DE2218300B2 - Fahrzeugkarosserie mit Mitteln zur Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit - Google Patents
Fahrzeugkarosserie mit Mitteln zur Verringerung der SeitenwindempfindlichkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft „\ne Fahrzeugkarosserie mit
vertikalen Bugkanten, die in horizontalen Ebenen endliche Krümmungen aufweisen. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf die Ausbildung von Karosserien von Kraftfahrzeugen, die die Form eines Kastenwagens
haben. Die Erfindung ist mit Vorteil aber auch bei anderen Fahrzeugen einsetzbar, wenn die Aufgabe
besteht, die Seitenwindempfindlichkeit zu verringern.
Wie Untersuchungen im Windkanal gezeigt haben, sind die Radien der erwähnten Krümmungen der
Bugkanten von Einfluß auf die Seitenwindempfindlichkeit des Fahrzeuges. So kann die Seitenwindempfindlichkeit
von Fahrzeugen, die eine Bugkanten aufweisende Karosserie besitzen, vermindert werden, wenn man
den Radius der Krümmung gegen Null gehen läßt, die Bugkanten also sehr scharf biegt. Eine derartige
Maßnahme läßt sich aber deshalb in der Regel nicht anwenden, weil eine derartige scharfkantige Bugform
den Nachteil hat, daß der Widerstandsbeiwert stark erhöht wird, so daß, wenn man Hie gleiche Fahrgeschwindigkeit
haben will, der Kraftstoffverbrauch erheblich steigt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugkarosserie mit vertikalen Bugkanten, die in
horizontalen Ebenen endliche Krümmungen aufweisen, zu schaffen, die den beiden erwähnten, sich offensichtlich
widersprechenden Forderungen, nämlich derjenigen nach Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit
und derjenigen nach Beibehaltung eines geringen
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Radien der Krümmungen
im Hinblick auf einen Widerstandsbeiwert gewählt sind, der zumindest ungefähr in demjenigen Bereich der
Abhängigkeit des Widerstandsbeiwertes vom Radius liegt, in dem Änderungen des Radius praktisch keine
Änderungen des Widerstandsbeiwertes bewirken, und daß im Bereich der Bugkanten vertikal verlaufende
Ablösekanten solcher Dimensionierung vorgesehen sind, daß bei unter einem vorgegebenen Mindest-Schiebs'.vinks!
auftreffendem Seitenwind zumindest ungefähr die mit scharf gebogenen Bugkanten verbundenen
Seitenwindeigenschaften vorliegen.
Fahrzeugkarosserie ist also in dem Vorsehen vertikal verlaufender Ablösekanten zu sehen, die empirisch so
dimensioniert sind, daß einerseits bei fehlendem Seitenwind oder einem Seitenwind, der innerhalb eines
bestimmten Schiebewinkelbereichs auftritt, der niedrige
μ Widerstandsbeiwert, bestimmt durch die Wahl des
Radius der Krümmungen der Bugkante, gewahrt ist, dagegen dann, wenn der Seitenwind unter einem
größeren Schiebewinkel auftritt, ein »Umspringen« der betreffenden Kennlinien von denjenigen für Bugkanten
mit relativ großen Krümmungsradien auf diejenigen stattfindet, die für dieselbe Fahrzeugkarosserie, aber mit
scharfkantig gebogenen Bugkanten gelten. Zwar hat innerhalb des genannten Schiebewinkelbereichs, in dem
die Kennlinien für gerundete Bug' amen gelten, der Verlauf des Giermomentenbeiwerts und des Seitenkraftbeiwerts
eine große Steilheit, aber dem Betrag nach sind diese beiden Komponenten in dem kleinen
Schiebewinkelbereich noch so klein, daß sie für die Fahreigenschaften des Fahrzeugs nicht gefährlich sind.
Außerhalb dieses kleinen Schiebewinkelbereichs, der also im Hinblick auf die noch vertretbaren Beträge des
Giermomenten- und des Seitenkraftbeiwertes gewählt sein wird, wird dagegen der Tangentialkraftbeiwert
erhöht, so daß h/er die zwecks Erzielung einer Verringerung der Seitenkraftempfindlichkeit erstrebte
Verkleinerung des Giermomentenbeiwertes und des Seitenkraftbeiwertes erkauft wird durch eine Vergrößerung
des Strömungswiderstandes des Fahrzeuges in Fahrtrichtung. Da derart große Schiebewinkel jedoch
nur relativ selten und im allgemeinen kurzzeitig vorkommen, ist diese Erhöhung des Tangentialkraftbeiwertes
hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeuges kaum merklich.
