DE102021116049A1 - Air guiding device for a front wheel housing of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Luftleitvorrichtung (1,2) für einen Vorderradkasten (3,4) eines Kraftfahrzeugs (5), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- eine Leitfläche (6,7) mit einer Außenseite (8) und mit einer Innenseite (9);- eine Befestigungseinrichtung (10) zum Fixieren der Luftleitvorrichtung (1,2) an einem Kraftfahrzeug (5) vor dessen Vorderradkasten (3,4); und- ein Gelenk (11) zwischen der Leitfläche (6,7) und der Befestigungseinrichtung (10), sodass die Leitfläche (6,7) relativ zu der Befestigungseinrichtung (10) bewegbar ist. Die Luftleitvorrichtung (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass von der Leitfläche (6,7) mittels Bewegung des Gelenks (11) eine Bremsstellung, eine Hochgeschwindigkeitsstellung und eine Neutralstellung einnehmbar ist.Mit der hier vorgeschlagenen Luftleitvorrichtung ist für viele Fahrt-Zustände eine günstiges aerodynamisches Profil erzeugbar.The invention relates to an air guiding device (1,2) for a front wheel housing (3,4) of a motor vehicle (5), having at least the following components: - a guiding surface (6,7) with an outside (8) and with an inside (9 - a fastening device (10) for fixing the air guiding device (1,2) on a motor vehicle (5) in front of its front wheel housing (3,4); and - a joint (11) between the guide surface (6,7) and the fastening device (10), so that the guide surface (6,7) can be moved relative to the fastening device (10). The air guiding device (1) is primarily characterized in that a braking position, a high-speed position and a neutral position can be assumed from the guiding surface (6,7) by moving the joint (11). favorable aerodynamic profile can be generated.
Description
Die Erfindung betrifft eine Luftleitvorrichtung für einen Vorderradkasten eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Luftleitvorrichtung.The invention relates to an air guiding device for a front wheel housing of a motor vehicle, and to a motor vehicle with such an air guiding device.
Aus dem Stand der Technik sind Luftleitvorrichtungen bekannt, welche bei einem Kraftfahrzeug abhängig von einem Fahrzustand zur Adaption der jeweils gewünschten aerodynamischen Kräfte unterschiedlich ausrichtbar sind. Beispielsweise sind am Vorderradkasten eines Kraftfahrzeugs Luftleitvorrichtungen vorgesehen, beispielsweise sogenannte Sideflaps, mit welchen die von der Front des Kraftfahrzeugs seitwärts abgelenkte Stauströmung um den Vorderradkasten herum oder in den Vorderradkasten hinein lenkbar ist. Der Zweck eines solchen Sideflaps ist, einen von der Rotation des Rads in dem Vorderradkasten erzeugten Unterdruck mittels Einleiten der Anströmung in den Vorderradkasten (für einen geringeren Rollwiderstand) zu verringern oder mittels um den Vorderradkasten Herumleiten zu (für eine bessere Seitenführung) erhöhen.Air guiding devices are known from the prior art, which can be aligned differently in a motor vehicle depending on a driving condition in order to adapt the respectively desired aerodynamic forces. For example, air guiding devices are provided on the front wheel housing of a motor vehicle, for example so-called side flaps, with which the ram flow deflected sideways from the front of the motor vehicle can be steered around the front wheel housing or into the front wheel housing. The purpose of such a sideflap is to reduce a vacuum created by the rotation of the wheel in the front wheel arch by introducing the flow into the front wheel arch (for less rolling resistance) or by redirecting it around the front wheel arch (for better lateral support).
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention result from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful way, whereby the explanations from the following description and features from the figures can also be used for this purpose, which include additional configurations of the invention.
Die Erfindung betrifft eine Luftleitvorrichtung für einen Vorderradkasten eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Leitfläche mit einer Außenseite und mit einer Innenseite;
- - eine Befestigungseinrichtung zum Fixieren der Luftleitvorrichtung an einem Kraftfahrzeug vor dessen Vorderradkasten; und
- - ein Gelenk zwischen der Leitfläche und der Befestigungseinrichtung, sodass die Leitfläche relativ zu der Befestigungseinrichtung bewegbar ist.
- - a guide surface with an outside and with an inside;
- - A fastening device for fixing the air guiding device on a motor vehicle in front of its front wheel housing; and
- - a joint between the guide surface and the attachment device, so that the guide surface is movable relative to the attachment device.
Die Luftleitvorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass von der Leitfläche mittels Bewegung des Gelenks eine Bremsstellung, eine Hochgeschwindigkeitsstellung und eine Neutralstellung einnehmbar ist.The air guiding device is primarily characterized in that a braking position, a high-speed position and a neutral position can be assumed by the guide surface by moving the joint.
Es wird im Folgenden auf die Fahrzeug-Längsrichtung, Fahrzeug-Querrichtung und Fahrzeug-Vertikalrichtung Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die vorwärts, auswärts, links oder rechts und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.In the following, reference is made to the vehicle longitudinal direction, vehicle transverse direction and vehicle vertical direction if the forward, outward, left or right and corresponding terms are used without explicitly indicating otherwise. Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the description above and below only serve to clearly distinguish them and do not reflect any order or ranking of the components referred to. An ordinal number greater than one does not mean that another such component must necessarily be present.
