DE102018220961A1 - Motor vehicle with air guide upstream of the side mirrors - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die einen Aufbau (12) aufweist, und mit einer Luftleiteinrichtung (22), die am Aufbau angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Luftleiteinrichtung (22) wenigstens ein flächiges, insbesondere plattenförmiges Luftleitelement (24) umfasst, das in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (10) vor einem am Aufbau (12) befestigten Seitenspiegel (18) angeordnet ist, wobei das Luftleitelement (24) eine sich im Wesentlichen in Längsrichtung (X) des Kraftfahrzeugs (10) erstreckende Elementlänge (EL) und eine sich im Wesentlichen in Höhenrichtung (Z) des Kraftfahrzeugs (10) erstreckende, insbesondere veränderliche Elementbreite (EB) aufweist, wobei die Elementlänge (EL) wenigstens gleich der maximalen Elementbreite (EB) ist und wobei das Luftleitelement (24) eine vieleckige oder/und Rundungen aufweisende Umfangskontur aufweist, und dass das Luftleitelement (24) bezogen auf eine der Vorwärtsfahrtrichtung (VFR) des Fahrzeugs (10) entgegengesetzte Luftströmungsrichtung (SR) stromaufwärts des Seitenspiegels (18) so ausgerichtet ist, dass das Luftleitelement (24) schräg angeströmt wird und sich in Längsrichtung (X) des Fahrzeugs (10) entlang einer Außenseite des Aufbaus (12) ein Tütenwirbel ausbildet.The invention relates to a motor vehicle with a body that has a body (12) and with an air guiding device (22) that is arranged on the body. It is provided that the air guiding device (22) comprises at least one flat, in particular plate-shaped, air guiding element (24), which is arranged in the longitudinal direction (X) of the motor vehicle (10) in front of a side mirror (18) attached to the body (12), the Air guiding element (24) has an element length (EL) that extends essentially in the longitudinal direction (X) of the motor vehicle (10) and an element width (EB) that extends in particular in the height direction (Z) of the motor vehicle (10), the Element length (EL) is at least equal to the maximum element width (EB) and wherein the air guide element (24) has a polygonal or / and rounded circumferential contour, and that the air guide element (24) related to one of the forward direction (VFR) of the vehicle (10) opposite air flow direction (SR) upstream of the side mirror (18) is oriented so that the air guide element (24) is flowed obliquely and a bag vortex is formed in the longitudinal direction (X) of the vehicle (10) along an outside of the body (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die einen Aufbau aufweist, und mit einer Luftleiteinrichtung, die am Aufbau angeordnet ist.The invention relates to a motor vehicle with a body, which has a body, and with an air guide device, which is arranged on the body.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt an verschiedenen Stellen, insbesondere im Heckbereich des Kraftfahrzeugs Luftleiteinrichtungen, etwa in Form von Heckspoilern oder dergleichen, vorzusehen. Beispielhaft wird auf eine aus der
Ferner ist es bekannt Luftleiteinrichtungen im Bereich eines Unterbodens eines Kraftfahrzeugs anzuordnen, etwa um anströmende Luft im Bereich der Fahrzeugräder umzuleiten. Hierzu wird beispielhaft auf die
Es hat sich durch aktuelle Untersuchungsmethoden gezeigt, dass es weitere Bereiche an Kraftfahrzeugen geben kann, an denen Ablösungen der Strömung einen relevanten Einfluss auf den Widerstandsbeiwert
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Kraftfahrzeug mit einer Luftleiteinrichtung anzugeben, die zu einer weiteren Verbesserung des Widerstandsbeiwertes
Diese Aufgabe wird gelöst durch Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. This object is achieved by a motor vehicle with the features of claim 1. Advantageous refinements with expedient further developments are specified in the dependent claims.
Vorgeschlagen wird also ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die einen Aufbau aufweist und eine Luftleiteinrichtung, die am Aufbau angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Luftleiteinrichtung wenigstens ein flächiges, insbesondere plattenförmiges Luftleitelement umfasst, das in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vor einem am Aufbau befestigten Seitenspiegel 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 bezogen auf eine der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzte Luftströmungsrichtung stromaufwärts des Seitenspiegels so ausgerichtet ist, dass das Luftleitelement schräg angeströmt wird und sich in Längsrichtung des Fahrzeugs entlang einer Außenseite des Aufbaus ein Tütenwirbel ausbildet.A motor vehicle with a body which has a body and an air guiding device which is arranged on the body are therefore proposed. It is provided that the air guiding device comprises at least one flat, in particular plate-shaped, air guiding element which is arranged in the longitudinal direction of the motor vehicle in front of a side mirror attached to the body, the air guiding element having an element length which extends essentially in the longitudinal direction of the motor vehicle and an essentially height direction of the motor vehicle extending, in particular variable element width, the element length being at least equal to the maximum element width and wherein the air guide element has a polygonal or / and rounded circumferential contour, and that the air guide element is oriented upstream of the side mirror in relation to an air flow direction opposite to the forward direction of travel of the vehicle is that the air guide element is flowed at an angle and a bag vortex forms in the longitudinal direction of the vehicle along an outside of the body.
