DE19738026A1 - Heckflügel zur Verminderung des Fahrzeugluftwiderstandes - Google Patents

Description

Am Fahrzeugheck sollen Umlenkschaufeln vorgesehen werden, die bei höheren Ge­ schwindigkeiten ausgefahren werden um die Luft, die das Fahrzeug umströmt, vor der Strömungsablösung an den Hinterkanten des Fahrzeuges so umzulenken, daß sie in das "Totwasser" Gebiet hinter dem Fahrzeug einströmt, womit der Luftwider­ stand vermindert wird, der oberhalb 80 km/h erheblich ist.

Bekannt sind sogenannte "Spoiler" das sind Umlenkschaufeln, ebenfalls am Fahr­ zeugheck, die jedoch das Gegenteil tun; nämlich die das Fahrzeugheck umströmen­ de Luft nach oben, vom Totwasser weg ablenken um einen Abtrieb, d. h. eine Kraft zu erzeugen, die das Fahrzeugheck auf die Straße drückt.

Bild 1 soll die Wirkungsweise des Heckflügels im Gegensatz zum Spoiler darstellen.

1a) Der Heckflügel H lenkt die Luftströmung zum Auffüllen des Totwassers auf die Autokontur hin.

1b) Der Spoiler S lenkt die Luftströmung von der Autokontur weg.

1c) Der Heckflügel H ist eingeklappt, Heck entspricht 1a).

Der Pfeil L zeigt jeweils die Kraft auf die Luftströmung. Am wirkungsvollsten läßt sich der Heckflügel bei Fahrzeugen mit großem Luftwiderstand einsetzen. Z. B. bei einem Autobus mit gerade abgeschnittenem Heck, der in Bild 2 skizziert ist.

Bild 2a zeigt Strömungsablösung am Heck in Seitenansicht.

Bild 2b zeigt Strömungsablösung am Heck in der Draufsicht.

Bild 2c zeigt als Ausschnitt von 2b das Busheck mit paarweise senkrecht angeordne­ ten Heckflügeln rechts und links entlang der Kanten K, zwischen Seitenwand S und Heckwand W.

Die Kontur der Kanten K wird naturgemäß eine strömungsgünstige sein, die Kante K wird vorteilhaft so ausgebildet werden, daß sie zusammen mit den Heckflügeln F1, und F2 einerseits aerodynamisch günstige Schaufelkanäle bildet und anderer­ seits im eingefahrenen Zustand zusammengeschoben, so aneinander paßt, daß das Busheck dadurch nicht verlängert wird.

Wie schon erwähnt, sollen beim Parken, Manövrieren und Langsamfahrt die Heck­ flügel eingefahren sein - nur bei Schnellfahrten sollen sie entweder selbsttätig aus­ fahren - was durch die Luftkräfte auf die Flügel geschehen kann, oder mittels eines Stellmechanismus der aber nicht Gegenstand dieser Erfindung ist.

Die Wirkungsweise des Heckflügels besteht darin, daß er wie ein Flugzeugtragflügel eine Kraft auf die umströmende Luft ausübt. Diese Kraft steht senkrecht auf der An­ strömrichtung und lenkt die Luft in Richtung der Flügelprofilsehne um.

Beim Flugzeugtragflügel wirkt sie nach unten und erzeugt dabei ein Druckpolster, d. h. den Auftrieb, der das Flugzeug trägt, beim - hier als neuartig in Anspruch ge­ nommenen Fahrzeug-Heckflügel - bildet sich das Druckpolster am Fahrzeugheck W und "schiebt das Fahrzeug nach vorn"; d. h. vermindert den Sog, die Ursache des Heck-Luftwiderstandes - das ist die erfindungsgemäße Verbesserung.

Der Preis dieses Gewinns ist der am Heckflügel angreifende Luftwiderstand. Er ist jedoch wesentlich kleiner als die Luftkraft die sich als Verlustabnahme am Heck manifestiert.

Was nun Luftkraft und Widerstand am Heckflügel betrifft, gilt folgendes:

Wie die Tragflügelversuche zeigen, ist es möglich mit einem einfachen Flügelprofil ein Verhältnis Auftrieb zu Widerstand von 10 zu erzeugen. Vermittels Heckflügel werden also 10 mal mehr Fahrzeug-Widerstand eingespart als durch Einsatz des Heckflügels "investiert."
Mit einem guten Flügelprofil kann jedoch darüberhinaus ein Verhältnis Auftrieb zu Widerstand von bis zu 20 erzielt werden.

Daraus resultiert, daß der vorgeschlagene Heckflügel zu beachtlicher Ersparnis von Brennstoffverbrauch führen kann, und das auf relativ billige und einfache Weise.

Der Heckflügel H erzeugt eine Zusatzkraft auf die Hinterachse. Bei gerade abge­ schnittenem Heck wie beim Autobus vermindert sich die Achslast um die Luftkraft L.

Je flacher, d. h. horizontaler das Heck verläuft um so kleiner wird der Einfluß auf die Achslast.

Claims (5)

1. Umlenkflügel am Heck eines Fahrzeuges zum Zweck der Verminde­ rung des Luftwiderstandes, die die an der Hinterkante strömende Luft in das abgelöste Strömungsgebiet am Heck umlenken, gekenn­ zeichnet dadurch, daß sie nur bei hoher Geschwindigkeit ausgefah­ ren sind, dagegen bei Stillstand und Langsamfahrt eingeklappt sind, so daß dann keine Verbreiterung oder Verlängerung der Karosserie existiert.

2. Umlenkflügel nach Anspruch 1, die entweder mit einem Verstellme­ chanismus versehen sind, oder selbsttätig durch die Luftkraft aus­ klappen.

3. Umlenkflügel nach Anspruch 1, bzw. 1 und 2 die senkrecht zur Fahrtrichtung stehen, sei es vertikal oder horizontal.

4. Umlenkflügel nach Anspruch 3 in Rechteckgrundriß oder ovalem Grundriß

5. Zwei oder mehr Umlenkflügel hintereinander gestaffelt nach An­ spruch 4.