Hier ist eine solche Luftleitvorrichtung für einen Vorderradkasten eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welcher auch als Sideflap bezeichnet wird. Die Luftleitvorrichtung ist an einem Kraftfahrzeug in Vorwärts-Fahrtrichtung vor dem Vorderradkasten des Kraftfahrzeugs montierbar. In einer Ausführungsform bildet in diesem Bereich die Luftleitvorrichtung die einzige Strömungsbegrenzung für das entsprechende Vorderrad, also einen Teil der Einhausung des Vorderradkastens für das entsprechende Vorderrad. Die Leitfläche ist mittels eines Gelenks über eine Befestigungseinrichtung an einem Kraftfahrzeug befestigtbar, wobei die Befestigungseinrichtung bevorzugt eine Komponente des Vorderradkastens und/oder der Frontschürze des Kraftfahrzeugs ist und/oder Bestandteil einer Tragstruktur eines Fahrgestells des Kraftfahrzeugs. Das Gelenk ist beispielsweise ein Hebelgelenk und/oder Kniehebelgelenk und erlaubt eine Verschwenkung der Leitfläche relativ zu der Befestigungseinrichtung, bevorzugt ist weiterhin oder alternativ eine Verschiebung der Leitfläche relativ zu der Befestigungseinrichtung möglich.Such an air guiding device for a front wheel housing of a motor vehicle is proposed here, which is also referred to as a side flap. The air guiding device can be mounted on a motor vehicle in the forward direction of travel in front of the front wheel housing of the motor vehicle. In one embodiment, the air guiding device forms the only flow limitation for the corresponding front wheel in this area, ie part of the housing of the front wheel housing for the corresponding front wheel. The guide surface can be attached to a motor vehicle by means of a joint via a fastening device, the fastening device preferably being a component of the front wheel housing and/or the front apron of the motor vehicle and/or part of a supporting structure of a chassis of the motor vehicle. The joint is, for example, a lever joint and/or toggle joint and allows the guide surface to be pivoted relative to the fastening device; preferably, a displacement of the guide surface relative to the fastening device is also possible or alternatively.
Mit der hier vorgeschlagenen Luftleitvorrichtung sind zumindest drei Stellungen einnehmbar, nämlich die Bremsstellung, die Hochgeschwindigkeitsstellung und die Neutralstellung.At least three positions can be taken with the air guiding device proposed here, namely the braking position, the high-speed position and the neutral position.
In der Bremsstellung wird bewirkt, dass ein cw-Wert [Strömungswiderstandskoeffizient] des Kraftfahrzeugs erhöht wird, sodass mit dieser Bremsstellung eine Entschleunigung des Kraftfahrzeugs unterstützt wird. Alternativ oder ergänzend ist mittels der Bremsstellung die Erzeugung eines Unterdrucks von dem Vorderrad des entsprechenden Vorderradkastens von der fahrtbedingten Anströmung auf die Luftleitvorrichtung möglichst wenig beeinträchtigt, bevorzugt unbeeinträchtigt.In the braking position, the effect is that a cd value [coefficient of drag] of the motor vehicle is increased, so that deceleration of the motor vehicle is assisted with this braking position. Alternatively or additionally, the generation of a negative pressure from the front wheel of the corresponding front wheel housing is impaired as little as possible, preferably unimpaired, by the driving-related flow onto the air guiding device by means of the braking position.
In der Hochgeschwindigkeitsstellung ist der cw-Wert der Luftleitvorrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs mittels der Luftleitvorrichtung in diesem Bereich und seiner Einflusszone möglichst gering. Beispielsweise ist die Luftleitvorrichtung mit ihrer Außenseite und ihrer Innenseite (etwa) parallel zu der Vorwärts-Fahrtrichtung ausgerichtet. Alternativ oder ergänzend ist in der Hochgeschwindigkeitsstellung eine Einströmung von Luft in den Vorderradkasten ermöglicht, sodass ein von dem entsprechenden Vorderrad rotationsbedingt erzeugter Unterdruck durch die einströmende Luft reduziert wird und somit die dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs entgegenstehenden Kräfte reduziert sind.In the high-speed setting, the drag coefficient of the air-guiding device or of the motor vehicle is as low as possible by means of the air-guiding device in this area and its zone of influence. For example, the air guide with its outside and its inside aligned (roughly) parallel to the forward direction of travel. Alternatively or additionally, in the high-speed position, air can flow into the front wheel housing, so that a negative pressure generated by the rotation of the corresponding front wheel is reduced by the inflowing air and the forces opposing the propulsion of the motor vehicle are thus reduced.
Weiterhin ist hier vorgeschlagen, dass eine Neutralstellung einnehmbar ist, welche auch als Effizienzstellung und/oder als Cruisestellung bezeichnet werden kann. Die Neutralstellung liegt zwischen der Ausrichtung der Bremsstellung und der Hochgeschwindigkeitsstellung und/oder bewirkt einen cw-Wert zwischen der Bremsstellung und der Hochgeschwindigkeitsstellung. Bei der Neutralstellung soll ein relativ geringer cw-Wert und gleichzeitig eine gute Seitenführkraft für das entsprechende Vorderrad in dem Vorderradkasten erzeugt werden. In einer Ausführungsform wird in der Neutralstellung zudem eine Beströmung eines Kühlers unterstützt. Ein solcher Kühler ist beispielsweise ein Wärmetauscher für eine Traktionsbatterie oder eine Verbrennungskraftmaschine oder andere Abwärme erzeugende Leistungskomponenten des Kraftfahrzeugs.Furthermore, it is proposed here that a neutral position can be assumed, which can also be referred to as an efficiency position and/or as a cruise position. The neutral position is between the alignment of the braking position and the high speed position and/or causes a drag value between the braking position and the high speed position. In the neutral position, a relatively low drag coefficient and, at the same time, good cornering force for the corresponding front wheel in the front wheel housing should be generated. In one embodiment, flow through a cooler is also supported in the neutral position. Such a cooler is, for example, a heat exchanger for a traction battery or an internal combustion engine or other power components of the motor vehicle that generate waste heat.
