DE102018202215A1

DE102018202215A1 - Luftführungselement eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018202215A1
Application number: DE102018202215.1A
Authority: DE
Inventors: Johannes Gesk; Mescha Kerner; Elmar Ningel; Hesam Omiditabrizi; Patrick Weiser; Max Philipp Wochner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-08-14

Abstract

Offenbart wird ein Fahrzeug (1) mit einer Vorderfont (2) und einem Heck (4) und mit mindestens einem Luftführungselement (26), das zumindest einen Lufteinlass (20) zum Einlassen von Luft in das Luftführungselement (26) und einen Luftauslass (28) zum Auslassen von Luft aus dem Luftführungselement (26) aufweist, wobei das Luftführungselement (26) einen Frontabschnitt (26-1), der zumindest einen Lufteinlass (28) aufweist, einen Heckabschnitt (26-3), der den Luftauslass (28) aufweist, und einen Mittelabschnitt (26-2) zur Luftstromführung von dem Frontabschnitt (26-1) zu dem Heckabschnitt (26-3) aufweist, wobei zumindest der Heckabschnitt (26-3) des Luftführungselements (26) kanalartig ausgebildet ist, und der Luftauslass (28) den durch das Luftführungselement (26) strömenden Luftstrom (L_s) in Fahrzeuglängsrichtung in einen Bereich hinter dem Heck (4) auslässt, wobei der Luftauslass (28) im unteren Bereich des Hecks (4) des Fahrzeugs (1) unterhalb einer am Heck (4) des Fahrzeugs (1) angeordneten Stoßstange (34) angeordnet, oder als ein Teil der Stoßstange (34) ausgebildet ist.

Description

Vorliegende Erfindung betriff ein Fahrzeug mit einer Vorderfront und einem Heck und mit mindestens einem Luftführungselement, das zumindest einen Lufteinlass zum Einlassen von Luft in das Luftführungselement und einen Luftauslass zum Auslassen von Luft aus dem Luftführungselement aufweist, wobei das Luftführungselement eine Luftführung von der Vorderfront zu dem Heck bereitstellt, sowie ein derartiges Luftführungselement.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Luftführungen am Fahrzeug bekannt, die unterschiedliche Bauteile des Fahrzeugs, insbesondere im Motorbereich und insbesondere einen Wärmetauscher kühlen, um eine Temperierung der Bauteile des Fahrzeugs, beispielsweise des Motors und/oder von Batteriemodulen oder elektronischen Zusatzteilen, mittels der Kühlluft direkt oder indirekt mit Hilfe des Wärmetauschers, der ein oder mehrere weitere Kühlmittelkreisläufe kühlt, zu ermöglichen. Dabei wird üblicherweise Luft durch einen Wärmetauscher und einen stromab des Wärmetauschers angeordneten Ventilator geleitet, um über den Wärmetauscher die Kühlmittelkreisläufe des Fahrzeugs mit der kühlenden Umgebungsluft zu versorgen. Abhängig von Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird der Ventilator aktiv betrieben oder wird über den Fahrtwind selbst in Rotation versetzt. Stromab des Ventilators wird die Luft im Bodenbereich des Fahrzeugs an die Umgebung abgegeben. Diese Kühlanordnung stellt einen hohen Luftwiderstand für das Fahrzeug dar, der zusätzlich erhöht wird, wenn die Luftmassen innerhalb des Motorraums stark umgelenkt werden. Dieser hohe Luftwiderstand zieht einen höheren Verbrauch nach sich, und im Fall von Elektrofahrzeugen reduziert der Luftwiderstand signifikant die Reichweite.
Da sich jedoch das Luftkühlungssystem als hocheffizient erwiesen hat, ist es Aufgabe vorliegender Erfindung auch bei bestehenden Luftkühlungssystemen den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 1, sowie ein Luftführungselement eines solchen Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 13 gelöst.
Im Folgenden wird ein Fahrzeug mit einer Vorderfront und einem Heck und mit mindestens einem Luftführungselement vorgestellt. Das Luftführungselement weist zumindest einen Lufteinlass zum Einlassen von Luft in das Luftführungselement und einen Luftauslass zum Auslassen von Luft aus dem Luftführungselement auf, wobei das Luftführungselement einen Frontabschnitt, der zumindest einen Lufteinlass aufweist, einen Heckabschnitt, der den Luftauslass aufweist, und einen Mittelabschnitt zur Luftstromführung von dem Frontabschnitt zu dem Heckabschnitt aufweist.
Um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu reduzieren, haben die Erfinder erkannt, dass insbesondere die Nachlaufströmung des Fahrzeugs einen signifikanten Anteil an dem Gesamtwiderstand des Fahrzeugs hat. Unter einer Nachlaufströmung wird die Luftströmung verstanden, die sich stromabwärts des Hecks des Fahrzeugs bildet. Die Nachlaufströmung weist üblicherweise mehrere an den Abrisskanten des Hecks gebildete Wirbel auf, die sich parabelförmig hinter dem Heck ausbreiten und eine Sogwirkung entgegengesetzt zu der Fahrtrichtung auf das Fahrzeug ausüben. Diese Sogwirkung trägt signifikant zum Gesamtluftwiderstand des Fahrzeugs bei. Um den von der Nachlaufströmung aufgrund ihrer Wirbel induzierten Luftwiderstand zu reduzieren wird vorgeschlagen, zumindest den Heckabschnitt des Luftführungselements kanalartig auszubilden, und den Luftauslass im Heckbereich derart anzuordnen und auszubilden, dass der durch das Luftführungselement strömende Luftstrom in Fahrzeuglängsrichtung in einen Bereich hinter dem Heck ausgelassen wird, wobei der Luftauslass in einem Bereich, insbesondere unterhalb, einer am Heck des Fahrzeugs angeordneten Stoßstange angeordnet ist oder in die Stoßstange integriert ist bzw. Teil dieser ist.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Luftführungselement Teil eines bereits vorhandenen Luftkühlungssystems des Fahrzeugs ist. Dieses Luftkühlungssystem weist üblicherweise mindestens einen Wärmetauscher und/oder mindestens einen Ventilator auf, wobei der Wärmetauscher dazu ausgelegt ist, einen oder mehrere Kühlmittelkreisläufe, die Bauteile des Fahrzeugs kühlen, mit dem durch das Luftführungselement bereitgestellten Luftstrom zu kühlen. Der bzw. die Wärmetauscher und der/die Ventilatoren können an beliebiger Stelle im Luftführungselement angeordnet sein. Außerdem ist ebenfalls möglich, dass der Ventilator im Saug- oder Druckbetrieb Luft in den Wärmetauscher führt, also stromauf und/oder stromabwärts des Wärmetauschers angeordnet ist.
