-
Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die einen Unterboden und einen mit dem Unterboden verbundenen Aufbau aufweist, mitmehreren Fahrzeugrädern, die an der Karosserie abgestützt sind, und mit einer Luftleiteinrichtung, die am Unterboden angeordnet ist.
-
Ein solches Kraftfahrzeug ist beispielsweise aus der
DE 10 2014 007 691 A1 bekannt. Dabei ist die Luftleiteinrichtung aus mehreren Luftleitelemente gebildet, die in spezifischer Weise überlappend hintereinander angeordnet sind, was insbesondere beim Zusammenbau aufwändig ist. Ein weiterer Nachteil solcher Luftleitelemente ist darin zu sehen, dass sie permanent von dem Unterboden in Richtung des Untergrunds, auf dem das Kraftfahrzeug steht bzw. fährt, vorstehen und somit die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs dauerhaft einschränken.
-
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Kraftfahrzeug mit einer Luftleiteinrichtung anzugeben, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden können. Ferner sollen Strömungsschwankungen im Nachlauf der Räder und Radhäuser bzw. Radkästen verringert bzw. abgeschwächt werden, die zu Druckverlusten und somit einem höheren Widerstandsbeiwert führen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Vorgeschlagen wird also ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die einen Unterboden und einen mit dem Unterboden verbundenen Aufbau aufweist, mehreren Fahrzeugrädern, die an der Karosserie abgestützt sind, und einer Luftleiteinrichtung, die am Unterboden angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Luftleiteinrichtung wenigstens ein flächiges, insbesondere plattenförmiges Luftleitelement umfasst, das in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinter einer Radachse eines zugeordneten Fahrzeugrads angeordnet ist, wobei das Luftleitelement eine sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckende Elementlänge und eine sich im Wesentlichen in Höhenrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckende, insbesondere veränderliche Elementbreite aufweist, wobei die Elementlänge wenigstens gleich der maximalen Elementbreite ist und wobei das Luftleitelement eine vieleckige oder/und Rundungen aufweisende Umfangskontur aufweist, und dass das Luftleitelement relativ zu dem Unterboden beweglich ist, derart dass es in Abhängigkeit des Betriebs des Kraftfahrzeugs wahlweise in einer Ruhestellung oder einer Luftleitstellung einstellbar ist.
-
Durch das wahlweise in einer Ruhestellung oder einer Luftleitstellung einstellbare Luftleitelement, das stromabwärts einer Radachse eines zugeordneten Fahrzeugrades angeordnet ist, kann eine Verringerung des Widerstandbeiwertes erreicht werden. Dabei kann das Luftleitelement insbesondere in Betriebszuständen in seine Luftleitstellung eingestellt werden, in denen das Kraftfahrzeug einem großen Luftwiderstand ausgesetzt ist. Durch die Einstellbarkeit des Luftleitelements in der Ruhestellung kann in entsprechenden Betriebszuständen die maximale Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs bereitgestellt bzw. genutzt werden.
-
Die maximale Elementbreite des Luftleitelements kann etwa dem 0,1-fachen bis 0,9-fachen der Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs entsprechen. Dabei wird als Bodenfreiheit derjenige Abstand bezeichnet, der zwischen einem tiefsten Punkt des Unterbodens bzw. der Karosserie und einem Untergrund ausgebildet ist, auf dem das Kraftfahrzeug abgestützt ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Luftleitelement eine ausreichende Elementbreite aufweist, um einen entsprechenden aerodynamischen Effekt zu bewirken, ohne dass der Betrieb des Kraftfahrzeugs aufgrund eines zu geringen Abstands zwischen Untergrund und Luftleitelement beeinträchtigt wird. Nimmt man rein beispielhaft einen für Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, üblichen Wert für die Bodenfreiheit als Basis können sich für die Elementbreite Werte von etwa 1 cm bis etwa 25cm ergeben, insbesondere von etwa 4cm bis 20cm.
-
Eine Vorderkante des Luftleitelements kann in Breitenrichtung (Y) des Kraftfahrzeugs entlang eines Radkastens eines betreffenden Fahrzeugrades angeordnet sein.
