Wirkung der Luftverwirbelungen entgegenzuwirken, soll vor allem die Bildung von großräumigen Luftverwirbelungen verhindert werden. In order to counteract the decelerating effect of air turbulence, especially the formation of large-scale air turbulence should be prevented.

Hierzu wird das Abgas, das der Heckdiffusor HD von der Abgasanlage AA aufnimmt über den Abgasströmungskanal AK zu dem Verdichter VD geleitet. In dem Verdichter VD wird das Abgas komprimiert und der Druck im Abgas erhöht. Anschließend wird das komprimierte Abgas in Form von Abgasstrahlungen ST mit einem hohen Druck über die Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 in den Bereich hinter dem Fahrzeugheck FH ausgestoßen. Die unter dem hohen Druck stehenden Abgasstrahlungen ST bilden laminare Strömungen, welche die Bildung von turbulenten Luftströmungen im Bereich hinter dem Fahrzeugheck FH permanent stören und somit verhindern, dass sich hinter dem Kraftfahrzeug FZ großräumige Luftverwirbelungen bilden. Durch die laminaren Abgasstrahlungen ST bilden sich im Bereich hinter dem Fahrzeugheck FH kleinräumige bzw. quasilaminare Luftströmungen LL mit vergleichsweise geringen Turbulenzen. Dadurch wird wirksam verhindert, dass hinter dem Kraftfahrzeug FZ Luftunterdruck entsteht. For this purpose, the exhaust gas, which receives the rear diffuser HD from the exhaust system AA via the exhaust gas flow channel AK to the compressor VD. In the compressor VD, the exhaust gas is compressed and the pressure in the exhaust gas is increased. Subsequently, the compressed exhaust gas in the form of exhaust gas streams ST at a high pressure is discharged via the exhaust gas outflow ports AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 into the area behind the vehicle rear FH. The exhaust gas emissions ST which are under high pressure form laminar flows which permanently disturb the formation of turbulent air flows in the area behind the rear of the vehicle FH and thus prevent large air turbulences forming behind the motor vehicle FZ. As a result of the laminar exhaust gas emissions ST, small-volume or quasi-laminar air flows LL with comparatively low turbulences form in the region behind the rear of the vehicle FH. This effectively prevents air behind the motor vehicle FZ creates negative pressure.

Zur Stärkung der Wirkung kann zusätzlich zu dem Abgas von der Abgasanlage AA noch Luft von der Umgebung des Kraftfahrzeugs über die Lufteinströmungsöffnung EO2 eingesaugt und in dem Abgasströmungskanal AK mit dem Abgas zu einem Abgas-Luft-Gemisch vermischt werden. Das Abgas-Luft-Gemisch wird dann in dem Verdichter VD komprimiert und in Form von Abgas-Luft-Strahlungen ST mit hohem Druck in den Bereich hinter dem Fahrzeugheck FH ausgestoßen. In order to enhance the effect, in addition to the exhaust gas from the exhaust system AA, air can still be sucked in from the surroundings of the motor vehicle via the air inflow opening EO2 and mixed with the exhaust gas in the exhaust gas flow channel AK to form an exhaust gas-air mixture. The exhaust gas-air mixture is then compressed in the compressor VD and ejected in the form of high-pressure exhaust air radiation ST in the area behind the vehicle rear FH.

Die Strömungsstärke der ausgestoßenen Abgas- bzw. Abgas-Luft-Strahlungen ST wird bei Bedarf abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs FZ geregelt. The flow rate of the expelled exhaust gas or exhaust gas-air radiation ST is regulated as needed depending on the driving speed of the motor vehicle FZ.

Hierzu steuert die Steueranordnung SA abhängig von der von dem vorgeschalteten Geschwindigkeitssensor GS übermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit den Verdichter VD, so dass das Agas- bzw. Abgas-Luft-Gemisch abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu einem Druck komprimiert wird. For this purpose, the control arrangement SA controls the compressor VD as a function of the vehicle speed transmitted by the upstream speed sensor GS, so that the Agas or exhaust-air mixture is compressed to a pressure depending on the current vehicle speed.

Alternativ oder zusätzlich dazu steuert die Steueranordnung SA die Blenden BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 an den jeweiligen Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5, so dass die Strömungsstärke der von den jeweiligen Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 ausströmenden Abgas- bzw. Abgas-Luft-Strahlungen ST geregelt werden. Dabei können die Abgas- bzw. Abgas-Luft-Strahlungen ST der jeweiligen Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 voneinander unabhängig individuell geregelt werden. Alternatively or additionally, the control arrangement SA controls the shutters BL1, BL2, BL3, BL4, BL5 at the respective exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5, so that the flow rate of the respective exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 outgoing exhaust gas or exhaust gas air emissions ST are regulated. In this case, the exhaust gas or exhaust gas-air radiation ST of the respective exhaust gas outflow openings AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 can be controlled independently of each other independently.