In einer Ausführungsform umfasst die Luftleitvorrichtung weiterhin eine Stellvorrichtung, beispielsweise ein elektrischen Aktuator oder eine fluidische (also pneumatische oder hydraulische) Nehmer-Vorrichtung zum Bewegen der Luftleitvorrichtung. Alternativ ist die Stellvorrichtung ein externes Bauteil. Die Stellvorrichtung ist unmittelbar mit der Leitfläche verbunden oder mit dem Gelenk, sodass die Leitfläche mittels der Stellvorrichtung zumindest in die drei genannten Stellungen überführbar ist. In einer Ausführungsform ist die Stellvorrichtung selbst verrastbar, in einer anderen Ausführungsform ist das Gelenk in zumindest den drei Stellungen verrastbar. Alternativ ist die Stellvorrichtung selbsthemmend ausgeführt, sodass (beispielsweise eine beliebige) Stellung energieneutral oder energiearm haltbar ist.In one embodiment, the air guiding device also includes an actuating device, for example an electric actuator or a fluidic (ie pneumatic or hydraulic) slave device for moving the air guiding device. Alternatively, the adjusting device is an external component. The adjusting device is connected directly to the guide surface or to the joint, so that the guide surface can be transferred at least into the three positions mentioned by means of the adjusting device. In one embodiment, the adjusting device itself can be latched, in another embodiment the joint can be latched in at least the three positions. Alternatively, the adjusting device is designed to be self-locking, so that (for example any) position can be maintained in an energy-neutral or low-energy manner.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Leitfläche derart ausgeführt beziehungsweise die Außenseite und die Innenseite zueinander derart geformt, dass ein Bewegen der Leitfläche von einer Stellung in eine andere Stellung energiearm möglich ist, beispielsweise durch entsprechende als Gegenhebel wirkende Anströmflächen beidseitig des jeweiligen Gelenkpunkts. Die Außenseite und die Innenseite sind bevorzugt derart ausgerichtet, dass die Flächennormalen in Fahrzeug-Querrichtung weisen. In einer anderen Ausführungsform weisen die Außenseite und/oder die Innenseite Flächenanteile auf, deren Flächennormale zu der Fahrzeug-Querrichtung leicht geneigt sind, beispielsweise weniger als 15° [fünfzehn Grad von 360°], bevorzugt weniger als 5°.In a particularly preferred embodiment, the guide surface is designed in such a way or the outside and the inside are shaped relative to one another in such a way that the guide surface can be moved from one position to another with little energy, for example by means of corresponding inflow surfaces acting as counter-levers on both sides of the respective pivot point. The outside and the inside are preferably aligned in such a way that the surface normals point in the transverse direction of the vehicle. In another embodiment, the outside and/or the inside have surface portions whose surface normals are slightly inclined to the vehicle transverse direction, for example less than 15° [fifteen degrees of 360°], preferably less than 5°.
Das Gelenk ist bevorzugt mit der Innenseite der Leitfläche verbunden und die Innenseite weist bevorzugt bei allen Stellungen mit einer Vektorkomponente der Flächennormale Fahrzeug-einwärts (Also in Fahrzeug-Längsrichtung oder in Fahrzeug-Querrichtung zur Mitte des Fahrzeugs).The joint is preferably connected to the inside of the guide surface and the inside preferably points inwards in all positions with a vector component of the surface normal (i.e. in the longitudinal direction of the vehicle or in the transverse direction of the vehicle towards the center of the vehicle).
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Luftleitvorrichtung vorgeschlagen, dass das Gelenk zwei Gelenkachsen aufweist, wobei bevorzugt die Gelenkachsen entlang der Fahrzeug-Vertikalrichtung ausgerichtet sind.It is also proposed in an advantageous embodiment of the air guiding device that the joint has two joint axes, the joint axes preferably being aligned along the vertical direction of the vehicle.
