DE2726507A1

DE2726507A1 - Vorrichtung zur verbesserung der bodenhaftung eines landfahrzeugs

Info

Publication number: DE2726507A1
Application number: DE19772726507
Authority: DE
Inventors: Wolf-H Dr Ing Hucho
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-06-11
Filing date: 1977-06-11
Publication date: 1978-12-21

Description

Vorrichtung zur Verbesserung der
Bodenhaftung eines Landfahrzeugs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DT-PS 698 052, 63c, 43/80, in der Weise bekannt, daß sich an die Hinterkante des Flügels eine schräg nach oben und hinten gerichtete mechanische Klappe anschließt, deren Anstellwinkel, d.h. deren Winkel gegen die Flügelsehne, einstellbar ist.
Bei derartigen Vorrichtungen zur Verbesserung der Bodenhaftung, die auch als Abtriebshilfen bezeichnet und in Rennwagen oder anderen schnellen Fahrzeugen eingesetzt werden, muß ein Kompromiß getroffen werden zwischen der angestrebten Wirkung, nämlich der Verringerung des durch die Umströmung des Fahrzeugs entstehenden Auftriebs an den Achsen durch Erzeugung von (nach unten gerichteten) Abtriebskräften einerseits und der damit verbundenen Erhöhung des Luftwiderstands des Fahrzeugs andererseits. Bei starrer Anordnung der Flügel und Klappen muß man also den Anstellwinkel so wählen, daß sowohl ein noch brauchbarer Wert der Abtriebskräfte als auch eine noch vertretbare Widerstandserhöhung eingehalten werden kann.
Verständlicherweise könnte man bei schwenkbar angeordneten Klappen den Anstellwinkel derselben während der Fahrt den jeweiligen Verhältnissen anpassen. Bei einem Fahrkurs mit vielen Kurven kommt es weniger auf eine hohe Spitzengeschwindigkeit und damit einen besonders niedrigen Luftwiderstand als vielmehr auf gute Bodenhaftung an; hier wird man die Klappen relativ steil stellen. Dagegen wird man bei einem geraden Fahrkurs mehr Wert auf einen möglichst geringen Luftwiderstand legen und demgemäß die Klappe in eine relativ flache Stellung schwenken. Abgesehen von dem Aufwand für entsprechende Verstellantriebe ist diese Lösung aber aus Sicherheitsgründen abzulehnen, da die Wirksamkeit der Vorrichtung dann von der Aufmerksamkeit des Fahrers abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei deren Auslegung nicht der eben geschilderte Kompromiß zwischen der Größe der erzeugten Abtriebskräfte und der Vergrößerung des Luftwiderstands getroffen werden muß und die keine Verstellung durch den Fahrer erfordert. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs.
Bei der Erfindung wird also in einem Fall durch eine Luftströmung, die den Flügel im Bereich seiner Hinterkante schräg nach oben gerichtet verläßt, eine aus Luft bestehende Strahlklappe erzeugt, die bei einer Weiterbildung der Erfindung eine dann in üblicher Weise vorgesehene mechanische Klappe unterstützt, so daß der Anstellwinkel von Flügel und - sofern vorhanden -mechanischer Klappe im Hinblick auf die Einhaltung eines kleinen Luftwiderstandswerts gewählt werden kann. Im anderen Fall wird die Wirksamkeit der schräg gestellten mechanischen Klappe dadurch erhöht, daß die Strömung am Knie der Klappe abgesaugt wird. Aus der GB-PS 443 903 ist es zwecks Verhinderung der Verschmutzung und aus der US-PS 3 529 862, B62d, 35/00, zur Verhinderung der Luftwiderstandserhöhung durch den Auftrieb am Fahrzeug bekannt, am Übergangsbereich zwischen Dach und sanft abfallenden Heck desselben Strömungsaustrittsöffnungen vorzusehen. Auch ist es aus der DT-OS 1 505 322, 63c, 43/80, bei einem Fahrzeug mit steil abfallendem hinteren Ende bekannt, dort zur Verringerung des Formwiderstands des Fahrzeugs über einen umlaufenden Schlitz, der mit einem Unterdruckerzeuger im Fahrzeug verbunden ist, einen Teil der umströmenden Luft absaugen. Allen diesen bekannten Konstruktionen fehlt aber ein quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufender Flügel. Damit tritt dort gar nicht das Problem auf, den Flügel - allgemein gesprochen - strömungstechnisch so aus zu legen, daß einerseits möglichst große Abtriebskräfte erzeugt, andererseits aber nennenswerte Vergrößerungen des Luftwiderstands des Fahrzeugs vermieden werden.
Der für die erfindungsgemäßen Maßnahmen erforderliche Aufwand ist verhältnismäßig gering, da ohnehin im Fahrzeug üblicherweise vorhandene Vorrichtungen ausgenutzt werden können. So wird man bei einem mit einem Turbolader ausgerüsteten Fahrzeug den Verdichter desselben als Druckerzeuger mit der Strömungsöffnung verbinden. Gerade dann, wenn große Abtriebskräfte benötigt werden, also bei Kurvenfahrten, steht ein Teil des von dem Verdichter erzeugten Luftstroms zur Verfügung, weil dann die volle Motorleistung nicht benötigt wird.
Bildet die Strömungsöffnung eine Einströmöffnung, so kann der Unterdruckerzeuger durch das Ansaugsystem einer den Antrieb des Fahrzeugs bildenden Brennkraftmaschine dargestellt werden.
Grundsätzlich ist es aber selbstverständlich auch möglich, besondere Aggregate nur zur Erzeugung der Strömung vorzusehen.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben, die Längsschnitte durch erfindungsgemäß ausgestaltete Flügelanordnungen und teilweise Seitenansichten von mit der Vorrichtung ausgerüsteten Personenkraftfahrzeugen wiedergeben.
trachtet man zunächst Figur 1, so trägt das eigentliche Kraftfahrzeug 1 über seitliche Stützen 2 den starren Flügel 3, dessen Längsachse 4 gegen die Horizontale 5 um den verhältnismäßig kleinen Winkel a geneigt ist. Dieser Anstellwinkel a und die durch ihn erzeugte Erhöhung des Luftwiderstands des Fahrzeugs können klein gehalten werden, weil der Flügel 3 längs seiner Hinterkante 6 mit der schlitzförmigen Strömungsöffnung 7 versehen ist, die über Leitungen 8 mit dem Verdichter 9 eines zum Antriebssystem des Fahrzeugs 1 gehörenden Turboladers verbunden ist und im Bedarfsfall, z.B. bei Kurvenfahrten, durch Einschalten des Luftstrahls 10 ein zusätzlicher Abtrieb erzeugt werden kann.
Die durch den Luftstrahl erzeugte Widerstandserhöhung ist unkritisch, da in den Zeiten, in denen der zusätzliche Abtrieb benötigt wird, ohnehin die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert werden muß.
Die schlitzförmige Strömungsöffnung 7 ist also eine Ausströmöffnung für den Luftstrahl 10, der mit der Geschwindigkeit v unter dem Winkel b gegen die Achse 4 des Flügels 3 geneigt schräg nach oben austritt. Der Strahl 10 hat somit eine flächige Konfiguration und bildet gleichsam eine pneumatische Strahlklappe.
Bei gegebener Geometrie des Flügels 3 ist die von dieser Anordnung erzeugte Abtriebskraft nur noch von dem Strahlwinkel b und dem Impulskoeffizienten c des Blasstrahls abhängig, der folgendermaßen definiert ist: m . v q . A Im einzelnen bedeuten: m den Massenstrom des Strahles, v die Austrittsgeschwindigkeit des Strahles, q den Staudruck der Flügelanströmung und A die Grundfläche des Flügels.
Die Auslegung der Vorrichtung wird man so vornehmen, daß man eine Kombination von Werten für b, c und v auswählt, bei der die zur Erzeugung der Luftströmung erforderliche Leistung möglichst klein ist.
Gemäß Figur 2 kann im Bereich der Hinterkante des Flügels 20 eine mechanische Klappe 21 verhältnismäßig kleinen Anstellwinkels vorgesehen sein, deren Wirkung durch die Strahlklappe 22 unterstützt wird. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Strömungsöffnung als Ausströmöffnung 23 auf der unteren Fläche des Flügels 20; die Leitung 24 führt wieder zu einem Druckerzeuger im Fahrzeug.
In Abweichung von der Lösung nach Figur 2 zeigt Figur 3 eine Konstruktion, bei der der Flügel 30, an dessen hinterer Kante wiederum die mechanische Klappe 31 vorgesehen ist, auf seiner unteren Fläche mit einer Strömungsöffnung 32 versehen ist, die sich wiederum schlitzförmig über die gesamte Flügelbreite erstreckt. Sie steht über die Leitung 33 in Verbindung mit dem Ansaugsystem 34 der Brennkraftmaschine 35 des Fahrzeugs 36. Verständlicherweise könnte auch ein zusätzliches Sauggebläse vorgesehen sein. In diesem Fall handelt es sich also um eine Einströmöffnung, und die Einströmung ist durch den Pfeil 37 angedeutet.
Es kann zweckmäßig sein, die Luftströmung nur dann einzuschalten, wenn sie erforderlich ist, bzw. ihre Stärke in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betrieb des Fahrzeugs zu verändern. Eine entsprechende Ausgestaltung der Erfindung gibt Anspruch 7 an.
L e e r s e i t e

Claims

ÄNSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Verbesserung der Bodenhaftung eines Landfahrzeugs mit zumindest einem sich quer zur Längsachse des Fahrzr--qs desselben erstreckenden Flügel, dadurch gekennzeic , daß der Flügel (3) im Bereich seiner Hinterkante (6) mlw zumindest einer Strömungsöffnung (7) versehen ist, die zusammen mit einem an sie angeschlossenen, im Fahrzeug (1) befindlichen Luftströmungserzeuger (9) einen parallel zu der Hinterkante (6) verlaufenden, flächenhaften Luftstrahl mit einer aufwärts gerichteten Strömungskomponente (Strahlklappe 10) erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungserzeuger ein Druckerzeuger (9) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit einem Turbolader ausgerüsteten Fahrzeug (1) der Verdichter (9) des Turboladers als Druckerzeuger mit der Ausströmöffnung (7) in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungserzeuger ein Unterdruckerzeuger (34) und die Strömungsöffnung eine auf der unteren Fläche des Flügels (30) vorgesehene Einströmöffnung (32) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckerzeuger das Ansaugsystem (34) einer den Antrieb des Fahrzeugs (36) bildenden Brennkraftmaschine (35) ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Hinterkante des Flügels eine mechanische Klappe (21) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leitung (8) zwischen Strömungserzeuger (9) und Strömungsöffnung (7) Mittel zur Beeinflussung der Luftströmung in Abhängigkeit von Lenkbefehlen und/ oder Querbeschleunigungssignalen angeordnet sind.