Für die bauliche Ausbildung der Erfindung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können die Ablösekanten duren über die Karosseriekontur überstehendes Material gebildet sein, das aus dem Karosserieblech herausgeprägt oder durch zusätzliche leistenförmige Teile auf das Blech aufgesetzt sein kann. Es ist jedoch auch möglich, die Ablösekanten durch sich unter die Karosseriekontiir erstreckende Einziehungen in derselben zu bilden.
Auch hinsichtlich des Ortes der Ablösekanten gibt es
Für die bauliche Ausbildung der Erfindung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können die Ablösekanten duren über die Karosseriekontur überstehendes Material gebildet sein, das aus dem Karosserieblech herausgeprägt oder durch zusätzliche leistenförmige Teile auf das Blech aufgesetzt sein kann. Es ist jedoch auch möglich, die Ablösekanten durch sich unter die Karosseriekontiir erstreckende Einziehungen in derselben zu bilden.
Auch hinsichtlich des Ortes der Ablösekanten gibt es
eine Reihe von Möglichkeiten. Liegen die Ablösekanten vor den Bugkanten, d. h. praktisch noch im Bereich der
vorderen Wand der Karosserie, so wird man eine der die Ablösekanten bildenden Ebenen zumindest ungefähr
parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen lassen. Liegen die Ablösekanten dagegen auf Karosserieseitenwänden,
so weist eine der sie bildenden Ebenen zweckmäßigerweise zumindest ungefähr senkrecht zur
Fahrzeuglängsarhse. Liegen schließlich die Ablösekanten auf den Bugkanten, so wird eine der sie bildenden ι ο
Ebenen zumindest ungefähr die Radien der Krümmungen enthalten, die normal zu den Krümmungen
verlaufen.
Verständlicherweise lassen sich für die Dimensionierungen der Krümmungsradien und der Größen der
Ablösekanten keine Formeln angeben; diese Variablen müssen vielmehr empirisch, beispielsweise im Windkanal,
bestimmt werden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungen der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt
F i g. 1 die teilweise Draufsicht auf die Fmntpartie
einer erfmdungsgemäß ausgebildeten Fahrzeur;karosst:-
rie mit Ablösekante bei gerader Anströmung,
F i g. 2 den Verlauf des Widerstandbeiwertes cw in
Abhängigkeit vorn Verhältnis r/b (Krümmungsradius der Bugkante zur Fahrzeugbreite) bei dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 1,
F i g. 3 die Draufsicht auf die Frontpartie nach Fig.!
bei Schrägströmung unter einem Schiebewinkel β und dazu
Fig.6 den Verlauf des Tangentialkraftbeiwertes er
jeweils in Abhängigkeit vom Schiebewinkel ß,
F i g. 7 bis 10 jeweils eine teilweise Draufsicht auf die ->5
Frontpartie von erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrzeugkarosserien mit Ablösekanten.
In F i g. 1 ist der Radius r der Krümmung der
Bugkante 1 so gewählt, daß der Widerstandsbeiwert Cw
ungefähr im F :reich des horizontalen Astes der Kurve
nach F i g. 2 liegt Dort ist der Verlauf des Widerstandsbeiwertes Cw in Abhängigkeit von dem Verhältnis r/b
wiedergegeben. Man erkennt daß eine weitere Vergrößerung dieses Verhältnisses r/b, also bei gegebener
Fahrzeugbreite b des Radius r der Krümmung der « Bügkanten, aber denjenigen Wert hkaus, bei dem der
Widerstandsbeiwert cwopt auftritt keine Verbesserung
dieses Widerstandsbeiwertes Cw mehr bringt Erfindungsgemäß
ist nun im Bereich der Bugkante 1 — und selbstverständlich auch \;r. Bereich der gegenüberliegenden,
in den Figuren nicht dargestellten Bugkante — eine Ablösei^ante 2 vorgesehen, die so dimensioniert ist,
daß sich bei der in F i g. 1 vorliegenden Strömung allein in Fahrtrichtung (Schiebewinkel β - 0°) hinter der
Ecke der Ablösekarwe 2 allenfalls eine kleine Ablöseblase
ergibt im übrigen aber eine anliegende Strömung herrscht Dadurch ist die Wahrung des durch die Wahl
des Radius r — und hier nicht interessierender weiterer Fahrzeuggrößen — bestimmten cw-Wertes sichergestellt.