Hier ist vorgeschlagen, dass das Gelenk zwei Gelenkachsen aufweist, sodass die Leitfläche nicht allein um eine einzige Gelenkachse verschwenkbar ist, sondern um eine oder mehrere theoretische Gelenkachsen, beispielsweise eine in Fahrzeug-Längsrichtung vordere Kante der Leitfläche nach hinten bewegbar ist, während eine hintere Kante nach vorne bewegbar ist und zugleich ein Bereich zwischen den Kanten der Leitfläche nach vorne oder hinten verlagerbar ist. In einer Ausführungsform ist eine der Gelenkachsen über eine Schiebeverbindung realisiert. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind zwei physische Gelenkachsen vorgesehen, welche (etwa) Fahrzeug-vertikal ausgerichtet sind, bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise sind an der Leitfläche, bevorzugt an der Innenseite, zwei Anbindungspunkte für das Gelenk gebildet, wobei von jedem der Anbindungspunkte ein Hebel zu der Befestigungseinrichtungen gebildet ist und jeder der Hebel unabhängig voneinander bewegbar ist. Eine entsprechende Stellvorrichtung ist mit der Leitfläche, bevorzugt der Innenseite, und/oder einem Hebel der Gelenke oder beiden Hebeln des Gelenks und fahrzeugseitig, beispielsweise an der Befestigungseinrichtung, angebunden.It is proposed here that the joint has two joint axes, so that the guide surface can not only be pivoted about a single joint axis, but can also be moved backwards about one or more theoretical joint axes, for example a front edge of the guide surface in the longitudinal direction of the vehicle, while a rear edge can be moved forwards and at the same time a region between the edges of the guide surface can be moved forwards or backwards. In one embodiment, one of the hinge axes is realized via a sliding connection. In an advantageous embodiment, two physical joint axes are provided, which are aligned (approximately) vertically in the vehicle, preferably aligned parallel to one another. For example, two connection points for the joint are formed on the guide surface, preferably on the inside, with a lever to the fastening device being formed from each of the connection points and each of the levers being movable independently of one another. A corresponding adjusting device is connected to the guide surface, preferably the inside, and/or a lever of the joint or both levers of the joint and on the vehicle side, for example to the fastening device.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Luftleitvorrichtung vorgeschlagen, dass im montierten Zustand in der Bremsstellung die Außenseite nach in Fahrzeug-Längsrichtung vorne gerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the air guiding device that in the installed state in the braking position the outside is directed forwards in the longitudinal direction of the vehicle.
Hier ist vorgeschlagen, dass die Flächennormale der Außenseite oder des Hauptanteils der Außenseite in Fahrzeug-Längsrichtung nach vorne ausgerichtet ist, sodass eine Anströmung von vorne und von schräg seitwärts von der Außenseite in Fahrzeug-Querrichtung nach außen (also nach links beziehungsweise nach rechts) umgelenkt wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Vorderradkasten von der Luftleitvorrichtung dann derart abgeschlossen, dass nur ein geringer oder vernachlässigbarer Anteil der Anströmung in den Vorderradkasten eindringen kann. Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Innenseite (etwa) parallel zu der Außenseite ausgerichtet ist, ist die Innenseite der Leitfläche beziehungsweise deren Flächennormale hinzu dem Vorderrad des entsprechenden Vorderradkastens gerichtet. In einer vorteilhaften Ausführungsform bleibt die in Fahrzeug-Querrichtung äußere Kante der Leitfläche in Überdeckung oder etwas weiter auswärts mit der Außenfläche des betreffenden Vorderrads.It is proposed here that the surface normal of the outside or the main part of the outside is oriented forwards in the longitudinal direction of the vehicle, so that an inflow from the front and from obliquely sideways is deflected outwards from the outside in the transverse direction of the vehicle (i.e. to the left or to the right). will. In an advantageous embodiment, the front wheel housing is then closed off by the air guiding device in such a way that only a small or negligible proportion of the inflow into the front wheel box can penetrate. In one embodiment, in which the inside is aligned (approximately) parallel to the outside, the inside of the guide surface or its surface normal is directed toward the front wheel of the corresponding front wheel case. In an advantageous embodiment, the outer edge of the guide surface in the transverse direction of the vehicle remains overlapping or slightly further outwards with the outer surface of the front wheel in question.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Luftleitvorrichtung vorgeschlagen, dass im montierten Zustand in der Hochgeschwindigkeitsstellung die Außenseite nach quer zur Fahrzeug-Längsrichtung gerichtet ist, und bevorzugt die Innenseite ebenfalls quer zur Fahrzeug-Längsrichtung gerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the air guiding device that in the assembled state in the high-speed position the outside is directed transversely to the longitudinal direction of the vehicle, and preferably the inside is also directed transversely to the longitudinal direction of the vehicle.
In der hier beschriebenen Hochgeschwindigkeitsstellungen ist die Außenseite beziehungsweise deren Flächennormale in Fahrzeug-Querrichtung ausgerichtet und bei einer (etwa) parallelen Innenseite deren Flächennormale ebenfalls (in die entgegengesetzte Richtung weisend) in Fahrzeug-Querrichtung ausgerichtet. Eine parallel zu der Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichtete Anströmung des Kraftfahrzeugs wird von der Luftleitvorrichtung nur wenig umgelenkt, beispielsweise lediglich um die maximale Baubreite der Leitfläche, also dem maximalen Abstand der Außenseite zu der Innenseite in Fahrzeug-Querrichtung, zueinander versetzt. Ein an der Außenseite vorbeiströmender Anteil der Anströmung wird somit bevorzugt nicht umgelenkt oder wenig umgelenkt, einen von der Innenseite der Leitfläche umgelenkter Anteil der Anströmung wird bevorzugt ohne oder mit geringer Umlenkung (dann bevorzugt leicht fahrzeugeinwärts) in den Vorderradkasten gelenkt, sodass ein von dem betreffenden rotierenden Vorderradkastens resultierender Unterdruck durch die eingeleitete Anströmung reduziert wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Außenseite in Linie mit der in Fahrzeug-Querrichtung gebildeten Außenfläche des Vorderrads und/oder des Vorderradkastens ausgerichtet. Alternativ ist die Außenseite weiter nach Fahrzeug-außen versetzt (also nach links beziehungsweise rechts).In the high-speed positions described here, the outside or its surface normal is aligned in the vehicle transverse direction and, with an (approximately) parallel inside, its surface normal is also aligned (pointing in the opposite direction) in the vehicle transverse direction. An oncoming flow of the motor vehicle aligned parallel to the longitudinal direction of the vehicle is deflected only slightly by the air guiding device, for example only offset by the maximum overall width of the guiding surface, i.e. the maximum distance between the outside and the inside in the transverse direction of the vehicle. A portion of the inflow flowing past the outside is therefore preferably not deflected or slightly deflected, a portion of the inflow deflected by the inside of the guide surface is preferably deflected with little or no deflection (then preferably slightly inward of the vehicle) into the front wheel housing, so that one of the relevant rotating front wheel housing resulting negative pressure is reduced by the flow introduced. In an advantageous embodiment, the outer side is aligned in line with the outer surface of the front wheel and/or the front wheel well formed in the transverse direction of the vehicle. Alternatively, the outside is offset further to the outside of the vehicle (that is, to the left or right).