-
Dabei kann die Vorderkante des Luftleitelements bezogen auf eine Laufflächenbreite eines betreffenden Fahrzeugrades mittig oder zu einer Außenseite hin angeordnet sein. Weiter kann das Luftleitelement bezogen auf eine der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzte Luftströmungsrichtung stromabwärts der Radachse so ausgerichtet sein, dass das Luftleitelement im Wesentlichen in Stromlinienrichtung ausgereichtet ist, insbesondere entlang der Stromlinien eines zeitlich gemittelten Geschwindigkeitsfeldes ausgerichtet ist.
-
Das Kraftfahrzeug kann zwei Vorderräder aufweisen, wobei hinter jedem Vorderrad ein jeweiliges vorderes Luftleitelement angeordnet sein kann. Dabei kann ein Abstand zwischen einer Vorderkante des vorderen Luftleitelements und einem Übergangsbereich zwischen Unterboden und vorderem Radkasten gleich groß wie oder kleiner als die Elementlänge (EL) sein. Beispielsweise kann der Abstand bis 10cm betragen. Dabei kann als Übergangsbereich zwischen Unterboden und Radkasten insbesondere eine zwischen dem Radkasten und dem Unterboden ausgebildete Kante angenommen werden. Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass die Anordnung des vorderen Luftleitelements möglichst nahe an dem betreffenden Vorderrad eine verbesserte Wirkung auf die Reduktion des Widerstandbeiwertes aufweist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch die Anordnung eines Luftleitelements derart, dass seine Vorderkante über den Übergangsbereich in Richtung des betreffenden Vorderrades vorsteht. Mit anderen Worten ist die Vorderkante des Luftleitelements näher an dem Vorderrad angeordnet als die zwischen dem Unterboden und dem Radkasten ausgebildete Kante.
-
Das vordere Luftleitelement kann im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sein. Hierdurch ist das vordere Luftleitelement in dem Bereich nahe hinter dem betreffenden Vorderrad so in der dort vorherrschenden Luftströmung ausgerichtet, dass keine Schräganströmung des vorderen Luftleitelements vorliegt.
-
Das Kraftfahrzeug kann zwei Hinterräder aufweisen, wobei hinter jedem Hinterrad ein jeweiliges hinteres Luftleitelement angeordnet sein kann. Dabei kann ein Abstand zwischen einer Vorderkante des hinteren Luftleitelements und einem Übergangsbereich zwischen Unterboden und hinterem Radkasten gleich groß wie oder kleiner als die Elementlänge (EL) sein. Beispielsweise kann der Abstand bis 10cm betragen. Dabei kann als Übergangsbereich zwischen Unterboden und Radkasten insbesondere eine zwischen dem Radkasten und dem Unterboden ausgebildete Kante angenommen werden. Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass die Anordnung des hinteren Luftleitelements möglichst nahe an dem betreffenden Hinterrad eine verbesserte Wirkung auf die Reduktion des Widerstandbeiwertes aufweist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch die Anordnung eines Luftleitelements derart, dass seine Vorderkante über den Übergangsbereich in Richtung des betreffenden Hinterrades vorsteht. Mit anderen Worten ist die Vorderkante des Luftleitelements näher an dem Hinterrad angeordnet als die zwischen dem Unterboden und dem Radkasten ausgebildete Kante.
-
Das hintere Luftleitelement kann geneigt zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sein. Hierdurch ist das hintere Luftleitelement in dem Bereich nahe hinter dem betreffenden Hinterrad so in der dort vorherrschenden Luftströmung ausgerichtet, dass keine Schräganströmung oder lediglich eine Schräganströmung des hinteren Luftleitelements etwa in einem Bereich von bis zu 10° vorliegt. Bei einer Schräganströmung bis zu 10° kann auch von einer leichte Anstellung gegenüber der zeitlich gemittelten Stromlinien gesprochen werden. Dabei kann das hintere Luftleitelement auch dazu eingerichtet sein, das sogenannte Nachlaufgebiet hinter dem Fahrzeug zu verkleinern oder/und die Funktionsweise eines Unterbodendiffusors zu verbessern.
-
Das Luftleitelement, insbesondere vordere oder/und hintere Luftleitelemente, kann schwenkbar an dem Unterboden oder/und versenkbar in dem Unterboden angebracht sein. Hierdurch kann das Luftleitelement in seiner Ruhestellung nahe am Unterboden bzw. in dem Unterboden versenkt gehalten sein, so dass es in der Ruhestellung keine Einwirkung auf den Luftwiderstandsbeiwert hat.
