DE20314128U1 - Diffusor für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Diffusor für Kraftfahrzeuge, welcher heckseitig am Kraftfahrzeugboden angeordnet ist und nach oben an die Kraftfahrzeugkarosserie anschließt und der in einer ersten Stellung ein erstes Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt und in einer zweiten Stellung ein zweites Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt aufweist und wobei das zweite Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt größer als das erste Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen am Unterboden eines Kraftfahrzeuges heckseitig angebrachten Diffusor, welcher der Verringerung der Auftriebskraft, die u.a. durch den Nachlauf verursacht wird, dient.
• Aus DE 3 625 814 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Heckdiffusor durch einen Luftleitflügel mit Tragflügelprofil gebildet wird. Durch die Überströmung des Luftleitflügels soll eine Abtriebskraft wirksam werden.
• Die Anordnung eines überströmten Luftleitflügels erfordert zusätzlichen Bauraum oder vermindert die Bodenfreiheit, ist aufwendig herzustellen und bietet zusätzliche Unfallrisiken.
• Der Erfindung liegt das Problem zugrunde eine verbesserte Bodenhaftung ohne Verwendung eines überströmten Luftleitprofils zu verwirklichen.
• Die Merkmale zur Lösung der Aufgabe sind im Anspruch 1 angegeben.
• Es ist ein heckseitig am Kraftfahrzeug angeordneter Diffusor am Fahrzeugboden vorgesehen, wobei der Diffusor nach oben an die Fahrzeugkarosserie anschließt. Zwischen Diffusor und darüber liegender Karosserie ist zwar keine hermetische Abdichtung notwendig, es ist aber erforderlich, dass der Diffusor im wesentlichen nicht überströmt wird. Es handelt sich also nicht um einen Tragflügel im Sinne der vorgenannten Veröffentlichung. Hierdurch wird die Bildung von Ablösewirbeln vermieden und damit eine Luftwiderstandserhöhung verhindert. Die Wirkung des Diffusors ist vielmehr die Führung der Strömung im Bereich des heckseitigen Fahrzeugbodens und die Beeinflussung des hinter dem Fahrzeug sich ergebenden Nachlaufwirbels. Um dies zu erreichen, wird der Auslassquerschnitt, welcher am hinteren Ende des Diffusors (entgegen der Fahrtrichtung) zwischen diesem und der Fahrbahn gebildet wird, gegenüber dem Einlassquerschnitt (in Fahrtrichtung gesehen zwischen vorderem Ende des Diffusors und Fahrbahn gebildet) vergrößert.
• Ausgehend von einer im wesentlichen horizontalen Lage des Fahrzeugbodens etwa parallel zur Fahrbahn bildet der Diffusor zu dieser Fahrzeugunterbodenebene eine nach oben leicht ansteigende Fläche, wobei diese Fläche zur Fahrzeugunterbodenebene etwa einen Winkel von 5° bis 10° einschließt. Die Größe dieses Winkels richtet sich nach. der Strukturierung des Fahrzeugbodens und dem sich daraus ergebenden Turbulenzgrad der Strömung. Für die Einstellung dieses Winkels kommt es im wesentlichen darauf an, eine Ablösung und damit Erhöhung des Strömungswiderstandes zu vermeiden.
• Ein besonderer Vorteil stellt sich ein, wenn bei höheren Geschwindigkeiten die Größe des Ausströmquerschnittes noch erhöht wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass der gegenüber der Fahrzeugunterbodenebene (bzw. Fahrbahnebene) in Heckrichtung nach oben ansteigende Diffusor in seiner Länge vergrößert wird, so dass dann die entgegen der Fahrtrichtung liegende Kante des Diffusors in einem noch größeren Abstand zur Fahrbahn steht.