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Luftleitvorrichtung vorgeschlagen, dass im montierten Zustand in der Neutralstellung die Außenseite und/oder die Innenseite relativ zu der aus einer Stauströmung resultierenden von dem Kraftfahrzeug umgelenkten Anströmung parallel ausgerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the air guiding device that, in the assembled state in the neutral position, the outside and/or the inside is aligned parallel relative to the incident flow deflected by the motor vehicle resulting from a ram flow.
Bei dieser Ausführungsform ist die Außenseite beziehungsweise deren Flächennormale (in einem Hauptanteil der Außenseite) geneigt zu der Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichtet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Innenseite parallel zu der Außenseite ausgerichtet und somit ebenfalls geneigt zu der Fahrzeug-Längsrichtung ausgerichtet. Die Neigung entspricht in der vorteilhaften Ausführungsform dem Winkel der auftreffenden Anströmung, welche aus der (zentralen) Stauströmung von der Fahrzeugfront nach seitwärts außen umgelenkt wird. Die Außenseite der Leitfläche bewirkt somit eine sanfte Hinleitung der Anströmung zur Fahrzeugaußenseite in Fahrzeug-Querrichtung (also nach links beziehungsweise rechts). Bevorzugt weist die Außenseite eine solche Krümmung beziehungsweise gekrümmte Kante auf, dass die umgelenkte Anströmung mit einer geringen Neigung oder parallel in die seitwärts an dem Kraftfahrzeug vorbeiströmende Luft zugeführt wird. Bei dem betreffenden Vorderrad entsteht dabei bevorzugt eine Unterdrucksituation, welche nach Fahrzeug-außen in Fahrzeug-Querrichtung gerichtet ist und erst hinter dem Vorderrad sich wieder an die Außenfläche des Kraftfahrzeugs anlegt. Von der Innenseite der Leitfläche wird bevorzugt der andere Anteil der Anströmung in den Vorderradkasten und/oder in den Bereich eines Kühlers zur Abfuhr von Wärme zugeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird im Bereich eines solchen Kühlers eine turbulente Strömung herbeigeführt, um somit im Vergleich zu einer laminaren Strömung die Wärmeaufnahme der anströmenden Luft zu verbessern.In this embodiment, the outside or its surface normal (in a main part of the outside) is aligned inclined to the longitudinal direction of the vehicle. In an advantageous embodiment, the inside is aligned parallel to the outside and is therefore also aligned at an angle to the longitudinal direction of the vehicle. In the advantageous embodiment, the inclination corresponds to the angle of the impinging flow, which is deflected from the (central) ram flow from the front of the vehicle to the side outwards. The outside of the guide surface thus causes the oncoming flow to be gently guided to the outside of the vehicle in the transverse direction of the vehicle (ie to the left or right). The outside preferably has such a curvature or curved edge that the deflected oncoming flow is fed with a slight inclination or parallel into the air flowing sideways past the motor vehicle. In the case of the front wheel in question, a vacuum situation preferably arises, which is directed to the outside of the vehicle in the transverse direction of the vehicle and only comes into contact with the outer surface of the motor vehicle again behind the front wheel. From the inside of the guide surface, the other portion of the inflow is preferably fed into the front wheel housing and/or into the area of a cooler for heat dissipation. In a preferred embodiment, a turbulent flow is brought about in the region of such a cooler in order to improve the heat absorption of the inflowing air compared to a laminar flow.
Gemäß einer Ausführungsform ist in der Neutralstellung ein Anteil der genannten Anströmung, welcher von der Luftleitvorrichtung umgelenkt wird, gering. In einer Ausführungsform ist der resultierende Versatz der Anströmung eines umgelenkten Anteils der Anströmung geringer als das Zweifache des maximalen Abstands zwischen der Außenseite und der Innenseite der Luftleitvorrichtung. Bevorzugt entspricht der genannte Versatz etwa dem genannten maximalen Abstand.According to one embodiment, in the neutral position, a portion of the inflow mentioned, which is deflected by the air-guiding device, is small. In one embodiment, the resulting inflow offset of a deflected portion of the inflow is less than twice the maximum distance between the outside and inside of the airfoil. Said offset preferably corresponds approximately to said maximum distance.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Antriebsmaschine;
- - eine Mehrzahl von Rädern, von welchen zumindest ein Rad zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs antreibbar ist;
- - zumindest einen Vorderradkasten, in welchem jeweils eines der Räder aufgenommen ist;
- - zumindest eine Luftleitvorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Luftleitvorrichtung in Fahrzeug-Längsrichtung vor einem Vorderradkasten angeordnet ist; und
- - eine Stellvorrichtung für die Luftleitvorrichtung,
- - a prime mover;
- - A plurality of wheels, of which at least one wheel can be driven to propel the motor vehicle;
- - At least one front wheel housing, in which one of the wheels is accommodated;
- - At least one air guiding device according to an embodiment according to the above description, wherein the air guiding device is arranged in the longitudinal direction of the vehicle in front of a front wheel housing; and
- - an adjusting device for the air guiding device,
Hier ist ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Rennfahrzeug, vorgeschlagen, bei welchem eine Antriebsmaschine zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines von einer Mehrzahl von Rädern umfasst ist. Das zumindest eine Vorderrad ist in einem Vorderradkasten eingehaust, wobei bei zumindest einem der Vorderradkästen eine Luftleitvorrichtung gemäß der obigen Beschreibung umfasst ist.A motor vehicle, for example a racing vehicle, is proposed here, in which a drive machine for propelling the motor vehicle by means of at least one of a plurality of wheels is included. The at least one front wheel is housed in a front wheel housing, wherein at least one of the front wheel housings includes an air guiding device according to the above description.