Somit kann durch die Anordnung des Luftführungselements Kühlluft, die normalerweise für die Kühlung von Fahrzeugkomponenten verwendet wird, zu einer Optimierung der Nachlaufströmung und damit einer Reduktion des Gesamtluftwiderstands beitragen. Der Auslass in dem unteren Bereich der Stoßstange stellt eine besonders gute Nachlaufströmungsbeeinflussung sicher, so dass einer Wirbelbildung hinter dem Heck des Fahrzeugs entgegengewirkt werden kann.
Die Nachlaufströmung wird im Stand der Technik hauptsächlich durch das Anpassen der Heckform beeinflusst und ist, wie oben erwähnt, für einen großen Teil des Gesamtluftwiderstands verantwortlich. Durch das Zuführen von Luft aus dem Kühlsystem in den Heckbereich über das Luftführungselement kann dagegen die Nachlaufströmung derart beeinflusst werden, dass ihre Sogwirkung verringert wird.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel definiert der Luftauslass des Heckabschnitts des Luftführungselements eine erste obere Abrisskante und eine zweite untere Abrisskante, wobei die erste und die zweite Abrisskante axial zueinander versetzt ausgebildet sind. Dabei ist vorzugsweise die erste Abrisskante bündig mit einer Heckschürze des Fahrzeugs ausgebildet, und die zweite Abrisskante ist axial in Richtung der Vorderfront zurückgesetzt. Dadurch kann insbesondere eine im Wesentlichen wirbelfreie Luftströmung aus dem Luftauslass austreten und aufgrund ihrer laminaren Strömung bzw. gezielter gegenläufiger Wirbelbildung der Wirbelbildung in der Nachlaufströmung hinter dem Heck entgegenwirken.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Heckabschnitt an seiner Verbindung zum Mittelabschnitt eine erste Querschnittsfläche und an dem Luftauslass, insbesondere an der zweiten Abrisskante, eine zweite Querschnittsfläche auf, wobei die zweite Querschnittsfläche derart angepasst oder anpassbar ist, dass die zweite Querschnittsfläche größer, gleich oder kleiner als die erste Querschnittsfläche ist.
Über diese angepasste oder anpassbare zweite Querschnittsfläche kann die Luftströmung in dem Luftführungselement, insbesondere in dem Heckabschnitt, beschleunigt oder abgebremst werden, so dass durch die anpassbare Luftaustrittsgeschwindigkeit des Luftstroms aus dem Luftführungselement die Nachlaufströmung in dem Heckbereich des Fahrzeugs beeinflusst werden kann.
So wirkt beispielsweise bei einer Vergrößerung der zweiten Querschnittsfläche das Luftführungselement im Heckabschnitt wie ein Diffusor, während es bei einer Verkleinerung der zweiten Querschnittsfläche wie eine Düse wirkt. Dadurch kann die Ausströmgeschwindigkeit der Luft aus dem Luftauslass beeinflusst werden und damit die Nachlaufströmung hinter dem Fahrzeug. Darüber hinaus kann auch die Strömung in dem Luftführungselement selbst beeinflusst werden, so dass Staudrücke, gezielt beeinflusst werden können.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Heckabschnitt des Luftführungselements mindestens einen beweglichen Wandungsabschnitt aufweisen, der dazu ausgelegt ist, eine Größe der zweiten Querschnittsfläche anzupassen. Gleichermaßen ist es jedoch auch möglich den Heckabschnitt in einer vorab definierten Form auszubilden, bei der eine Anpassung der Relation der Querschnittsflächen zueinander im Betrieb des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist.
Soll die zweite Querschnittsfläche mittels des mindestens einen beweglichen Wandungsabschnitts anpassbar ausgestaltet sein, so ist, um eine möglichst strömungsgünstige Ausgestaltung zu erreichen, der mindestens eine bewegliche Wandungsabschnitt vorteilhafterweise dazu ausgelegt, die zweite Querschnittsfläche entlang der gesamten Länge in Richtung der Längsachse des Heckabschnitts graduell von der ersten Querschnittsfläche zu der zweiten Querschnittsfläche zu vergrößern oder zu verkleinern. Dabei kann beispielsweise der mindestens eine bewegliche Wandungsabschnitt im Bereich der ersten Querschnittsfläche drehbar gelagert sein, und im Bereich der zweiten Querschnittsfläche von einer ersten Maximalposition in eine zweite Maximalposition verschwenkbar sein. Die zwischen der ersten und der zweiten Maximalposition liegenden Zwischenpositionen können graduell oder stufenweise einstellbar sein.
Weiterhin kann, wie ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, dem mindestens einen beweglichen Wandungsabschnitt ein Steuergerät zugeordnet sein, das eine Einstellung des beweglichen Wandungsabschnitts auf die gewünschte Position vornimmt. Die tatsächliche Bewegung des beweglichen Wandungsabschnitts wiederum kann beispielsweise über einen zugeordneten Elektromotor, eine hydraulische oder pneumatische Vorrichtung, oder ein Seilzugsystem, über Kolben oder Pleuel erreicht werden. Selbstverständlich sind auch alle anderen Vorrichtungen, die eine Bewegung des beweglichen Wandungsabschnitts während des Betriebs des Fahrzeugs oder auch bei Stillstand des Fahrzeugs in einer Werkstatt ermöglichen, vom Schutzbereich der Anmeldung umfasst.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn sich der bewegliche Wandungsabschnitt über eine gesamte axiale Länge des Heckabschnitts des Luftführungselements erstreckt. Dadurch kann eine strömungsgünstige Form des Heckabschnitts bereitgestellt werden, da dann die Reduktion oder die Vergrößerung des Querschnitts nicht plötzlich, sondern kontinuierlich über die gesamte Länge erfolgt. Dies reduziert etwaige Staudrücke stromaufwärts des Heckabschnitts.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Einstellung der zweiten Querschnittsfläche nicht nur abhängig von der Nachlaufströmung, wie oben erwähnt, sondern kann auch von einem Staudruck der Luft im Luftführungselement, insbesondere in dem Frontabschnitt und/oder Mittelabschnitt, einer Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms in dem Luftführungselement, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Windgeschwindigkeit, einer Nachlaufströmungsform und/oder einer Heckform des Fahrzeugs abhängig sein.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist weiterhin in einem Innenraum des kanalartigen Heckabschnitts des Luftführungselements mindestens ein Luftleitelement angeordnet. Dieses mindestens eine Luftleitelement kann beispielsweise als starres oder bewegliches Luftleitelement, insbesondere in Form eines Blechs oder eines Flügels, ausgebildet sein. Das Luftleitelement beeinflusst ebenfalls die Strömungsrichtung, die Strömungsgeschwindigkeit und die Wirbelbildung des Luftstroms in dem Heckabschnitt bzw. am Luftauslass des Heckabschnitts.