Der Tütenwirbel, auch bezeichnet als Tip Vortex oder Blattspitzenwirbel, interagiert mit turbulenten Strömungen bzw. Ablösungen im Bereich eines betreffenden Seitenspiegels. Ferner ergibt sich ein Umleiten der Luft, wobei das Umleiten der Luft auch stromabwärts des Luftleitelements wirksam ist.The bag vortex, also known as tip vortex or leaf tip vortex, interacts with turbulent currents or detachments in the area of a side mirror in question. The air is also redirected, the redirection of the air also being effective downstream of the air guide element.
Die maximale Elementbreite des Luftleitelements kann etwa 1 cm bis 8cm betragen. Insbesondere können Werte für die Elementbreite von etwa 2cm bis 5cm vorgesehen sein. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Luftleitelement eine ausreichende Elementbreite aufweist, um einen entsprechenden aerodynamischen Effekt zu bewirken. Da das Luftleitelement stromaufwärts des Seitenspiegels an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs angebracht ist, insbesondere in einem oberen Bereich eines Kotflügels oder im Bereich einer vorderen Abdeckhaube (bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschine üblicherweise auch als Motorhaube bezeichnet), erlaubt derartige Dimensionierung auch, dass das Luftleitelement den Sichtbereich von Fahrzeuginsassen bzw. von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht oder nur geringfügig einschränkt.The maximum element width of the air guiding element can be approximately 1 cm to 8 cm. In particular, values for the element width of approximately 2 cm to 5 cm can be provided. This can ensure that the air guiding element has a sufficient element width in order to bring about a corresponding aerodynamic effect. Since the air guiding element is attached to the body of the motor vehicle upstream of the side mirror, in particular in an upper area of a fender or in the area of a front cover (usually also referred to as a bonnet in motor vehicles with an internal combustion engine), such dimensioning also allows the air guiding element to have the field of view of Vehicle occupants or by a driver of the motor vehicle not or only slightly restricted.
Das Kraftfahrzeug kann zwei Seitenspiegel aufweisen, wobei vor jedem Seitenspiegel ein jeweiliges Luftleitelement angeordnet ist.The motor vehicle can have two side mirrors, a respective air guiding element being arranged in front of each side mirror.
Dabei kann das Luftleitelement im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs oder geneigt zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sein, wobei die Ausrichtung des Luftleitelements derart gewählt ist, dass es bei geneigter Anordnung auf seiner Außenseite und bei im Wesentlichen paralleler Anordnung auf seiner Innenseite schräg angeströmt wird, insbesondere unter einem Anstellwinkel von bis zu 45°, vorzugsweise bis zu 30°. Hierdurch kann die Drehrichtung des Tütenwirbels durch eine entsprechende Wahl der Neigung bzw. des Anstellens des Luftleitelements in Bezug auf die Luftströmung, insbesondere auf das mittlere Strömungsfeld, geändert werden.The air guiding element can be oriented essentially parallel to the longitudinal direction of the motor vehicle or inclined to the longitudinal direction of the motor vehicle, the orientation of the air guiding element being selected such that it is flowed obliquely on its outside when the arrangement is inclined and on its inside when the arrangement is essentially parallel. in particular at an angle of attack of up to 45 °, preferably up to 30 °. As a result, the direction of rotation of the bag vortex can be changed by a corresponding choice of the inclination or the setting of the air guiding element in relation to the air flow, in particular to the middle flow field.
Das Luftleitelement kann eben oder gebogen ausgebildet sein oder ein Flügelprofil aufweisen. Dabei bezieht sich diese Formgebung auf einen Profilquerschnitt durch das Luftleitelement.The air guiding element can be flat or curved or have a wing profile. This shape refers to a profile cross section through the air guiding element.
Die Elementbreite des Luftleitelements kann über die gesamte Elementlänge gleichbleibend sein oder sich über wenigstens einen Teil der Elementlänge verändern. Durch eine geeignete Wahl der Elementbreite kann zusätzlich zum erwähnten Anstellwinkel die Bildung des Tütenwirbels beeinflusst werden, um gewünschte bzw. optimierte Strömungsverhältnisse erzeugen zu können.The element width of the air guide element can be constant over the entire element length or change over at least part of the element length. A suitable choice of the element width can influence the formation of the bag vortex in addition to the angle of attack mentioned in order to be able to generate desired or optimized flow conditions.