Die Luftleitvorrichtung ist wie zuvor beschrieben an dem Kraftfahrzeug beziehungsweise an dem Vorderradkasten montiert, sodass die Bremsstellung, die Hochgeschwindigkeitsstellung und die Neutralstellung gemäß einer Ausführungsform wie zuvor beschrieben einstellbar sind. Zum Bewegen der Luftleitvorrichtung ist eine Stellvorrichtung vorgesehen, welche eine separate Komponente darstellt, welche mit dem Kraftfahrzeug und der Leitfläche beziehungsweise dem Gelenk verbunden wird, sobald die Luftleitvorrichtung an dem Kraftfahrzeug montiert wird. Alternativ ist die Stellvorrichtung eine Komponente der Luftleitvorrichtung, sodass die Luftleitvorrichtung als vormontierbare Baueinheit samt der Stellvorrichtung mit dem Kraftfahrzeug beziehungsweise dem Vorderradkasten oder Fahrgestell montierbar ist.As described above, the air guiding device is mounted on the motor vehicle or on the front wheel housing, so that the braking position, the high-speed position and the neutral position can be adjusted according to one embodiment as described above. An adjusting device is provided for moving the air guiding device, which represents a separate component which is connected to the motor vehicle and the guide surface or the joint as soon as the air guiding device is mounted on the motor vehicle. Alternatively, the adjusting device is a component of the air guiding device, so that the air guiding device can be installed as a preassembled structural unit together with the adjusting device with the motor vehicle or the front wheel housing or chassis.
Bevorzugt sind bei einem (symmetrischen) Kraftfahrzeug mit zwei Vorderrädern und zwei Vorderradkästen zwei Luftleitvorrichtungen jeweils zueinander symmetrisch gespiegelt zur Mittelachse des Kraftfahrzeugs beziehungsweise zur Mittelachse der Anströmung angeordnet und werden für die Bremsstellung, die Hochgeschwindigkeitsstellung und Neutralstellung synchron zueinander bewegt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zudem weiterhin eine Kurvenfahrtstellung einstellbar, bei welcher ein Anpressdruck bei dem Kurven-inneren Vorderrad erhöht beziehungsweise die Seitenführkraft des Kurven-inneren Rads erhöht wird. Bei dem Kurven-äußeren Rad wird je nach Fahrzustand eine Stellung eingenommen, welche beispielsweise der Hochgeschwindigkeitsstellung oder der Neutralstellung entspricht.In a (symmetrical) motor vehicle with two front wheels and two front wheel housings, two air guiding devices are preferably arranged symmetrically mirrored to one another in relation to the central axis of the motor vehicle or to the central axis of the inflow and are moved synchronously with one another for the braking position, the high-speed position and the neutral position. In a preferred embodiment, a cornering position can also be set, in which a contact pressure on the front wheel on the inside of the curve is increased or the cornering force of the wheel on the inside of the curve is increased. Depending on the driving condition, the wheel on the outside of the curve assumes a position which, for example, corresponds to the high-speed position or the neutral position.
Die Stellvorrichtung ist beispielsweise von einem Bordcomputer des Kraftfahrzeugs gesteuert oder von einer internen Steuervorrichtung der (jeweiligen) Luftleitvorrichtung, wobei beispielsweise Messvorrichtungen, wie beispielsweise ein (Quer- und/oder Längs-) Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop umfasst sind. Alternativ oder ergänzend wird eine Stellung eines Beschleunigungsgebers (beispielsweise eines sogenannten Gaspedals) des Kraftfahrzeugs und/oder ein Lenkeinschlag an der Lenkvorrichtung (beispielsweise eines Lenkrads) des Kraftfahrzeugs maßgeblich einzig oder zusätzlich für die angestrebte Stellung (jeweiligen) Luftleitvorrichtung als Steuergröße eingesetzt.The actuating device is controlled, for example, by an on-board computer of the motor vehicle or by an internal control device of the (respective) air guiding device, measuring devices such as a (transverse and/or longitudinal) acceleration sensor and/or a gyroscope being included. Alternatively or in addition, a position of an acceleration sensor (e.g. a so-called gas pedal) of the motor vehicle and/or a steering angle on the steering device (e.g. a steering wheel) of the motor vehicle is decisively used solely or additionally for the desired position of the (respective) air guiding device as a control variable.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, dass eine in Fahrzeug-Querrichtung umgelenkte Anströmung, welche aus einer bedingt durch eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs entstehende Stauströmung resultiert, abhängig von der jeweiligen Stellung folgendermaßen geleitet wird:
- - in der Bremsstellung von der Luftleitvorrichtung, bevorzugt von der Außenseite, zum größeren Anteil an dem Vorderradkasten vorbei nach Fahrzeug-Außen geleitet wird;
- - in der Hochgeschwindigkeitsstellung von der Luftleitvorrichtung, bevorzugt von der Innenseite, zum größeren Anteil in den Vorderradkasten hinein und/oder in den Bereich eines Wärmetauschers geleitet wird; und/oder
- - in der Neutralstellung ein Umlenken der Anteile der genannten Anströmung mittels der Luftleitvorrichtung gering ist und/oder der resultierende Versatz der Anströmung eines von der Leitfläche umgelenkten Anteils der Anströmung geringer als das Zweifache des maximalen Abstands zwischen der Außenseite und der Innenseite der Luftleitvorrichtung ist, bevorzugt der genannte Versatz etwa dem genannten maximalen Abstand entspricht.