In die Dimensionierung der Größe der Ablösekan- ω te 2, die in Fig. I durch eine Einziehung der
Karosseriewand unter die eigentliche Karosseriekontur erzielt ist geht auch der Abstand Xa der Ablösekante 2,
gemessen in Richtung der Fahrzeuglängsachse, von dem vorderen Scheitelpunkt 3 der Karosserie ein. &*>
Während Fig. 1 die Strömungsverhältnisse bei fehlendem Seitenwind zei % ist in Fi g. 3 ein endlicher
.Schiebewinkel β angenommen. Die Bauweise ist dieselbe geblieben; man erkennt aber, daß nunmehr bei
4 eine Ablösung der Strömung eintritt so daß als Kennlinie nicht mehr diejenige für ein relativ großes
Verhältnis r/b, sondern diejenige für eine scharfkantige Bugausbildung (r/b = 0) gilt Dies ist anhand der F i g. 4,
5 und 6 erläutert, von denen Fig.4 den Verlauf des
Giermomentenbeiwertes cn, F i g. 5 den Verlauf des Seitenkraftbeiwertes Cs und Fig.6 den Verlauf des
Tangentialkraftbeiwertes or, jeweils in Abhängigkeit von dem jeweiligen Schiebewinkel ß, zeigt Wie bereits
ausgeführt ist die Dimensionierung der von dar Erfindung betroffenen Teile der Karosserie so getroffen,
daß innerhalb eines durch den Wert βλ gegebenen
Schiebewinkels auftreffende Seitenwinde praktisch voll auf das Fahrzeug wirken können, wie dies durch die
abgerundeten Bugkanten bedingt ist während Seitenwinde, die unter einem Schiebewinkel größer als βΛ
auftreffen, auf das Fahrzeug so einwirken, als sei die Karosserie im Bugbereich scharfkantig gebogen.
In den F i g. 4, 5 und 6 ist mit dünnp.n ausgezogenen Linien jeweils der Verlauf der betreuenden lateralen
Komponente bei anliegender Strömung, also großem Verhältnis r/b, wiedergegeben, während die unterbrochenen
Linien den Fall der Ablösung, also scharfkantig gebogener Bugkanten, betreffen. Dick ausgezogen ist
der bei uer Erfindung tatsächlich vorliegende Verlauf der jeweiligen Lateralkomponente dargestellt Betrachtet
man zunächst den Verlauf des Giermomentenbeiwertes cat sowie denjenigen des Seitenkraftbeiwertes Cs,
so hat man bei mit Schiebewinkeln innerhalb des durch βΛ gegebenen Bereichs auftreffenden Seitenwinden
denjenigen Verlauf, der für ein großes Verhältnis r/b charakteristisch ist. Diese Kennlinien sind also relativ
steil, jedoch sind die Beträge noch so klein, daß sie für das Fahrverhalten des Fahrzeuges nicht schädlich sind.
Umgekehrt ist dagegen der Verlauf der bei der Erfindung vorliegenden Kennlinie für den Tangentialkraftbeiwert
Ct (Fig.6): Hier liegt zunächst ein Kurvenast vor, der unter demjenigen für eine
Karosserie mit scharfkantig gebogenen Bugkanten liegt
Überschreitet der Schiebewinkel des auftreffenden Seitenwindes den Wert βλ, so erfolgt ein Umspringen
der gültigen Kennlinie auf diejenige für eine Karosserie mit scharfkantig gebogenen Bugkanten. Man erhält also
die gewünschte Verringerung von cn urd es, jedoch
springt der Tangentialkraftbeiwert ct auf denjenigen Wert, der für eine scharfkantig abgebogene Bugpartie
der Karosserie charakteristisch ist Dies ist aber deshalb nicht kritisch, weil derart große Schiebewinkel relativ
selten und meist nur kurzzeitig auftreten. Auf jeden Fall ist aber sichergestellt, daß durch diese Erhöhung des
Tangentialkraftbeiwertes ein zusätzlicher Kraftstoffverbrauch nur dann auftritt wenn tatsächlich gefährliche
Seitenwinde auftreffen, also eine Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit geboten ist.