-
Das Luftleitelement kann relativ zu dem Unterboden translatorisch beweglich sein. Dabei kann die Translationsrichtung insbesondere entlang oder parallel zu der Höhenrichtung des Fahrzeugs sein. Insoweit kann ein derart bewegliches Luftleitelement aus einer im Unterboden vorgesehen Öffnung ausgefahren oder in diese wieder eingefahren werden, beispielsweise in der Art eines Schiebers.
-
Dabei kann das Luftleitelement in Abhängigkeit von einer Einstellung eines Fahrwerks des Fahrzeugs mehr oder weniger von dem Unterboden in Richtung des Untergrunds vorstehen. Hierdurch kann das Luftleitelement in seiner Luftleitstellung variabel eingestellt werden. Anders ausgedrückt kann in Abhängigkeit von der Fahrwerkeinstellung das vollständige oder teilweise Ausfahren bzw. Einfahren des Luftleitelements bewirkt werden, so dass für jede Fahrwerkseinstellung eine optimierte Positionierung des Luftleitelements in seiner Luftleitstellung ermöglicht ist.
-
Alternativ kann das Luftleitelement eine mit einem Fluid wiederholt befüllbare Hülle aufweisen, die in der Ruhestellung unbefüllt und in der Luftleitstellung unter Druck befüllt ist, derart dass die mit Fluid gefüllte Hülle eine gewünschte, insbesondere plattenartige Form aufweist. Durch Erzeugen eines entsprechenden Überdrucks in der Hülle des Luftleitelements kann eine ausreichende Stabilität erreicht werden, so dass das aufgeblasene Luftleitelement in der Luftströmung die gewünschte aerodynamische Wirkung erzielt.
-
Das Luftleitelement kann in Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von der Ruhestellung in die Luftleitstellung oder umgekehrt bewegbar sein. Dabei kann dem Luftleitelement ein Aktuator zugeordnet sein, der dazu eingerichtet ist, eine automatisierte Bewegung des Luftleitelements von der Ruhestellung in die Luftleitstellung oder umgekehrt zu bewirken. Der Aktuator kann beispielsweise ein Elektromotor sein oder ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb. Als Aktuator kann im Fall eines Luftleitelements mit aufblasbarer Hülle auch eine Fluid- bzw. Luftpumpe verstanden werden, durch die das Aufblasen der Hülle des Luftleitelements ermöglicht wird.
-
Der Aktuator kann mit einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs verbunden sein, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Aktuator in Abhängigkeit von detektierten Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs anzusteuern. Hierdurch kann der Aktuator bzw. das entsprechende Luftleitelement beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit von der Ruhestellung in die Luftleitstellung umgestellt werden.
-
Die hier vorgestellte Luftleiteinrichtung mit den Luftleitelementen hat einen positiven Einfluss auf den Widerstandsbeiwert hinter einer Vorderachse bzw. hinter einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs. Bei durchgeführten Versuchen konnte durch vordere Luftleitelemente oder/und hintere Luftleitelemente konnte eine Verbesserung des Widerstandbeiwertes cw in Strömungssimulation und Windkanalexperiment erreicht werden.
-
Das Luftleitelement kann aus einem Metall, einer Metalllegierung oder aus Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein. Für die vorliegende Anwendung und Anordnung im Bereich hinter einem Fahrzeugrad kann das Luftleitelement als im Wesentlichen rechteckige Platte ausgeführt sein.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 eine vereinfachte und schematische Ansicht auf ein Kraftfahrzeug von unten mit beispielhaft eingezeichneten Stromlinien eines zeitlich gemittelten Strömungsfeldes am Unterboden;
- 2 die vereinfachte und schematische Ansicht auf das Kraftfahrzeug von unten gemäß 1 mit vorderen und hinteren Luftleitelementen;
- 3 ein Luftleitelement in Form einer im Wesentlichen rechteckigen Platte;
- 4 in den Teilfiguren A) und B) jeweils eine vereinfachte und schematische Schnittdarstellung etwa entsprechend der Schnittlinie IV-IV der 2; und
- 5 eine der 2 entsprechende vereinfachte Ansicht, wobei Bereiche gekennzeichnet sind, innerhalb derer Luftleitelemente angebracht werden.