• Dementsprechend ist vorgesehen, dass bei dem heckseitig am Fahrzeugboden angeordneten Diffuser, der nach oben an die Fahrzeugkarosserie anschließt, in einer ersten Stellung ein erstes Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt und in einer zweiten Stellung ein zweites Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt eingestellt ist und dabei das zweite Verhältnis von. Auslass- und Einlassquerschnitt größer ist als das erste Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt.
• 1 zeigt einen Diffusor, der heckseitig am Fahrzeugboden angeordnet ist. Der Difusor 1 schließt nach oben an die Fahrzeugkarosserie 2 an. Der Diffusor 1 steigt in einem Winkel 3 zur Fahrzeugunterbodenebene 4 bzw. Fahrbahn 4' an. Das in Fahrtrichtung gesehene vordere Ende 31 des Diffusors bildet mit der Fahrbahn 4' einen Einlassquerschnitt. Das entgegen der Fahrtrichtung liegende Ende des Diffusors 32 bildet mit der darunter liegenden Fahrbahn 4' einen Auslassquerschnitt. Im Diffusor stellt sich ein niedrigturbulenter, im wesentlichen laminarer, typischer Strömungsverlauf 5 ein, wobei die Stromlinien etwa dem zeichnerisch dargestellten Verlauf folgen. Hierdurch wird die Wirkung des Nachlaufwirbels 6 und die auf das Fahrzeug wirkende Auftriebskraft (in diesem Gebiet des Druckverlustes) verringert.
• In 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Diffusor aus einem feststehenden Teil 11 und einem beweglichen Teil 10 besteht Der bewegliche Teil 10 wird insbesondere geschwindigkeitsabhängig ausgefahren. Das Ausfahren erfolgt etwa in Verlängerung der durch das feststehende Teil definierten Ebene bzw. etwa parallel dazu. Soweit es nicht zu Ablösungen kommt, kann der bewegliche Teil 10 auch in einem anderen (insbesondere größeren) Winkel zur Fahrunterbodenebene stehen als der feststehende Teil. Hierdurch kann der Austrittsquerschnitt zwischen dem Endbereich des Diffusors 33 und der Fahrbahn 4' noch weiter vergrößert werden. Diese Ausführung des Diffusors hat den Vorteil, dass das übrige Fahrzeugdesign im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Der bewegliche Teil 10 wird bei Bedarf bei zunehmender Geschwindigkeit ausgefahren. Hierdurch wird eine Verminderung der Bodenfreiheit, welche besonders bei langsamer Fahrt eine Rolle spielt, vermieden. Auch eine erhöhte Unfallgefahr stellt sich nicht ein.
• Bei einer Ausgeführten Konstruktion wurde mittels einer Diffusorverlängerung um 200 mm eine Vergrößerung des n-Wertes von 1,6 auf 2,1 erreicht, wobei die Fläche von 0,44 m² auf 0,66 m² anwuchs. Dies entspricht einer theoretischen Steigerung des Wirkungsgrades von ca. 0,6 auf über 0,75. Der Diffusor war in einem Winkel von 5° zur Fahrzeugunterbodenebene bzw. Fahrbahnebene angeordnet.
• Bei einem zugrunde gelegten, mittleren statischen Druck am Diffusorende von cp = 0,2 ergibt sich bei der Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges von 220 km/h an der wirksamen Fläche des Diffusors eine Verminderung des Gesamtauftriebs um 300 N, gegenüber 200 N beim Diffusor ohne Verlängerung.
• In Windkanaltests wurden an einem Fahrzeug 50 % Reduzierung des hinteren Auftriebs erzielt, nachdem der Diffusor um etwa 60 % verlängert wurde.

Claims (1)

1. Diffusor für Kraftfahrzeuge, welcher heckseitig am Kraftfahrzeugboden angeordnet ist und nach oben an die Kraftfahrzeugkarosserie anschließt und der in einer ersten Stellung ein erstes Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt und in einer zweiten Stellung ein zweites Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt aufweist und wobei das zweite Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt größer als das erste Verhältnis von Auslass- und Einlassquerschnitt ist.