Ist das Luftleitelement beweglich ausgestaltet, kann auch diesem ein Steuergerät zugeordnet sein, das die Position des Luftleitelements steuert. Das Steuergerät kann ein separates Steuergerät oder das gleiche Steuergerät wie für den beweglichen Wandungsabschnitt sein.
Analog zum beweglichen Wandungsabschnitt kann auch die Position des Luftleitelements über eine das Luftleitelement bewegende Vorrichtung, beispielsweise einen Elektromotor, Seilzugsystem, Kolbensystem oder ähnliches, erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist bevorzugt der Mittelabschnitt kanalartig ausgebildet, wobei vorzugsweise eine untere Wandung von einem Unterboden des Fahrzeugs und eine obere Wandung von einem dem Fahrgastraum zugewandten Element, beispielsweise einer Fahrzeugbatterieunterseite, ausgebildet ist. Weiterhin kann der Unterboden beispielsweise sandwichartig aufgebaut sein, wobei zwischen zwei Lagen des Unterbodens der Mittelabschnitt des Luftführungselements ausgebildet ist. Dabei kann die obere Struktur des Unterbodens beispielsweise die Batterieunterseite eines Batteriepacks, der im Mittelbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, sein.
Je nach Ausgestaltung der Luftführung von Front- zur Heckseite kann es weiterhin vorteilhaft sein, zwischen Luftführung im Mittelabschnitt und einem etwaigen Batterieunterboden eine thermische Isolierung bereitzustellen, um die Batterie nicht mit zusätzlicher thermischer Energie, die durch einen warmen Luftstrom bereitgestellt ist, zu versorgen. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn der Luftstrom bereits stromaufwärts des Mittelabschnitts einem Wärmetauscher und/oder einem Ventilator zugeführt wurde, um die Luftkühlung der Fahrzeugbauteile bereitzustellen. Der aus dem Wärmetauscher austretende Luftstrom kann dabei derart erwärmt sein, dass eine Kühlung eines stromabwärts angeordneten Batteriepacks nicht möglich ist. In diesem Fall verhindert die Isolierung, dass der Batteriepack zusätzlich erwärmt wird.
Auf der anderen Seite kann jedoch der Batteriepack auch einen derartigen Wärmeeintrag auf den Luftstrom ausüben, dass ein stromabwärts des Batteriepacks angeordneter Wärmetauscher zu wenig mit kühler Luft versorgt wird, so dass auch in diesem Fall eine Isolierung zwischen Batteriepack und Luftführungselement vorteilhaft ist.
Alternativ ist es aber auch möglich die Batterie direkt mit der Luft, die durch die Luftführung strömt, zu kühlen. Dann ist keine thermische Isolierung zwischen Unterboden und Batterie nötig, und es können zusätzliche Abzweigungen geschaffen werden, die einen Lufteinlass in Zwischenräume in dem Batteriepack von dem Luftführungselement aus ermöglicht.
Weiterhin können, wie oben erwähnt, in dem Luftführungselement Wärmetauscher und/oder Ventilatoren an geeigneter Stelle angeordnet sein, die dazu ausgelegt sind, Luft, die durch das Luftführungselement strömt, zur Kühlung von Kühlmittelkreisläufen oder anderen Elementen zu verwenden.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn das Luftführungselement, insbesondere im Mittelabschnitt mindestens eine Crashenergie aufnehmende Struktur, vorzugsweise in Form von mindestens einer Rippe, Sicke oder eines U- und/oder O-Profils, aufweist. Dadurch kann beispielsweise ein Überfahrschutz für die Batterie ausgebildet werden, die gleichzeitig die Luftführung von einem Front- zu einem Heckbereich ermöglicht.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist an dem Luftführungselement weiterhin mindestens ein Bypasselement vorgesehen, das dazu ausgelegt ist Luft, die in den Lufteinlass des Frontabschnitts eingetreten ist, an den Mittelabschnitt und/oder dem Heckabschnitt und/oder an einem mit dem Luftführungselement verbundenen Wärmetauscher und/oder an einem mit dem Luftführungselement verbundenen Ventilator vorbeizuführen. Dabei ist das Bypasselement weiterhin dazu ausgelegt, die vorbeigeführte Luft in den Heckabschnitt zu überführen und/oder teilweise an die Umgebung abzugeben. Durch diese Bypasselemente können die Länge der Luftführung und die Strömung in dem Luftelement an die Strömungsverhältnisse des Fahrzeugs optimal angepasst werden. Das bedeutet, dass eine Steuerung abhängig vom gewünschten und erforderlichen Luftmassenstrom für die Beeinflussung der Nachlaufströmung, der Außentemperatur, dem Kühlbedarf, den Druckverhältnissen, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einer Windgeschwindigkeit, der Bodenbeschaffenheit und/oder der Wetterlage sowie weiteren Einflussgrößen angepasst werden kann.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft ein Luftführungselement eines Fahrzeugs, wie oben beschrieben.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung von Strömungsverhältnissen von Luft um ein Fahrzeug aus dem Stand der Technik (1a) und gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung (1b);
2: schematische Darstellungen von verschiedenen Ausgestaltungen der Luftführung in dem Fahrzeug;
3: einen vergrößerten Detailabschnitt des Fahrzeugs aus 1b;
4: eine schematische Darstellung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
5: eine schematische Darstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
6: eine schematische Darstellung eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
7: eine schematische Darstellung eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels;
8: eine schematische Darstellung eines sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels; und
9: eine schematische Darstellung eines siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels; und
10: eine schematische Darstellung eines achten bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse von Luft um ein Fahrzeug 1 aus dem Stand der Technik (1a) und gemäß vorliegender Erfindung (1b).