-
1 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 10 von unten. Das Kraftfahrzeug 10 weist einen Unterboden 12 auf, der Teil einer sonst nicht weiter dargestellten Karosserie ist. In der Darstellung sind ferner Vorderräder 14 und Hinterräder 16 dargestellt. Ferner sind vordere Radkästen 18 und hintere Radkästen 20 ersichtlich. Die Vorderräder 14 sind um eine Vorderachse VA drehbar gelagert. Die Hinterräder 16 sind um eine Hinterachse HA drehbar gelagert. Die Vorderachse VA und die Hinterachse HA sind hier rein zeichnerisch wiedergegeben in einem Zustand, wenn die üblicherweise lenkbaren Vorderräder 14 in Geradeausstellung angeordnet sind.
-
In 1 sind jeweils vereinfacht und gestrichelt Stromlinien SL von anströmender Luft gezeigt, wenn das Fahrzeug vorwärts bewegt wird, was durch den Pfeil VFR für die Vorwärtsfahrtrichtung angedeutet ist. Eine Fahrzeuglängsrichtung entspricht der X-Richtung und eine Fahrzeugbreitenrichtung entspricht der Y-Richtung. Zu diesen beiden Richtung X und Y ist eine Höhenrichtung Z des Kraftfahrzeugs 10 orthogonal.
-
In der 2 ist das Kraftfahrzeug 10 der 1 erneut wiedergegeben, allerdings ohne Strömungslinien SL. 2 zeigt in vereinfachter und schematischer Weise eine Luftleiteinrichtung 22. Die Luftleiteinrichtung 22 umfasst in diesem Beispiel zwei vordere Luftleitelemente 24 und zwei hintere Luftleitelemente 26. Es wird darauf hingewiesen, dass die Luftleiteinrichtung 22 für das Fahrzeug 10 auch nur vordere Luftleitelemente 24 oder nur hintere Luftleitelemente 26 aufweisen kann. Die Luftleitelemente 24, 26 sind hier ebenfalls in einer Draufsicht von unten gezeigt. Die in den Luftleitelementen 24, 26 dargestellte Schraffur dient lediglich der besseren Kenntlichmachung in der Darstellung und soll nicht auf eine Schnittdarstellung hinweisen.
-
Im dargestellten Beispiel sind die Luftleitelemente 24, 26 als im Wesentlichen rechteckige Platten ausgeführt, wie dies in 3 gezeigt ist. Dabei weist jedes Luftleitelement eine Elementlänge EL und eine Elementbreite EB auf. Dabei ist die Elementbreite EB in Höhenrichtung Z des Kraftfahrzeugs 10 im Wesentlichen konstant. Die Elementlänge EL ist dabei mindestens gleich der Elementbreite EB. Die Elementlänge EL kann aber auch ein Vielfaches der Elementbreite EB betragen, wie beispielsweise das Doppelte oder Dreifache, oder das Vielfache einer rationalen Zahl. Ferner weist jedes Luftleitelement 24, 26 eine Vorderkante 28, eine Hinterkante 30, eine Unterkante 32 und eine Oberkante 34 auf. Die Luftleitelemente 24, 26 können aber auch trapezförmig ausgebildet sein oder eine andere Vieleckform aufweisen. Entsprechend kann die Elementbreite EB in der Höhenrichtung Z entlang der Elementlänge EL auch variabel sein. Beispielsweise kann die Elementbreite EB kontinuierlich zunehmen oder abnehmen oder sich kann alternierend zunehmen und abnehmen. Die Ecken bzw. Kanten des Luftleitelements 24, 26 können strömungsgünstig gerundet ausgebildet sein.
-
Die vorderen Luftleitelemente 24 sind hinter bzw. stromabwärts (bezogen auf die Stromlinien SL von anströmender Luft) von den Vorderrädern 14 angeordnet. Eine jeweilige Vorderkante 28 der vorderen Luftleitelemente 24 ist mit einem geringen Abstand AB von einer hinteren Kante 36 des vorderen Radkastens 18 angeordnet. Der Abstand AB kann maximal der Elementlänge EL eines betreffenden Luftleitelements 24 entsprechen. Beispielsweise kann der Abstand bis etwa 10cm betragen. Die hintere Kante 36 der vorderen Radkästen 18 kann auch als Übergangsbereich zwischen dem Unterboden 12 und dem jeweiligen vorderen Radkasten 18 bezeichnet werden.