- - Is conducted in the braking position of the air guiding device, preferably from the outside, to the greater part of the front wheel housing over to the outside of the vehicle;
- - In the high-speed position of the air-guiding device, preferably from the inside, is directed to a greater extent into the front wheel housing and/or into the region of a heat exchanger; and or
- - in the neutral position, a deflection of the portions of said inflow by means of the air guiding device is small and/or the resulting offset of the inflow of a portion of the inflow deflected by the guide surface is less than twice the maximum distance between the outside and the inside of the air guiding device, preferably said offset approximately corresponds to said maximum distance.
Bei dieser Ausführungsform ist die Luftleitvorrichtung gemäß einer Ausführungsform wie sie oben beschrieben ist eingerichtet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Außenseite beziehungsweise die äußerste Kante der Außenseite in Fahrzeug-Querrichtung stets in Überdeckung mit der Außenkontur des betreffenden Vorderrads oder nach außen dazu versetzt angeordnet. Besonders bevorzugt bleibt die Außenseite beziehungsweise die betreffende Außenkante der Außenseite stehts an der gleichen Position oder zumindest in Überdeckung mit der genannten Außenkontur. In einer Ausführungsform ist die Flächennormale der Außenseite und/oder die Flächennormale der Innenseite relativ zu der aus einer Stauströmung resultierenden von dem Kraftfahrzeug umgelenkten Anströmung parallel ausgerichtet.In this embodiment, the air guiding device is set up according to an embodiment as described above. In an advantageous embodiment, the outer side or the outermost edge of the outer side in the transverse direction of the vehicle is always arranged so that it overlaps with the outer contour of the relevant front wheel or is offset to the outside. Particularly preferably, the outer side or the relevant outer edge of the outer side always remains in the same position or at least overlaps with the outer contour mentioned. In one embodiment, the surface normal of the outside and/or the surface normal of the inside is oriented parallel relative to the oncoming flow that results from a ram flow and is deflected by the motor vehicle.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : in einer räumlichen Seitenansicht eine linke Luftleitvorrichtung eines linken Vorderradkastens in einer Bremsstellung; -
2 : in einer Draufsicht ein Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit zwei Luftleitvorrichtungen gemäß1 in einer Bremsstellung; -
3 : in einer räumlichen Seitenansicht eine linke Luftleitvorrichtung gemäß1 in einer Hochgeschwindigkeitsstellung; -
4 : in einer Draufsicht ein Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit zwei Luftleitvorrichtungen gemäß3 in einer Hochgeschwindigkeitsstellung; -
5 : in einer räumlichen Seitenansicht eine linke Luftleitvorrichtung gemäß1 und3 in einer Neutralstellung; -
6 : in einer Draufsicht ein Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit zwei Luftleitvorrichtungen gemäß5 in einer Neutralstellung; und -
7 : ein Kraftfahrzeug mit zwei Luftleitvorrichtungen in einer Draufsicht.
-
1 1: in a three-dimensional side view, a left-hand air guiding device of a left-hand front wheel housing in a braking position; -
2 1: in a plan view a section of a motor vehicle with two air guiding devices according to FIG1 in a braking position; -
3 : in a three-dimensional side view, a left air guiding device according to FIG1 in a high speed position; -
4 1: in a plan view a section of a motor vehicle with two air guiding devices according to FIG3 in a high speed position; -
5 : in a three-dimensional side view, a left air guiding device according to FIG1 and3 in a neutral position; -
6 1: in a plan view a section of a motor vehicle with two air guiding devices according to FIG5 in a neutral position; and -
7 : a motor vehicle with two air guiding devices in a plan view.