1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer Frontpartie 2 und einer Heckpartie 4 das von Luft, gekennzeichnet durch die Pfeile, umströmt wird. Wie in 1 zu sehen, trifft die Luft auf die Frontpartie 2 des Fahrzeugs 1 und wird dort nach oben in Richtung des Dachbereichs und nach unten unter den Unterboden 8 des Fahrzeugs geleitet. Die Luft strömt weiter von dem Dach 6 in Richtung des Heckbereichs und über eine Abrisskante 10 am Heckbereich in den Raum hinter dem Fahrzeug. Analog strömt die Luft unterhalb des Fahrzeugs, entlang des Fahrzeugs, entlang des Unterbodens 8 in Richtung des Heckbereichs 4 und dort bis zu einer Abrisskante 12. Im Heckbereich entstehen an den Abrisskanten 10,12 Luftwirbel 14, die die sogenannte Nachlaufströmung 16 des Fahrzeugs bilden. Diese Nachlaufströmung 16 breitet sich wie dargestellt im Wesentlichen parabelförmig hinter dem Heck aus, und übt eine Sogwirkung entgegengesetzt zu der Fahrtrichtung auf das Fahrzeug aus. Diese Sogwirkung trägt signifikant zum Gesamtluftwiderstand des Fahrzeugs bei. Somit trägt die Nachlaufströmung 16 signifikant zum Gesamtluftwiderstand des Fahrzeugs bei und wird im Stand der Technik über die Form des Hecks bzw. Heckbereich 4 des Fahrzeugs 1 beeinflusst, sodass ihr Beitrag möglichst minimiert wird.
Üblicherweise strömt jedoch Luft nicht nur am Fahrzeug 1 vorbei, sondern auch in einen in der Frontpartie 2 ausgebildeten Lufteinlass 20, der wiederum dazu ausgebildet ist, die in das Fahrzeug strömende Luft einem Wärmetauscher 22 und einem Ventilator 24 zuzuführen, um eine Kühlung für die diversen Kühlkreisläufe des Fahrzeugs bereitzustellen. Dabei kann Luft auch über im Unterboden angeordnete Luftzufuhröffnungen in das Fahrzeug eingeführt werden.
Um den von der Nachlaufströmung 16 aufgrund ihrer Wirbel 14 induzierten Luftwiderstand zu reduzieren wird vorgeschlagen, diese Kühlluft zu verwenden, um die Nachlaufströmung 16 bzw. die Wirbelbildung 14 in der Nachlaufströmung 16 zu beeinflussen, so dass die Sogwirkung reduziert wird. Dazu wird vorgeschlagen ein Luftführungselement 26 zu verwenden, das Luft von dem Einlass 20 im Frontbereich 2 des Fahrzeugs 1 zu dem Heck 4 zu führen und dort aus einem Luftauslass 28 in Fahrzeuglängsrichtung als gerichteten Luftstrom L_S in einen Bereich hinter dem Heck auszulassen, wobei der Luftauslass 28 unterhalb einer am Heck 4 des Fahrzeugs angeordneten Stoßstange 34 angeordnet ist.
Im Stand der Technik dagegen wird, wie in 1a gezeigt, die Luft, die in den Wärmetauscher 22 bzw. in den Ventilator 24 eingebracht wurde, üblicherweise stromabwärts von Wärmetauscher 22 bzw. Ventilator 24 wieder in Richtung Boden aus dem Fahrzeug ausgelassen wird (siehe Pfeil L_a ) und von dort am Unterboden entlang zusammen mit der Luft, die üblicherweise am Unterboden entlangströmt, in Richtung Heck 4 geführt. Zwar sind Luftführungselement in das Heck bekannt, insbesondere wenn Wärmetauscher 22 zw. Ventilator 24 im Heck angeordnet sind, der Luftauslass erfolgt im Stand der Technik aber immer ungerichtet und in Richtung Boden 30.
Im Gegensatz dazu ist das erfindungsgemäße Luftführungselement 26, wie in 1b dargestellt, kanalartig ausgebildet und sorgt für eine gerichtete Luftstromführung zu und aus dem Luftauslass 28. Das in 1b und den folgenden Figuren dargestellte Luftführungselement 26 weist einen Frontabschnitt 26-1, einen Mittelabschnitt 26-2 und einen Heckabschnitt 26-3 auf. Alle drei Abschnitte sind fluidisch miteinander verbunden, so dass eine Luftführung von der Frontpartie 2 bis zur Heckpartie 4 durch das Fahrzeug ermöglicht ist.
Die Luftführung mittels des Luftführungselement 26 von dem Frontbereich 2 zum Heckbereich 4 hat den zusätzlichen Vorteil, dass eine Rückströmung der Kühlluft bei Stillstand und niederen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 1 unterbunden werden kann aufgrund der großen Distanz zwischen Einlass 20 und Auslass 28. Tritt Rückströmen auf, so führt dies zu deutlichen Effizienzeinbußen im Kühlsystem und/oder die Kühlleistung wird heruntergesetzt. Beide Größen hängen vom Temperaturunterschied zwischen der Temperatur der zur Kühlung aufgewendeten Luft und der Temperatur des Kühlmittels, beispielsweise aber nicht ausschließlich Wasser, im Wärmetauscher 22 ab. Dieser ist geringer falls schon erwärmte Kühlluft durch den Wärmetauscher 33 strömt. Durch das Unterbinden der Rückströmung der Kühlluft wird sichergestellt, dass das Kühlsystem zu jedem Zeitpunkt die an das Kühlsystem gestellten Anforderungen erfüllen kann.
Weiterhin weist der Heckabschnitt 26-3 des Luftführungselements den Luftauslass 28 auf, der, wie oben erwähnt, nicht wie im Stand der Technik zum Boden 30 gerichtet ist, sondern eine definierte Luftausströmung L_S im Heckbereich, unterhalb der Stoßstange 34, im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des Fahrzeugs ausstößt. Dieser Luftstrom L_S , der durch den Luftauslass 28 im Heckbereich des Fahrzeugs in Richtung der Fahrzeuglängsachse ausströmt, beeinflusst die Nachlaufströmung 16 und insbesondere die Bildung der Wirbel 14 derart, dass die Wirbelbildung signifikant reduziert ist. Dadurch wiederum wird der Gesamtluftwiderstand des Fahrzeugs reduziert.
Dabei kann der Lufteinlass 20 in das Luftleitelement 26 nicht nur über den Lufteinlass 20 im Frontbereich sondern auch über Lufteinlasse 32 im Unterboden 8 erreicht werden, die in einem Mittelbereich oder ebenfalls dem Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet sind.