-
Die vorderen Luftleitelemente 24 sind im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Anders ausgedrückt sind die vorderen Luftleitelemente 24 bezogen auf die Stromlinien SL (1) so angeordnet, dass sie nicht schräg angeströmt werden, sondern im Wesentlichen parallel zu den Stromlinien verlaufen.
-
Die hinteren Luftleitelemente 26 sind hinter bzw. stromabwärts (bezogen auf die Stromlinien SL von anströmender Luft) von den Hinterrädern 16 angeordnet. Eine jeweilige Vorderkante 28 der hinteren Luftleitelemente 26 ist mit einem geringen Abstand AB von einer hinteren Kante 38 des hinteren Radkastens 20 angeordnet. Der Abstand AB kann maximal der Elementlänge EL eines betreffenden Luftleitelements 26 entsprechen. Beispielsweise kann der Abstand bis etwa 10cm betragen. Die hintere Kante 38 der hinteren Radkästen 20 kann auch als Übergangsbereich zwischen dem Unterboden 12 und dem jeweiligen hinteren Radkasten 20 bezeichnet werden.
-
Die hinteren Luftleitelemente 26 sind geneigt zur Längsrichtung X des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Anders ausgedrückt sind die hinteren Luftleitelemente 26 bezogen auf die Stromlinien SL (1) so angeordnet, dass sie nicht schräg angeströmt werden, sondern im Wesentlichen parallel zu den Stromlinien SL verlaufen.
-
Die Anordnung von Luftleitelementen 24, 26 hinter den Vorderrädern 14 bzw. hinter den Hinterrädern 16 beruht auf der Erkenntnis, dass es bei den Strömungsverhältnissen im Bereich der Räder 14, 16 und Radkästen (Radhäuser) 18, 20 zu Ablösungsprozessen kommt, die zu starken Schwankungen in den Geschwindigkeitskomponenten der Luftströmung in Fahrzeugquerrichtung Y kommt. Derartige radnahe Schwankungen bzw. Fluktuationen können durch die hier vorgestellten Luftleitelemente 24, 26 unterbunden oder verringert werden, so dass ein Basisdruck an der Radrückseite erhöht wird und ein Gesamtwiderstandsbeiwert gesenkt werden kann.
-
4A zeigt eine stark vereinfachte Schnittdarstellung etwa entsprechend der Schnittlinie IV-IV der 2. Ersichtlich sind aus der 4A der Unterboden 12 (teilweise), ein sich seitlich nach oben erstreckender Karosserieabschnitt 40 und ein Vorderrad 14. Das Vorderrad 14 ist auf einem Untergrund 42 abgestützt dargestellt. Aus der 4A ist ersichtlich, dass das Luftleitelement 24 zwischen einer gestrichelt dargestellten Luftleitstellung und einer Ruhestellung beweglich am Unterboden 12 angebracht ist. Im gezeigten Beispiel kann das Luftleitelement 24 nach oben bzw. nach unten geschwenkt werden, etwa um eine Schwenkachse SA. Im dargestellten Beispiel ist im Unterboden 12 eine Vertiefung 44 ausgebildet, in der das in seine Ruhestellung nach oben geschwenkte Luftleitelement 24 aufgenommen ist, insbesondere versenkt ist.
-
Neben dem in 4A gezeigten Schwenken des Luftleitelements 24 von einer Ruhestellung in eine Luftleitstellung und umgekehrt können auch andere Bewegungen für das Luftleitelement 24 umgesetzt werden. Beispielsweise kann das Luftleitelement 24 auch linear nach oben bzw. unten bewegt bzw. verfahren werden. Dies ist beispielhaft in der 4B gezeigt. Dabei ist das Luftleitelement 24 relativ zu dem Unterboden 12 translatorisch (Translationsrichtung TR) beweglich, insbesondere entlang oder parallel zu der Höhenrichtung Z des Fahrzeugs 10. Somit kann das Luftleitelement 24 in Abhängigkeit einer Einstellung eines Fahrwerks des Fahrzeugs 10 mehr oder weniger von dem Unterboden 12 in Richtung des Untergrunds 42 vorstehen. Hierdurch kann das Luftleitelement 24 in seiner Luftleitstellung (gestrichelt dargestellt) variabel eingestellt werden. Anders ausgedrückt kann in Abhängigkeit von der Fahrwerkeinstellung das vollständige oder teilweise Ausfahren bzw. Einfahren des Luftleitelements 24 aus bzw. in die Vertiefung 44 bewirkt werden, so dass für jede Fahrwerkseinstellung eine optimierte Positionierung des Luftleitelements 24 in seiner Luftleitstellung ermöglicht ist.