Das Luftleitelement kann relativ zu dem Aufbau beweglich sein, derart dass es in Abhängigkeit des Betriebs des Kraftfahrzeugs wahlweise in einer Ruhestellung oder einer Luftleitstellung einstellbar ist.The air guiding element can be movable relative to the structure, such that it can be set in a rest position or an air guiding position depending on the operation of the motor vehicle.
Durch das wahlweise in einer Ruhestellung oder einer Luftleitstellung einstellbare Luftleitelement, das stromaufwärts eines Seitenspeigels 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 sichergestellt werden, dass kein vom Aufbau vorstehendes Bauteil vorhanden ist, das beispielsweise in einem geparkten Zustand des Kraftfahrzeugs beschädigt werden könnte.A reduction in the drag coefficient can be achieved by means of the air guiding element, which can be optionally set in a rest position or an air guiding position and is arranged upstream of a side spatula. In this case, the air guiding element can be set into its air guiding position, in particular in operating states in which the motor vehicle is exposed to a large air resistance. The adjustability of the air-guiding element in the rest position can ensure in corresponding operating states that there is no component projecting from the bodywork that could be damaged, for example, when the motor vehicle is parked.
Das Luftleitelement kann schwenkbar an dem Aufbau, insbesondere an einem betreffenden Kotflügel oder an einer Motorhaube, oder/und versenkbar in dem Aufbau angebracht sein. Hierdurch kann das Luftleitelement in seiner Ruhestellung nahe am Aufbau bzw. in dem Aufbau versenkt gehalten sein, so dass es in der Ruhestellung keine Einwirkung auf den Luftwiderstandsbeiwert hat.The air guiding element can be pivotably attached to the structure, in particular to a fender in question or to a bonnet, and / or can be countersunk in the structure. As a result, the air-guiding element can be kept sunk in its rest position close to the body or in the body, so that it has no effect on the air resistance coefficient in the rest position.
Das Luftleitelement kann relativ zu dem Aufbau translatorisch beweglich sein. Dabei kann es entlang oder parallel zu der Höhenrichtung (Z) des Fahrzeugs beweglich sein. Insoweit kann ein derart bewegliches Luftleitelement aus einer im Aufbau, insbesondere Kotflügel oder Motorhaube vorgesehen Öffnung ausgefahren oder in diese wieder eingefahren werden, beispielsweise in der Art eines Schiebers.The air guiding element can be translationally movable relative to the structure. It can be movable along or parallel to the height direction (Z) of the vehicle. To this extent, such a movable air guiding element can be extended or retracted from an opening provided in the structure, in particular a fender or bonnet, for example in the manner of a slide.
Das Luftleitelement kann in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Fahrzeugs mehr oder weniger von dem Aufbau nach außen, insbesondere nach oben hin vorstehen. Hierdurch kann das Luftleitelement in seiner Luftleitstellung variabel eingestellt werden. Anders ausgedrückt kann in Abhängigkeit von einem Betriebszustand das vollständige oder teilweise Ausfahren bzw. Einfahren des Luftleitelements bewirkt werden, so dass für jeden Betriebszustand, wie beispielsweise Stillstand, Stadtfahrt, Autobahnfahrt, eine optimierte Positionierung des Luftleitelements in seiner Luftleitstellung ermöglicht ist.Depending on an operating state of the vehicle, the air guiding element can protrude more or less from the structure, in particular upwards. As a result, the air guiding element can be variably adjusted in its air guiding position. In other words, depending on an operating state, the air guiding element can be fully or partially extended or retracted, so that an optimized positioning of the air guiding element in its air guiding position is made possible for each operating state, such as standstill, city driving, highway driving.
Das Luftleitelement kann 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.The air guiding element can have a sheath that can be repeatedly filled with a fluid, which is unfilled in the rest position and filled under pressure in the air guiding position, such that the sheath filled with fluid has a desired, in particular plate-like shape. Sufficient stability can be achieved by generating a corresponding excess pressure in the envelope of the air guide element, so that the inflated air guide element achieves the desired aerodynamic effect in the air flow.
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.Depending on the measured speed of the motor vehicle, the air guide element can be moved from the rest position into the air guide position or vice versa. In this case, an actuator can be assigned to the air guiding element, which is set up to effect an automated movement of the air guiding element from the rest position into the air guiding position or vice versa. The actuator can be, for example, an electric motor or a hydraulic or pneumatic drive. In the case of an air guiding element with an inflatable sheath, an actuator can also be understood to be a fluid or air pump which enables the sheath of the air guiding element to be inflated.