Der Wärmetauscher 22 und der Ventilator 24 können dabei, wie in 1b gezeigt, dem Frontabschnitt 26-1 des Luftführungselements 26 zugeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, Wärmetauscher 22 und Ventilator 24 an beliebigen Stellen im Fahrzeug bzw. im Luftführungselement 26 anzuordnen.
So zeigt 2 weitere verschiedene beispielhafte Anordnungen für Wärmetauscher 22 und Ventilator 24 im Luftführungselement 26. In 2a sind Wärmetauscher 22 und Ventilator 24 beispielsweise im Heckabschnitt 26-3 angeordnet. Statt Wärmetauscher 22 und Ventilator 24 zusammen anzuordnen, ist es auch möglich, wie die 2b und 2c zeigen, die beiden Elemente in verschiedenen Abschnitten des Luftführungselements 26 anzuordnen.
Dabei ist insbesondere bevorzugt, den Wärmetauscher 22 im Mittelabschnitt 26-2 anzuordnen und den Ventilator 24 im Frontabschnitt 26-1 (2b) oder Heckabschnitt 26-3 (2c). Bei dieser Ausgestaltung kann der Wärmetauscher 22 zusätzliche Aufgaben, wie beispielsweise eine Kühlung von im Mittelbereich des Fahrzeugs angeordneten Batterien, übernehmen. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Luftführungselement 26 selbst zur Kühlung der Batterien verwendet werden.
Weiterhin ist möglich, dass dem Luftführungselement 26 ein oder mehrere Bypässe zugeordnet sind, die insbesondere einen effizienten Ventilatorbetrieb gewährleisten. Somit kann die Luft, für den Fall, dass der Wärmetauscher 22 und Ventilator 24 in der Frontbereich 2 liegen, im Notfall nach eben diesen zumindest teilweise zur Fahrzeugunterseite ausgeblasen werden. Sitzt der Wärmetauscher 22 und der Ventilator 24 im Fahrzeugheck kann ein Bypass vor diesen angeordnet sein, der es ermöglicht, zusätzliche Luft von der Fahrzeugunterseite anzusaugen. Genauso ist es möglich einen weiteren oder mehrere Bypässe zu verwenden, welche von dem Wärmetauscher 22 bzw. dem Ventilator 24 weiter entfernt positioniert sind, um die Länge der Luftführung den Gegebenheiten möglichst ideal anzupassen. Dies bedeutet, dass eine Steuerung abhängig von gewünschtem oder erforderlichem Luftmassenstrom, insbesondere aber nicht ausschließlich Kühlluftmassenstrom, der Außentemperatur, dem Kühlbedarf, den Druckverhältnissen, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder der Relativgeschwindigkeit zur Luft, der Bodenbeschaffenheit und/oder der Wetterlage sowie weiteren Einflussgrößen, möglich ist. Ist zudem der Ventilator als Querstromventilator und der Wärmetaucher als flacher Wärmetauscher ausgebildet, so ermöglicht das Zusammenspiel aus flachem Wärmetauscher, Querstromventilator und Luftführung entlang der Fahrzeugunterseite eine besonders umlenkungsarme, druckverlustarme Luftführung mit größtmöglicher Funktionsintegration.
Weiterhin kann es je nach Umgebungsbedingungen, beispielsweise jedoch nicht ausschließlich bei hoher Luftfeuchte oder hohen Temperaturen, bilanziert über das ganze Fahrzeug, weniger effizient sein, das komplette Luftführungselement zu durchströmen, weshalb ein Bypass insbesondere vor oder im Mittelbereich 26-2 geöffnet werden kann. Durch das gerichtete Ausströmen und geringfügige Umlenkung stromaufwärts kann zudem ein Rückströmen der Kühlluft weiter verhindert werden. Dadurch sinkt die Druckdifferenz, welche vom Ventilator 24 überwunden werden muss, weshalb dieser mit weniger Leistung die gewünschte Nutzleistung aufbringen kann.
Weiterhin ist möglich, dass das Luftführungselement 26 bzw. der Wärmetauscher 22 zusätzliche Aufgaben bei einem Crashfall übernehmen. So können diese Bauteile beispielsweise als Unterbodenschutz oder als Crashenergieaufnehmende Element ausgebildet sein. Dazu können im Luftführungselement 26 und/oder im Wärmetauscher 22 entsprechende Strukturen, wie beispielsweise Rippen und/oder Sicken ausgebildet sein, die eine Crashenergie aufnehmen und/oder weiterleiten und die Bauteile strukturell verstärken.
Insbesondere ist der Wärmetauscher 22 aufgrund seiner Bauweise, welche der einer Wabenstruktur ähnelt, eine geeignete Deformationsstruktur, welche im Fall eines Crashs Energie aufnehmen kann. Über die spezielle Ausgestaltung des Wärmetauschers, im speziellen jedoch einer Beabstandung von Rohren, welche das zu kühlende Medium führen, der Form der Kühllamellen bzw. Kühllamellenpakete und - paarungen, sowie einer Dicke des verwendeten Blechs, kann die Deformationsrate und die Deformationsgeschwindigkeit angepasst werden. Die Rohre dienen dabei beispielsweise als Versteifungsrahmen um Kräfte kontrolliert einzuleiten und zu verteilen, sodass ein möglichst großer Teil des Wärmetauschers 22 als Deformationsstruktur genutzt werden kann. Wenn nötig kann die Kraftleitung durch weitere Maßnahmen, wie beispielsweise die oben erwähnten Rippen oder Querstreben, unterstützt werden. In jedem Fall können Verstrebungen und Rippen genutzt werden, um die Crashenergie in den Wärmetauscher 22 einzuleiten. Neben der Verwendung des Wärmetauschers 22 als Crashstruktur können auch zumindest ein Teil der Kräfte und Impulse in das Luftführungselement 26 eingeleitet werden. Dieses kann dann ebenfalls zumindest einen Teil der Energie aufnehmen und/oder in andere Strukturen Richtung Heck ableiten, wie beispielsweise jedoch nicht ausschließlich Seitenschweller, welche ihrerseits die Crashenergie aufnehmen oder an eine entsprechende Struktur weiterleiten. Beide Maßnahmen erhöhen die Sicherheit der Fahrzeuginsassen in der Fahrgastzelle.