-
Aus der 4 ist ferner noch der Abstand BF ersichtlich zwischen dem Unterboden 12 und dem Untergrund 42. Der Abstand BF kann auch als Bodenfreiheit bezeichnet werden. Das Luftleitelement 24 weist üblicherweise eine Elementbreite EB auf, die etwa dem 0,1-fachen bis 0,9-fachen der Bodenfreiheit BF des Kraftfahrzeugs 10 entspricht. Eine hohe Effektivität des Luftleitelements konnte für eine Elementbreite EB festgestellt werden, die etwa dem 0,4-fachen bis 0,6-fachen der Bodenfreiheit entspricht.
-
Aus den 2 und 4 ist ferner ersichtlich, dass das Luftleitelement 24 bezogen auf eine Breite des Vorderrades 14 etwa mittig bzw. von der Mitte zur Außenseite des Fahrzeugs 10 hin angeordnet ist.
-
Das für ein vorderes Luftleitelement 24 in Bezug auf die 4 oben Erläuterte gilt in gleicher Weise auch für ein hinteres Luftleitelement 26.
-
5 zeigt das Kraftfahrzeug der 2 mit den Luftleitelementen 24, 26. Mit gekreuzter Schraffur sind vordere Bereiche 46 und hintere Bereiche 48 angedeutet, innerhalb derer die Anordnung der Luftleitelemente 24, 26 erfolgen sollte. Für die vorderen Luftleitelemente 24 hat sich gezeigt, dass eine grö-ßere Elementlänge EL zu einer wirksameren Verbesserung der aerodynamischen Strömungsverhältnisse führt. Allerdings soll die Elementlänge EL nicht größer sein als etwa 3/4 ein zwischen den Radkästen 18, 20 gemessener Radkastenabstand RKA, wobei der Radkastenabstand RKA von der Hinterkante 36 des vorderen Radkastens 18 zu einer Vorderkante 50 des hinteren Radkastens 20 gemessen wird. Die Elementlänge EL des vorderen Luftleitelements 24 kann 10cm und mehr betragen. Die Elementlänge EL des hinteren Luftleitelements 26 kann ebenfalls 10cm und mehr betragen.
-
Rein schematisch ist in 5 auch ein Aktuator 52 gezeigt, der dazu eingerichtet ein (einzelnes) zugeordnetes Luftleitelement 24, 26 oder mehrere Luftleitelemente 24, 26 zu betätigen. Der Aktuator 52 kann ein Elektromotor sein oder ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb, wobei der Aktuator 52 ein betreffendes Luftleitelement 24, 26 von seiner Ruhestellung in seine Luftleitstellung (4) bewegen kann, insbesondere verschwenken, ein-/ausfahren kann. Die Verbindung 54 zwischen dem Aktuator 52 und einem betreffenden Luftleitelement 24, 26 ist hier als einfache Linie dargestellt. Diese Verbindung 54 kann beispielsweise eine mechanische Kopplung zwischen dem Aktuator 52 und dem betreffenden Luftleitelement 24, 26 sein oder eine Art Getriebe. Ganz allgemein kann die Verbindung 54 auch als Kraftübertragungsmittel verstanden werden, durch das eine Bewegung des Aktuators 52 auf das betreffende Luftleitelement 24, 26 übertragen werden kann.
-
Der Aktuator 52 kann mit einer Steuereinheit 56 verbunden sein. Die Steuereinheit 56 kann Teil einer übergeordneten Fahrzeugsteuereinrichtung sein. Mittels der Steuereinheit 56 kann durch entsprechende Signale der Aktuator 52 angesteuert werden. Dabei kann die Steuereinheit 56 dazu eingerichtet sein, den Aktuator 52 in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs 10 zu betätigen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 56 so eingerichtet sein, dass das Luftleitelement 24, 26 bis zum Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit in seiner Ruhestellung gehalten ist und nach dem Überschreiten dieser bestimmten Geschwindigkeit in seine Luftleitstellung bewegt wird. Die bestimmte Geschwindigkeit kann beispielsweise bei 60km/h oder mehr liegen, insbesondere bei 80km/h oder mehr. Wird nach einer Fahrt mit einer höheren Geschwindigkeit die bestimmte Geschwindigkeit wieder unterschritten, kann das Luftleitelement 24, 26 von seiner Luftleitstellung wieder in die Ruhestellung bewegt werden.