Mit den Kanalabschnitten KA, welche mit dem schalldämpfenden Material und/oder der Oberflächenstruktur zur Schalldämpfung versehen sind, wird Schallemission vom Abgas bzw. Abgas-Luft-Gemisch reduziert. With the channel sections KA, which are provided with the sound-absorbing material and / or the surface structure for sound damping, noise emission from the exhaust gas or exhaust-air mixture is reduced.

Die Luftleitflügel LF am Heckdiffusor HD verbessern zusätzlich die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs FZ durch ihre Sogwirkung. Durch die abwechselnde Anordnung von den Luftleitflügeln LF und den Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 werden Luftverwirbelungen im Bereich zwischen dem Heckdiffusor HD und dem Fahrboden infolge eines Luftunterdrucks durch die Agas- bzw. Abgas-Luft-Strahlungen ST unterbrochen. Dadurch wird die Sogwirklung der Luftleitflügel LF nochmals verbessert. The spoiler LF on the rear diffuser HD also improve the aerodynamics of the motor vehicle FZ by their suction effect. The alternating arrangement of the air guide vanes LF and the Abgasausströmungsöffnungen AO1, AO2, AO3, AO4, AO5 air turbulence in the area between the rear diffuser HD and the floor due to an air negative pressure through the Agas or exhaust air radiation ST interrupted. As a result, the suction effect of the airfoil LF is further improved.

Mit dem oben beschriebenen, einstückig ausgebildeten Heckdiffusor HD werden somit mindestens zwei Funktionen in einem einzigen Fahrzeugbauteil realisiert. Diese Funktionen sind die Schalldämpfung im Abgas und die dynamische Verbesserung der Aerodynamik des Kraftfahrzeugs FZ. With the above-described, integrally formed rear diffuser HD thus at least two functions are realized in a single vehicle component. These functions are the sound attenuation in the exhaust gas and the dynamic improvement of the aerodynamics of the motor vehicle FZ.

Claims (12)