Egal wo Wärmetauscher 22 und Ventilator 24 im Luftführungselement 26 angeordnet sind und wie die Bauteile ausgestaltet sind, wird erfindungsgemäß die Luft immer in den Heckbereich 4 des Fahrzeugs über den Luftauslass 28 ausgelassen, um, wie in 1b gezeigt, die Nachlaufströmung 16 zu beeinflussen.
3 zeigt in vergrößerter Detailansicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Luftauslass 28 im Heckabschnitts 26-3des Luftführungselements 26. Wie 3 zu entnehmen, ist das Luftführungselement 26 und insbesondere der Auslass 28 des Luftführungselements 26 unterhalb eines Stoßfängers 34 eines Fahrzeugs angeordnet, beispielsweise kann der Luftauslass 28 in einem ähnlichen Bereich wie das Abgasrohr angeordnet sein. Wie weiterhin 3 zu entnehmen, weist der Luftauslass 28 des Luftführungselements eine erste Kante 36 und eine definierte Abrisskante 38 auf. Dabei ist die Sichtkante 36 als sicherheitsbedingte Abrisskante definiert, die derart ausgestaltet ist, dass eine Person an dieser Kante keine Verletzungen erfahren kann. Dabei ist insbesondere bevorzugt, wenn sich die Kante 36 im Wesentlichen nahtlos an die Umgebungsverkleidung des Heckbereichs 4, beispielsweise eine Heckschürze 40, anschließt. Da diese Kanten 36, 38 weiterhin strömungsrelevant ist, muss zudem sichergestellt werden, dass diese Kante 36, 38 auch bei leichten auffahrbedingten Krafteinwirkungen, sowie durch Fahren des Fahrzeugs im Alltag mit Streusalz und kleineren Steinen auf der Fahrbahn, nicht beschädigt wird. Die definierte Abrisskante 38 ist axial nach innen versetzt, so dass Beschädigungen an dieser Abrisskante leichter verhinderbar sind. Die Abrisskante 38 ist ebenfalls in Ihrer Form und Lage für die Beeinflussung der Nachlaufströmung 16 optimiert. Das bedeutet gleichzeitig, dass die Lage und Form der Kanten 36, 38 des Luftauslasses 28 je nach Heckform eines Fahrzeugs variieren können. Durch die Form der Abrisskanten 36, 38 kann eine möglichst gradlinige und wirbelfreie Luftströmung L_S definiert werden, die die Nachlaufströmung 16 wie unter Bezugnahme auf 1b erklärt, beeinflusst.
Weiterhin ist die Abrisskante 38 dazu ausgebildet die durch den Auslass 28 ausströmende Kühlluft mit der Luftströmung, die unter dem Fahrzeug durchgeführt wird, zusammenzuführen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Ausgestaltung des Heckabschnitts 26-3 des Luftleitelements 26, wobei 4 nur den Heckbereich 4 eines Fahrzeugs 1 zeigt. Auch in 4 ist wiederum der Luftauslass des Heckabschnitts 26-3 des Luftführungselements 26 in dem Heckbereich unterhalb der Stoßstange 34 ausgebildet und ermöglicht eine Kühlluftströmung L_S im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. Weiterhin ist in 4 gezeigt, dass sich der Heckabschnitt 26-3 des Luftführungselements 26 von einem maximalen Querschnitt Q₁ auf einen minimalen Querschnitt Q₂ verringert, wobei der erste maximale Querschnitt Q₁ dem Mittelbereich 26-2 des Luftführungselements 26 zugewandt ist, während der minimale Querschnitt Q₂ an dem Luftauslass 28 vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass sich eine Oberseite 42 des heckseitigen Abschnitts 26-3 und eine Unterseite 44 des Heckabschnitts 26-3 zueinander geneigt verlaufen, wobei sie einen Winkel β bilden. Dieser Winkel β kann beispielsweise kleiner als 10 Grad sein. Dadurch wird eine besonders gute und staudruckfreie Strömung in dem Heckabschnitt 26-3 erzeugt. Die Querschnittsveränderung bzw. Querschnittsflächenverengung von Querschnittsfläche Q₁ auf Querschnittsfläche Q₂ bewirkt, dass die Luft, die durch den Heckabschnitt 26-3 strömt, beschleunigt wird und als beschleunigter Luftstrom L_S aus dem Luftauslass 28 austritt. Dieser beschleunigte Luftstrom L_S sorgt dabei für eine besonders optimierte Beeinflussung der Nachlaufströmung.
Statt der starren und vordefinierten Verengung des Heckabschnitts 26-3 des Luftführungselements 26 kann die Position bzw. die Querschnittsflächen Q₁ bzw. Q₂ am Beginn bzw. am Ende des Heckabschnitts 26-3 des Luftführungselements 26 auch variabel gestaltet werden. So kann beispielsweise eines oder mehrere der Elemente, die den kanalförmigen Heckabschnitt 26-3 des Luftführungselements 26 bilden, beweglich ausgestaltet sein, so dass über eine Bewegung dieses Elements eine variierende Querschnittsrelation zwischen Querschnittsfläche Q₁ und Querschnittsfläche Q₂ erreicht werden kann.
Eine derartige Ausgestaltung ist beispielsweise in 5 gezeigt, bei der eine Oberseite 42 des Heckabschnitts 26-3 des Luftführungselements 26 als bewegliches Element ausgestaltet ist, das sich beispielsweise um eine Drehachse 46 am Anfang des Heckabschnitts 26-3 bewegen kann. Das bedeutet beispielsweise, dass die erste Querschnittsfläche Q₁ unveränderlich ist, während die zweite Querschnittsfläche Q₂ am Luftauslass 28 entsprechend variiert werden kann. So ist beispielsweise möglich den Winkel β zu vergrößern, indem beispielsweise die Querschnittsfläche Q₂ im Bereich des Luftauslasses 28 weiter verengt wird, oder es ist möglich, den Winkel β zu verkleinern, so dass sogar eine parallele Ausrichtung zwischen Oberseite 42 und Unterseite 44 des Heckabschnittsbereichs 26-3 möglich ist. Durch die variable Ausgestaltung kann die Luftströmung L_S noch weiter optimiert werden.
Selbstverständlich ist neben der Verengung der Querschnittsfläche Q₂ am Luftauslass 28 auch möglich, die Querschnittsfläche Q₂ im Vergleich zur Querschnittsfläche Q₁ zu vergrößern, so dass keine Düsenwirkung wie oben beschrieben, sondern eine Diffusorwirkung erzielt werden kann. Auch diese Ausgestaltung kann bei bestimmten Fahrsituationen die Nachlaufströmung derart beeinflussen, dass die Wirbelbildung im Heckbereich deutlich zurückgeht.