-
Die Steuereinheit 56 kann einen jeweiligen Aktuator 52 auch so ansteuern, dass das betreffende Luftleitelement 24, 26 in seiner Luftleitstellung variabel eingestellt wird, was beispielsweise bei einer Konfiguration gemäß 4B möglich ist. Hierbei kann das Luftleitelement 24, 26 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder/und in Abhängigkeit von einer Fahrwerkseinstellung mehr oder weniger aus seiner Vertiefung 44 (4B) ausgefahren werden und auch in teilweise ausgefahrenen Stellungen gehalten werden.
-
Auch wenn in der Darstellung der 5 jeweils ein Aktuator 52 mit Verbindungen 54 zu zwei Luftleitelementen 24, 26 dargestellt ist, kann auch jedem Luftleitelement 24, 26 ein eigener Aktuator 52, insbesondere ein eigener Elektromotor, zugeordnet sein. Es wird diesbezüglich auch daran gedacht, ein Luftleitelement 24, 26 zusammen mit seinem zugeordneten Aktuator 52 als Luftleitmodul vorzusehen. Ein solches Luftleitmodul kann in einfacher Weise am Kraftfahrzeug verbaut werden und muss leidglich mit den entsprechenden elektrischen Verbindungen zur Stromversorgung und Ansteuerung verbunden werden.
-
Der Nutzen des hier vorgestellten Luftleitelements 24, 26 liegt in einer Verringerung des Widerstandbeiwerts cw . Das Luftleitelement 24, 26 weist eine Fläche auf, die entlang der Stromlinien SL (1) aus dem zeitlich gemittelten Geschwindigkeitsfeld stromabwärts von Fahrzeugrädern 14, 16 ausgerichtet ist. Durch die Ausrichtung des Luftleitelements 24, 26 in Stromlinienrichtung wird das Luftleitelement 24, 26 nicht von der Seite bzw. schräg angeströmt. Das Luftleitelement 24, 26 hat einen positiven Einfluss auf den Widerstandsbeiwert hinter der Vorderachse VA bzw. den Vorderrädern 14 sowie hinter der Hinterachse HA bzw. den Hinterrädern 16.
-
Durch die bewegliche Anbringung des Luftleitelements 24, 26 an dem Kraftfahrzeug 10 bzw. dessen Unterboden 12 kann das Luftleitelement in seinem Ruhezustand (aerodynamisch inaktiv) flach an dem Unterboden 12 anliegen oder in dem Unterboden 12 versenkt bzw. eingefahren sein. Das Bewegen des Luftleitelements 24, 26 in die Luftleitstellung (aerodynamisch aktiv) ist besonders bei höheren Geschwindigkeiten erwünscht, weil aerodynamische Widerstände bei höheren Geschwindigkeiten einen größeren Anteil am Gesamtfahrwiderstand darstellen und insbesondere Limitierungen bei der Bodenfreiheit nicht besonders relevant sind (Fahren auf Überlandstraßen oder Autobahnen). Dabei kann das Luftleitelement je nach Ausgestaltung eines zugeordneten Bewegungsmechanismus nur in der Ruhestellung oder in der Luftleitstellung eingestellt sein, was beispielsweise bei einem Schwenkmechanismus (siehe 4A) der Fall ist. Alternativ kann das Luftleitelement 24, 26 in seiner aerodynamisch wirksamen Luftleitstellung variabel einstellbar ausgeführt sein, was beispielsweise bei einem translatorisch arbeitenden Mechanismus (4B) der Fall ist. Bei einer variabel einstellbaren Luftleitstellung kann auch der Betriebszustand eines Fahrwerks berücksichtigt werden, das eine Veränderung der Fahrwerkslage über dem Untergrund ermöglicht. Dies kann beispielsweise ein Fahrwerk mit einstellbarer Luftfederung sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014007691 A1 [0002]