In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 iat in der Karosserie ebenfalls in Strömungsrichtung hinter der
Bugkante 1, aber noch in der Nähe oder im Bereich derselben, die Ablöf »kante 7 vorgesehen, die bei 8 eine
Art Wendepunkt der Krümmung aufweist.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.8 ist die
Ablösekante 9 gebildet durch einen echtsr» Vorsprung
über die Kontur der Karosserie hinaus, und zwar liegt die Ablösekante hier unmittelbar auf der Bugkante der
Karosserie; die eine der die Ablösekante bildenden Ebenen enthält zumindest ungefähr den Radius der
Bugkante.
Ablösekante 10 auch in Strömungsrichtiing hinter der
Bugkante ti liegen, während in Fig. 10 angenommen
ist, daß die dort mit 12 bezeichnete, wiederum durch einen Vorsprung über die eigentliche Karosseriekontur
gebildete Ablösekante sich in Fahrtrichtung vor der Bugkante i.3 befindet. Praktisch ist die Ablösekanle 12
auf der l'rontpartie 14 der Karosserie angeordnet, und
zwar so, daß ihre eine der sie bildenden Flächen zumindest ungefähr parallel zur Achse 15 des
Fahrzeuges verläuft.
Hierzu 2 Bhitt Zeichnungen
Claims (7)
1. Fahrzeugkarosserie mit vertikalen Bugkanten, die in horizontalen Ebenen endliche Krümmungen
aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien (r) der Krümmungen im Hinblick auf
einen Widerstandsbeiwert (cw) gewählt sind, der zumindest ungefähr in demjenigen Bereich der
Abhängigkeit des Widerstandsbeiwertes (cw) vom
Radius (r) liegt, in dem Änderungen des Radius (r) praktisch keine Änderungen des Widerstandsbeiwertes
(cw) bewirken, und daß im Bereich der Bugkanten (1) vertikal verlaufende Ablösekanten (2,
7,9,10 und 12) solcher Dimensionierung vorgesehen
sind, daß bei unter einem vorgegebenen Mindest-Schiebewinkel (β*) auftreffendem Seitenwind zumindest
ungefähr die mit scharf gebogenen Bugkanten verbundenen Seitenwindeigenschaften (cn, es)
vorliegen.
2. Fahracsigkarosserie nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ablösshanten (9 und 10}
durch über die Karosseriekontur überstehendes Material gebildet sind
3. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablösekanten (2 und 7)
durch sich unter die Karosseriekontur erstreckende Einziehungen gebildet sind.
4. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ablösekanten (12) vor den Bugkanten (13) liegen.
5. Fahrzeuykarosserie nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine der die Ablösekanten (12) bildenden Ebenen zumindest ungefähr parallel zur
Fahrzeuglängsachse (15) HiAl
6. Fahrzeugkarosserie nach unem der Ansprüche
I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablösskanten (10) auf Karosserieseitenwänden
liegen und eine der sie bildenden Ebenen zumindest ungefähr senkrecht zur Fahrzeuglängsachse weisen.
7. Fahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ablösekanten (9) auf den Bugkanten liegen und eine der sie bildenden Ebenen die Radien der Krümmungen
enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2218300A DE2218300C3 (de) | 1972-04-15 | 1972-04-15 | Fahrzeugkarosserie mit Mitteln zur Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2218300A DE2218300C3 (de) | 1972-04-15 | 1972-04-15 | Fahrzeugkarosserie mit Mitteln zur Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2218300A1 DE2218300A1 (de) | 1973-10-25 |
DE2218300B2 true DE2218300B2 (de) | 1980-04-10 |
DE2218300C3 DE2218300C3 (de) | 1980-11-27 |
Family
ID=5842069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2218300A Expired DE2218300C3 (de) | 1972-04-15 | 1972-04-15 | Fahrzeugkarosserie mit Mitteln zur Verringerung der Seitenwindempfindlichkeit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2218300C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7748771B2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-07-06 | Richard Henry Distel | Apparatus to improve the aerodynamics, fuel economy, docking and handling of heavy trucks |
-
1972
- 1972-04-15 DE DE2218300A patent/DE2218300C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2218300C3 (de) | 1980-11-27 |
DE2218300A1 (de) | 1973-10-25 |
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