Weiterhin ist möglich, wie in den 6 bis 9 dargestellt, in einem Innenraum 48 des Heckabschnitts 26-3 des Luftleitelements 26 Luftleitelemente 50 einzubringen, die die Strömung weiter beeinflussen. Diese Luftleitelemente 50 können beispielsweise in Form von Leitblechen (siehe 6) die starr im Innenraum 48 angeordnet sind, ausgestaltet werden. Weiterhin ist möglich die Leitbleche 50, wie in 7 dargestellt, variabel zu gestalten, wobei beispielsweise die Leitbleche 50 drehbar an einer Drehachse 52 gelagert sind und über eine Betätigungseinrichtung 54, wie beispielsweise Gestänge, Seilzüge, Pleuel oder Schienen, in ihrer Position veränderbar sind.
Statt Leitblechen, wie in 6 und 7 dargestellt, können auch ein (8) oder mehrere (9) flügelförmige Luftleitelemente 56, 58 in dem Innenraum 48 des Heckabschnitts 26-3 des Luftführungselements 26 vorhanden sein und die Luftströmung in dem unteren Bereich 60 des Luftführungselements 26-3 über ihre winkelige Anstellung bezeichnet durch die Winkel γ und δ. Es können auch mehr als zwei Luftleitelemente verbaut werden. Die Luftleitelemente 50, 56, 58 sind jedoch so anzuordnen, dass die Strömung nicht abreißt. Durch diese Luftleitelemente 50, 56, 58 kann die Strömung und die Geschwindigkeit des Luftstroms L_S , der aus dem Luftauslass 28 austritt, derart beeinflusst werden, dass die im unteren Bereich 60 strömende Luft nochmals beschleunigt wird, so dass eine Feineinstellung der Beeinflussung und Optimierung der Nachlaufströmung 16 möglich ist.
Zum Verstellen bzw. Einstellen des beweglichen Elements 42 des Heckabschnitts 26-3, bzw. der Luftleitelemente 50, 56, 58 innerhalb des Heckabschnitts 26-3 kann ein zugeordnetes Steuer- und Betätigungssystem vorgesehen sein, das die Stellungen der beweglichen Elemente 42, 50, 56, 58 in Abhängigkeit beispielsweise der Fahrgeschwindigkeit, des Gegenwinds, der Druckverhältnisse im Strömungsführungselement 26 und/oder der Nachlaufströmung 16 definiert einstellt. Dazu können weiterhin an dem Fahrzeug ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, die ihre Daten an das Steuer- und Betätigungssystem liefern. Für die Ansteuerung und die Betätigung bzw. Bewegung können alle dem Fachmann geläufigen und/oder geeigneten Vorrichtungen verwendet werden.
Weiterhin kann, insbesondere bei Sportwagen, im unteren Wandungsabschnitt 44 des Heckabschnitts 26-3 des Luftführungselements 26 eine Öffnung 62 vorgesehen sein, die ebenfalls eine Abrisskante 64 definiert, über die ein Luftaustritt aus dem Luftführungselement 26 zusätzlich in Richtung Boden 30 möglich ist. Dieser Luftaustritt beschleunigt die Luftströmung im Unterbodenbereich und sorgt für einen besseren Anpressdruck des Fahrzeugs an den Boden, was insbesondere bei Sportwagen von Vorteil ist. Dabei ist weiterhin vorteilhaft, wenn dieser Auslass mittels eine Verschließelements, beispielsweise einer Klappe oder eines Schiebers, verschließbar und/oder in seiner Größe reduzierbar ist, so dass nur im Bedarfsfall Luft in Richtung Boden abgegeben wird. Zusätzlich können in dem Heckabschnitt eines oder mehrere oben beschriebenen Luftleitelement 50, 56, 58 vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, dass auf Luftleitelemente vollständig verzichtet wird.
Weiterhin ist insbesondere bei dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel vorteilhaft den Wandungsabschnitt 44 beweglich auszugestalten. Dadurch kann nicht nur die Luftströmung im Luftführungselement 26 selbst sondern auch die Luftströmung im Unterbodenbereich des Fahrzeugs, also zwischen Boden 30 und Heck 4 beeinflusst werden. Das bedeutet insbesondere, dass mit dem beweglichen Wandungsabschnitt 44 auch ein Winkel α zwischen Heck und Boden angepasst werden kann. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn der untere Wandungsabschnitt 44, beweglich oder starr, eine Flügelform aufweist. Es sollte jedoch explizit bemerkt werden, dass der bewegliche Wandungsabschnitt 44 unabhängig von den in 10 dargestellten Merkmalen auch bei anderen Ausführungsformen des Luftführungselements eingesetzt werden kann.
Um möglichst viel Luft aus der zusätzlichen Öffnung auszulassen, kann weiterhin über den beweglichen Wandungsabschnitt 42 und/oder 44 die zweite Querschnittsfläche Q₂ derart angepasst sein, dass sie größer ist als die erste Querschnittsfläche Q₁ .
Weiterhin sollte bemerkt werden, dass auch indem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Senkung des Luftwiderstands möglich ist, wobei hier besonders auf den Anstellwinkel α zu achten ist, da sonst zwar der Luftwiderstand reduziert wird, dies jedoch eine geringere Bodenhaftung bis hin zu einem Auftrieb des Fahrzeugs nach sich zieht kann, und somit die Fahreigenschaften des Fahrzeugs vor allem bei hohen Geschwindigkeiten verschlechtert werden. Abhilfe kann hier ein vergleichsweiser großer Winkel α von 15° oder mehr schaffen.
Weiterhin zeigt dieses Ausführungsbeispiel, dass der Heckabschnitt 26-3 auch zumindest teilweise in die Stoßstange integriert sein kann. Auch dies ist bei allen anderen Ausgestaltungen ebenfalls möglich.