Heckdiffusor (HD) für ein Kraftfahrzeug (FZ), umfassend: – mindestens eine Abgaseinströmungsöffnung (EO1) zur Aufnahme von Abgas aus einer Abgasanlage (AA) des Kraftfahrzeugs (FZ); – mindestens eine Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) zur Abgabe des Abgases in Form von einer Abgasströmung in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (FZ); – mindestens einen Abgasströmungskanal (AK) zwischen der mindestens einen Abgaseinströmungsöffnung (EO1) und der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5); – wobei die mindestens eine Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) zur Veränderung von Luftverwirbelungen am Fahrzeugheck (FH) des Kraftfahrzeugs (FZ) durch das Abgas in einer Längsrichtung (LR) des Kraftfahrzeugs (FZ) zum Fahrzeugheck (FH) hin gerichtet ist.  Rear diffuser (HD) for a motor vehicle (FZ), comprising: - At least one Abgaseinströmungsöffnung (EO1) for receiving exhaust gas from an exhaust system (AA) of the motor vehicle (FZ); - At least one Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) for discharging the exhaust gas in the form of an exhaust gas flow in an environment of the motor vehicle (FZ); - At least one exhaust gas flow channel (AK) between the at least one Abgaseinströmungsöffnung (EO1) and the at least one Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5); - wherein the at least one exhaust gas outflow opening (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) for changing air turbulence at the vehicle rear (FH) of the motor vehicle (FZ) by the exhaust gas in a longitudinal direction (LR) of the motor vehicle (FZ) to the vehicle rear (FH) directed. Heckdiffusor (HD) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen steuer-/regelbaren Verdichter (VD), welcher in dem mindestens einen Abgasströmungskanal (AK) angeordnet ist und eingerichtet ist, durch Komprimieren vom Abgas den Druck in der Abgasströmung zu regeln. The rear diffuser (HD) according to claim 1, further comprising a controllable compressor (VD) disposed in the at least one exhaust flow passage (AK) and configured to regulate the pressure in the exhaust gas flow by compressing the exhaust gas. Heckdiffusor (HD) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend mindestens eine steuer-/regelbare Blende (BL1, BL2, BL3, BL4, BL5), welche an der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) angeordnet ist und eingerichtet ist, den Volumenstrom der Abgasströmung zu regeln. A rear diffuser (HD) according to claim 1 or 2, further comprising at least one controllable orifice (BL1, BL2, BL3, BL4, BL5) disposed on the at least one exhaust outflow port (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) and is arranged to regulate the volume flow of the exhaust gas flow. Heckdiffusor (HD) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: – mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) zur Abgabe des Abgases in die Umgebung des Kraftfahrzeugs (FZ); – wobei die mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) zur Veränderung von den Luftverwirbelungen am Fahrzeugheck (FH) des Kraftfahrzeugs (FZ) durch das Abgas in Längsrichtung (LR) des Kraftfahrzeugs (FZ) zum Fahrzeugheck (FH) hin gerichtet sind und in der Längsrichtung (LR), in einer Querrichtung (QR) und/oder in einer Senkrechtrichtung (SR) des Kraftfahrzeugs (FZ) voneinander räumlich versetzt angeordnet sind. A rear diffuser (HD) according to any one of the preceding claims, further comprising: - At least three Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) for discharging the exhaust gas into the environment of the motor vehicle (FZ); - wherein the at least three exhaust gas outflow openings (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) for changing the air turbulence at the vehicle rear (FH) of the motor vehicle (FZ) by the exhaust gas in the longitudinal direction (LR) of the motor vehicle (FZ) to the vehicle rear (FH) are directed towards and in the longitudinal direction (LR), in a transverse direction (QR) and / or in a vertical direction (SR) of the motor vehicle (FZ) are arranged spatially offset from each other. Heckdiffusor (HD) nach Anspruch 4, wobei die mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) jeweils eine Querschnittfläche (QF) aufweisen, wobei die Querschnittflächen (QF) von mindestens zwei der mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) unterschiedlich groß sind. The rear diffuser (HD) according to claim 4, wherein the at least three exhaust outflow openings (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) each have a cross-sectional area (QF), the cross-sectional areas (QF) of at least two of the at least three exhaust outflow openings (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) are different in size. Heckdiffusor (HD) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Abgasströmungskanal (AK) mindestens einen Kanalabschnitt (KA) aufweist, welcher zur Schalldämpfung im Abgas ausgebildet ist. Rear diffuser (HD) according to one of the preceding claims, wherein the at least one exhaust gas flow channel (AK) has at least one channel section (KA), which is designed for sound absorption in the exhaust gas. Heckdiffusor (HD) nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine Kanalabschnitt (KA) eine Wand (WD) mit einem schalldämpfenden Material und/oder einer Oberflächenstruktur zur Schalldämpfung aufweist. Rear diffuser (HD) according to claim 6, wherein the at least one channel section (KA) has a wall (WD) with a sound-damping material and / or a surface structure for soundproofing. Heckdiffusor (HD) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens einen Luftleitflügel (LF), welcher in der Längsrichtung (LR) des Kraftfahrzeugs (FZ) zum Fahrzeugheck (FH) hin gerichtet ist. Rear diffuser (HD) according to one of the preceding claims, further comprising at least one spoiler (LF), which is directed in the longitudinal direction (LR) of the motor vehicle (FZ) to the vehicle rear (FH) out. Heckdiffusor (HD) nach Ansprüchen 4 und 8, wobei der mindestens eine Luftleitflügel (LF) in der Querrichtung (QR) des Kraftfahrzeugs (FZ) zwischen zwei benachbarten der mindestens drei Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) angeordnet ist. Rear diffuser (HD) according to claims 4 and 8, wherein the at least one air deflector (LF) in the transverse direction (QR) of the motor vehicle (FZ) between two adjacent of the at least three Abgasausströmungsöffnungen (AO1, AO2, AO3, AO4, AO5) is arranged. Heckdiffusor (HD) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: – mindestens eine Lufteinströmungsöffnung (EO2) zur Aufnahme von Luft von der Umgebung des Kraftfahrzeugs (FZ); – mindestens einen Luftströmungskanal (LK) zwischen der mindestens einen Lufteinströmungsöffnung (EO2) und dem mindestens einen Abgasströmungskanal (AK).  A rear diffuser (HD) according to any one of the preceding claims, further comprising: - At least one air inlet opening (EO2) for receiving air from the environment of the motor vehicle (FZ); - At least one air flow channel (LK) between the at least one air inlet opening (EO2) and the at least one exhaust gas flow channel (AK). Heckdiffusor (HD) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welcher ferner einstückig, insb. in einem Urformungsverfahren, speziell in einem Gießverfahren oder in einem 3D-Druckverfahren, ausgebildet ist. Rear diffuser (HD) according to one of the preceding claims, which is further formed integrally, in particular in a primary forming process, especially in a casting process or in a 3D printing process. Kraftfahrzeug (FZ), umfassend: – eine Abgasanlage (AA) mit mindestens einer Abgasausströmungsöffnung (AO) zum Ableiten des Abgases eines Verbrennungsmotors (VM) des Kraftfahrzeugs (FZ); – einen Heckdiffusor (HD) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Heckdiffusor (HD) über die mindestens eine Abgaseinströmungsöffnung (EO1) mit der mindestens einen Abgasausströmungsöffnung (AO) der Abgasanlage (AA) strömungstechnisch verbunden ist. Motor vehicle (FZ), comprising: - an exhaust system (AA) with at least one exhaust gas outlet opening (AO) for discharging the exhaust gas of an internal combustion engine (VM) of the motor vehicle (FZ); A Heckdiffusor (HD) according to one of the preceding claims, wherein the rear diffuser (HD) via the at least one exhaust gas inlet opening (EO1) with the at least one Abgasausströmungsöffnung (AO) of the exhaust system (AA) is fluidically connected.
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