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Hier ist die jeweilige Außenseite 8 (beziehungsweise deren Flächennormale) der Leitflächen 6,7 nach Fahrzeug-Außen 28 gerichtet und die (etwa) parallele Innenseite 9 in entgegengesetzter Richtung ebenfalls etwa in Fahrzeug-Querrichtung 16 ausgerichtet. Die Leitflächen 6,7 sind somit etwa parallel zu dem relativen Strömungsfeld 32 ausgerichtet. Daraus resultierend wird die umgelenkte Anströmung 18 zu einem ersten Anteil 26 mit einem geringen relativen Winkel in das relative Strömungsfeld 32 Fahrzeug-Außen 28 des jeweiligen Rads 20,21 gelenkt. Ein zweiter Anteil 27 der umgelenkten Anströmung 18 wird in den jeweiligen Vorderradkasten 3,4 hinein (und gegebenenfalls zu noch einem Teil hin zu dem Wärmetauscher 29) gelenkt. Das in den Vorderradkasten 3,4 einströmende Luftvolumen reduziert die Bildung eines Unterdrucks, welcher aus der Rotation des jeweiligen vorderen Rads 20,21 resultiert. Der erster Anteil 26 und der zweite zweiter Anteil 27 der umgelenkten Anströmung 18 werden voneinander einzig um den maximalen Abstand 31 von der Außenseite 8 und der Innenseite 9 der jeweiligen Leitfläche 6,7 zueinander versetzt. Der Versatz 30 der Anströmungsanteile relativ zueinander ist somit gering, beispielsweise geringer als das Zweifache des maximalen Abstands 31 von der Außenseite 8 zu der Innenseite 9. Hinzukommt, dass die umgelenkte Anströmung 18 nur in Richtung des relativen Strömungsfelds 32 umgelenkt wird. Damit wird bei Geradeaus-Fahrt ein geringer cw-Wert erzielt. Auch hier ist die jeweilige Außenkante 33 der linke Leitflächen 6,7 ist in Linie mit der Außenkontur des jeweiligen Vorderradkastens 3,4. Es sei darauf hingewiesen, dass die Außenkante 33 im Vergleich zu der in
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Hier ist die jeweilige Außenseite 8 der Leitflächen 6,7 und die (etwa) parallele Innenseite 9 etwa in Richtung der dort auftreffenden umgelenkten Anströmung 18 ausgerichtet. Daraus resultierend wird die umgelenkte Anströmung 18 zu einem ersten Anteil 26 mit einem geringen relativen Winkel in das relative Strömungsfeld 32 Fahrzeug-Außen 28 des jeweiligen Rads 20,21 gelenkt. Der Winkel ist aber größer als in der Hochgeschwindigkeitsstellung (vergleiche
Auch hier ist die jeweilige Außenkante 33 der linke Leitflächen 6,7 ist in Linie mit der Außenkontur des jeweiligen Vorderradkastens 3,4. Es sei darauf hingewiesen, dass die Außenkante 33 im Vergleich zu der in
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Mit der hier vorgeschlagenen Luftleitvorrichtung ist für viele Fahrt-Zustände eine günstiges aerodynamisches Profil erzeugbar.With the air guiding device proposed here, a favorable aerodynamic profile can be generated for many driving conditions.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- linke Luftleitvorrichtungleft air deflector
- 22
- rechte Luftleitvorrichtungright air deflector
- 33
- linker Vorderradkastenleft front wheel housing
- 44
- rechter Vorderradkastenright front wheel housing
- 55
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 66
- linke Leitflächeleft guide surface
- 77
- rechte Leitflächeright guide surface
- 88th
- Außenseiteoutside
- 99
- Innenseiteinside
- 1010
- Befestigungseinrichtungfastening device
- 1111
- Gelenkjoint
- 1212
- erste Gelenkachsefirst joint axis
- 1313
- zweite Gelenkachsesecond joint axis
- 1414
- Fahrzeug-VertikalrichtungVehicle vertical direction
- 1515
- Fahrzeug-Längsrichtungvehicle longitudinal direction
- 1616
- Fahrzeug-Querrichtungvehicle transverse direction
- 1717
- Stauströmungram flow
- 1818
- umgelenkte Anströmungdeflected flow
- 1919
- Antriebsmaschineprime mover
- 2020
- linkes vorderes Radleft front wheel
- 2121
- rechtes vorderes Radright front wheel
- 2222
- linkes hinteres Radleft rear wheel
- 2323
- rechtes hinteres Radright rear wheel
- 2424
- Stellvorrichtungactuator
- 2525
- Vorwärtsfahrtforward drive
- 2626
- erster Anteil der Anströmungfirst part of the inflow
- 2727
- zweiter Anteil der Anströmungsecond part of the inflow
- 2828
- Fahrzeug-Außenvehicle exterior
- 2929
- Wärmetauscherheat exchanger
- 3030
- Versatz der AnströmungsanteileOffset of the inflow components
- 3131
- Abstand von Außenseite und InnenseiteDistance from outside and inside
- 3232
- relatives Strömungsfeldrelative flow field
- 3333
- Außenkanteouter edge
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021116049.9A DE102021116049A1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Air guiding device for a front wheel housing of a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021116049.9A DE102021116049A1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Air guiding device for a front wheel housing of a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021116049A1 true DE102021116049A1 (en) | 2022-12-22 |
Family
ID=84283577
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102021116049.9A Pending DE102021116049A1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Air guiding device for a front wheel housing of a motor vehicle |
Country Status (1)
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---|---|
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
DE102016000953A1 (en) | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Daimler Ag | Air guiding device for a vehicle bend |
DE102017128632A1 (en) | 2016-12-06 | 2018-06-07 | Ford Global Technologies, Llc | ACTIVE WHEELSPOILER SYSTEM AND METHOD |
DE102018213034A1 (en) | 2018-08-03 | 2020-02-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Air guiding device for a vehicle front of a motor vehicle and a motor vehicle |
-
2021
- 2021-06-22 DE DE102021116049.9A patent/DE102021116049A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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DE102018213034A1 (en) | 2018-08-03 | 2020-02-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Air guiding device for a vehicle front of a motor vehicle and a motor vehicle |
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