Explizit sei nochmals erwähnt, dass Eigenschaften und Details, die in den Ausführungsbeispielen gezeigt sind, alle einzeln und in beliebiger Kombination mit anderen Merkmalen vorhanden sein können und nicht nur in der in den Figuren dargestellten Kombination vorliegen müssen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Frontpartie, -bereich
4: Heckpartie, -bereich
6: Dach
8: Unterboden
10, 12: Abrisskanten am Heck
14: Wirbel
16: Nachlaufströmung
20: Lufteinlass in Luftführungselement
22: Wärmetauscher
24: Ventilator
26: Luftführungselement
26-1: Frontabschnitt
26-2: Mittelabschnitt
26-3: Heckabschnitt
28: Luftauslass
30: Boden
32: Unterbodenlufteinlässe
34: Stoßstange
36, 38: Abrisskanten des Luftauslasses
40: Heckschürze
42: oberer Wandungsabschnitt Luftführungselement
44: Unterer Wandungsabschnitt Luftführungselement
46: Drehachse Wandungsabschnitt
48: Innenraum Heckabschnitt des Luftführungselements
50, 56, 58: Luftleitelement
60: unterer Bereich der Luftströmung im Heckabschnitt des Luftführungselements
62: Öffnung
64: Abrisskante
L_S: Luftströmung
Q₁: erster Querschnitt
Q₂: zweiter Querschnitt
α: Winkel zwischen Heckdiffusor und Fahrbahn/Boden
β: Winkel zwischen Heckdiffusor und oberer Wandung
γ: Luftströmungswinkel zwischen Heckdiffusor und (erstem) Leitelement
δ: Winkel zwischen erstem und letztem Leitelement

Claims

Fahrzeug (1) mit einer Vorderfont (2) und einem Heck (4) und mit mindestens einem Luftführungselement (26), das zumindest einen Lufteinlass (20) zum Einlassen von Luft in das Luftführungselement (26) und einen Luftauslass (28) zum Auslassen von Luft aus dem Luftführungselement (26) aufweist, wobei das Luftführungselement (26) einen Frontabschnitt (26-1), der zumindest einen Lufteinlass (28) aufweist, einen Heckabschnitt (26-3), der den Luftauslass (28) aufweist, und einen Mittelabschnitt (26-2) zur Luftstromführung von dem Frontabschnitt (26-1) zu dem Heckabschnitt (26-3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Heckabschnitt (26-3) des Luftführungselements (26) kanalartig ausgebildet ist, und der Luftauslass (28) den durch das Luftführungselement (26) strömenden Luftstrom (L_s) in Fahrzeuglängsrichtung in einen Bereich hinter dem Heck (4) auslässt, wobei der Luftauslass (28) im unteren Bereich des Hecks (4) des Fahrzeugs (1) in einem Bereich, insbesondere unterhalb, einer am Heck (4) des Fahrzeugs (1) angeordneten Stoßstange (34) angeordnet ist, oder als Teil der Stoßstange (34) ausgebildet ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, wobei der Luftauslass (28) des Heckabschnitts (26-3) des Luftführungselements (26) eine erste obere Abrisskante (36) definiert und eine zweite untere Abrisskante (38), wobei die erste und die zweite Abrisskante (36, 38) axial zueinander versetzt ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die erste Abrisskante (36) bündig mit einer Heckschürze (40) des Fahrzeugs (1) ausgebildet ist und die zweite Abrisskante (38) axial in Richtung der Vorderfront (2) zurückgesetzt ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Heckabschnitt (26-3) an seiner Verbindung zum Mittelabschnitt (26-2) eine erste Querschnittsfläche (Q₁) und an dem Luftauslass (28), insbesondere an der zweiten Abrisskante (38), eine zweite Querschnittsfläche (Q₂) aufweist, wobei die zweite Querschnittsfläche (Q₂) derart angepasst und/oder anpassbar ist, dass die zweite Querschnittsfläche (Q₂) größer, gleich oder kleiner als die erste Querschnittsfläche (Q₁) ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 3, wobei der Heckabschnitt (26-3) des Luftführungselements (26) mindestens einen beweglichen Wandungsabschnitt (42) aufweist, der dazu ausgelegt ist, eine Größe der zweiten Querschnittsfläche (Q₂) festzulegen.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 4, wobei sich der bewegliche Wandungsabschnitt (42) über eine gesamte axiale Länge des Heckabschnitts (26-3) des Luftführungselements (26) erstreckt.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Festlegung der zweiten Querschnittsfläche (Q₂) abhängig ist von einem Staudruck der Luft im Luftführungselement (26), insbesondere in dem Frontabschnitt (26-1) und/oder Mittelabschnitt (26-2), einer Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms (L_s) in dem Luftführungselement (26), einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Windgeschwindigkeit, einer Nachlaufströmung (16) und/oder einer Heckform (4) des Fahrzeugs (1).
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Innenraum (48) des kanalartigen Heckabschnitts (26-3) des Luftführungselements (26) mindestens ein Luftleitelement (50, 56, 58) angeordnet ist.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, wobei mindestens ein Luftleitelement (50, 56, 58) als starres oder bewegliches Luftleitelement, insbesondere in Form eines Blechs (50) oder eines Flügels (56, 58), ausgebildet ist.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mittelabschnitt (26-2) des Luftführungselements (26) kanalartig ausgebildet ist mit zumindest einer unteren Wandung und einer oberen Wandung, wobei die untere Wandung von einem Unterboden des Fahrzeugs und die obere Wandung von einem dem Fahrgastraum zugewandten Element, insbesondere einer Fahrzeugbatterieunterseite, ausgebildet ist.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Luftführungselement (26), vorzugsweise im Mittelabschnitt (26-2), mindestens eine Crashenergie aufnehmende Struktur, vorzugsweise in Form mindestens einer Rippe, Sicke und/oder eines U-Profils und/oder eines O-Profils, aufweist.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in oder an dem Luftführungselement (26) weiterhin mindestens ein Wärmetauscher (22) und/oder mindestens ein Ventilator (24) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Wärmetauscher (22) und/oder der Ventilator (24) in dem Frontabschnitt (26-1) und/oder dem Mittelabschnitt (26-2) angeordnet sind.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Luftführungselement (26) weiterhin mindestens eine Bypassvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgelegt ist, Luft, die in den Lufteinlass (20) des Frontabschnitts (26-1) eingetreten ist, an dem Mittelabschnitt (26-2) und/oder dem Heckabschnitt (26-3) und/oder an einem in dem Luftführungselement (26) angeordneten Wärmetauscher (22) und/oder an einem in dem Luftführungselement (26) angeordneten Ventilator (24) vorbeizuführen, wobei die Bypassvorrichtung weiterhin dazu ausgelegt ist, die vorbeigeführte Luft in den Heckabschnitt (26-3) zu überführen oder an die Umgebung abzugeben.
Luftführungselement (26) für ein Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.