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.The actuator can be connected to a control unit of the motor vehicle, the control unit being set up to control the actuator as a function of detected operating states of the motor vehicle. As a result, the actuator or the corresponding air guiding element can be switched from the rest position to the air guiding position, for example as a function of the vehicle speed.
Das Luftleitelement kann bezogen auf die Breitenrichtung (Y) des Kraftfahrzeugs versetzt zu einem betreffenden Seitenspiegel nach innen zu einer Längsmittelachse des Kraftfahrzeugs hin angeordnet sein. Durch eine solche nach innen versetzte Anordnung des Luftleitelements wird eine gewünschte Verwirbelung entlang der Außenseite des Aufbaus und insbesondere oberhalb oder unterhalb des Seitenspiegels erreicht, was sich günstig auf den Widerstandsbeiwert auswirkt.In relation to the width direction (Y) of the motor vehicle, the air-guiding element can be arranged offset to the relevant side mirror inwards towards a longitudinal central axis of the motor vehicle. Such an inward offset arrangement of the air guide element achieves a desired swirling along the outside of the structure and in particular above or below the side mirror, which has a favorable effect on the drag coefficient.
Die hier vorgestellte Luftleiteinrichtung mit den Luftleitelementen hat einen positiven Einfluss auf den Widerstandsbeiwert des Kraftfahrzeugs. Bei durchgeführten Versuchen konnte durch die Anordnung von Luftleitelementen, insbesondere zur Ausbildung von Verwirbelungen bzw. Tütenwirbeln, eine Verbesserung des Widerstandbeiwertes
Das Luftleitelement kann aus einem Metall, einer Metalllegierung oder aus Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein. Für die vorliegende Anwendung und Anordnung im Bereich eines Aufbaus, insbesondere Kotflügel oder Motorhaube, und vor einem Seitenspiegel kann das Luftleitelement als im Wesentlichen rechteckige Platte oder als trapezförmige Platte oder als dreieckige Platte oder als Vieleck mit einer zumindest teilweise gebogenen Seite ausgeführt sein.The air guiding element can be made from a metal, a metal alloy or from plastic or a fiber composite material. For the present application and arrangement in the area of a body, in particular a fender or bonnet, and in front of a side mirror, the air guiding element can be in the form of an essentially rectangular plate or trapezoidal plate or as a triangular plate or as a polygon with an at least partially curved side.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt:
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1 eine vereinfachte und schematische Ansicht auf ein Kraftfahrzeug von oben mit beispielhaft eingezeichneten Stromlinien eines zeitlich gemittelten Strömungsfeldes entlang eines Aufbaus der Karosserie; -
2 die vereinfachte und schematische Ansicht auf das Kraftfahrzeug von oben gemäß1 mit Luftleitelementen; -
3 in den Teilfiguren A) bis G) unterschiedliche Ausgestaltungen von Luftleitelementen, die zum Ausbilden von Tütenwirbeln eingerichtet sind; -
4 in den Teilfiguren A) und B) jeweils eine vereinfachte und schematische Schnittdarstellung etwa entsprechend der SchnittlinieIV-IV der2 ; und -
5 eine der2 entsprechende vereinfachte Ansicht, wobei Bereiche gekennzeichnet sind, innerhalb derer Luftleitelemente angebracht werden.
-
1 a simplified and schematic view of a motor vehicle from above with exemplarily drawn streamlines of a time-averaged flow field along a body structure; -
2 the simplified and schematic view of the motor vehicle from above according1 with air control elements; -
3 in the sub-figures A) to G) different configurations of air guiding elements which are set up to form bag swirls; -
4 in the sub-figures A) and B) each a simplified and schematic sectional illustration roughly corresponding to the cutting lineIV-IV the2 ; and -
5 one of the2 corresponding simplified view, areas being marked, within which air guiding elements are attached.
In
In der
Im dargestellten Beispiel sind die Luftleitelemente
Die Luftleitelemente
In den
Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausgeführt, sind die Luftleitelemente
Beispielhaft sind in der
Neben dem in
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Rein schematisch ist in
Der Aktuator
Die Steuereinheit
Auch wenn in der Darstellung der
Der Nutzen des hier vorgestellten Luftleitelements
Durch die bewegliche Anbringung des Luftleitelements
Bei einer entsprechenden Dimensionierung der Luftleitelemente
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102010037616 A1 [0003]DE 102010037616 A1 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R230 | Request for early publication | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |