DE2748874A1

DE2748874A1 - Motor vehicle body rear aerodynamic part - has transverse slotted air flow spoiler keeping window and light clean

Info

Publication number: DE2748874A1
Application number: DE19772748874
Authority: DE
Inventors: Lutz Ing Grad Janssen; Hans Jochen Ing Grad Lueckoff; Karl Ing Grad Warnecke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-11-02
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1979-05-03

Abstract

The motor vehicle body rear part carries a spoiler. The aerodynamic shape of rear keeps rear window clean in air stream. Air resistance and buoyancy effects are kept low. The horizontal spoiler (10) covers the whole width of the vehicle rear. The spoiler has a rear separation edge (11) and top guide surface arranged at right angles to vertical. The spoiler can have also vertical through slots for guiding air over rear lights for keeping them clean.

Description

Pahrzeug-volheck (Kombiheck) Pahrzeug-volheck (Kombiheck)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeng-Volheck (Kombiheck) Bit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen merkmalen.The invention relates to a Fahrzeng-Volheck (station wagon) bit the features specified in the preamble of claim 1.

Insbesondere bei P.rsonenkraftwagen unterscheidet man bekannt lich solche mit Stugenheck, solche rit Fleßheck und solche rit Vollheck, die häufig auch als kombiheck bezeichnet werden. Die Strömunge- und Verschmutzungaverhältnisse bei diesen drei Hecktypen unterscheiden sich erheblich voneinander.In particular, a distinction is made, as is well known, in the case of P.rsonenkraftwagen those with hatchback, those with fleßheck and those with hatchback, which are often too can be referred to as a station wagon. The current and pollution conditions at these three types of hedge are very different from each other.

Bei eines Stufenheck liegt die sogenannte Ablöselinfe, das heißt die Linie, an welcher die das Fahrzengdsch umströmende Luft sich vom Fah rzeug ablözt, i. z. am hinteran Kofferraumrand. Die Heckacheibe liegt somit im Bereich der am Fahrzeng anliegenden geordneten Luftztrömung und außerhalb des sich hinter dem Heck ansbildenden sogenannten Totwasserbereichs.In the case of a notchback there is the so-called detachment line, that is, the Line at which the air flowing around the vehicle is detached from the vehicle, i. z. at the rear edge of the trunk. The rear window is therefore in the area of the Orderly air flow adjacent to the vehicle and outside of it behind the stern forming so-called dead water area.

Die Ablösung der Heckströmung am hinteren Koferranmrand erfolgt unter Ausbildung von energiereichen Randwirbeln, so daß sich vergleichsweise hohe Luftwiderstandsbeiwerte cW und Auftriebsbeiwerte an der Hinterachse CgEI cAH ergeben.The separation of the stern flow at the rear edge of the Koferran he follows with the formation of high-energy tip vortices, so that comparatively high Drag coefficients cW and lift coefficients on the rear axle CgEI cAH result.

Fließ- oder Schrägheck und Voll- oder Kombiheck unterscheiden sich voneinander durch die Größe ihres Heckneigungswinkels. Von einem Voll- oder Kombiheck spricht man, wenn die Ablösung der Heckströmung aufgrund eines Heckneigungswinkels von bis zu 500 (gegen die Senkrechte) im Bereich der hinteren Dachkante erfolgt. Von einem Fließ- oder Schrägheck spricht man, wenn die Ablösung dieser Heckströmung aufgrund eines Heckneigungswinkels in der Größenordnung von 60° und mehr nicht mehr im Bereich der hinteren Dachkante, sondern an der Unterkante der Heckschräge erfolgt. Es versteht sich, daß die genannten Winkelwerte von weiteren Parametern des jeweiligen Fahrzeuges abhängen. Das auf der Schräge angeordnete Heckfenster liegt bei einem Fließheck somit im Bereich anliegender Strömung, das heißt außerhalb des sich hinter dem Fahrzeug ausbildenden Totwasserbereichs, so daß es dementsprechend schmutzfrei bleibt. Beim Voll- oder Komibheck liegt das gesamte Heck einschließlich der Heckscheibe im Bereich des Totwassergebietes, so daß die Heckscheibe je nach Aufbauüberhang und Wirbelausbildung mehr oder minder stark verschmutzt.Hatchback or hatchback and full or hatchback differ from each other by the size of their stern tilt angle. From a full or hatchback one speaks when the separation of the stern flow due to a stern inclination angle of up to 500 (against the vertical) in the area of the rear edge of the roof. One speaks of a hatchback or hatchback when this rear flow is replaced no more due to a stern inclination angle of the order of 60 ° and more in the area of the rear edge of the roof, but on the lower edge of the rear slope. It goes without saying that the stated angle values of further parameters of the respective Depend on the vehicle. The rear window, which is arranged on the incline, is on one Hatchback thus in the area of adjacent flow, that is outside of behind the dead water area forming the vehicle, so that it is accordingly free of dirt remain. In the case of a full or combo tail, the entire rear, including the rear window, is located in the area of the dead water area, so that the rear window depends on the superstructure overhang and eddy formation more or less heavily soiled.

Vollheck-Fahrzeuge weisen einen vergleichsweise niedrigen Luftwiderstandsbeiwert cW auf, der auf den niedrigen induzierten Widerstand zurückzuführen ist. Auch der den Auftrieb kennzeichnende Auftriebsbeiwert an der Hinterachse cAH ist vergleichsweise niedrig. Übliche Fließheck-Fahrzeuge weisen demgegenüber sowohl einen etwas größeren Luftwiderstandsbeiwert cW als auch einen etwas größeren Luftwiderstandsbeiwert cW als auch einen etwas größeren Auftriebsbeiwert cAH auf, was insbesondere auf stark ausgeprägte Randwirbel der Heckströmung zurückzuführen ist. Der Übergang von der Vollheckform zu der Schrägheckform geschieht nicht plötzlich bei einem bestimmten Grenzwinkel, sondern es liegt ein gewisser Übergangsbereich vor. Extreme Fließheck- bzw. Schrägheckformen mit einem Heckneigungswinkel von zum Beispiel ca 750 (gegen die Senkrechte) weisen zwar geringere cw ud cAH -Werte auf, sind aber unter Berücksichtigung vertretbarer Sichtwinkel für Serienfanrzeuge kaum noch realisierbar.Full-rear vehicles have a comparatively low drag coefficient cW, which is due to the low induced drag. Also the The lift coefficient on the rear axle cAH, which characterizes the lift, is comparative low. Conventional hatchback vehicles, on the other hand, have both a slightly larger one Drag coefficient cW as well as a slightly larger drag coefficient cW as well as a slightly larger lift coefficient cAH, which is particularly strong pronounced edge vortices of the stern flow is due. The transition from the Fullback to hatchback does not suddenly happen with a particular one Critical angle, but there is a certain transition area. Extreme hatchback or hatchback shapes with a rear inclination angle of, for example, approx the vertical) have lower cw and cAH values, but are taken into account more justifiable Viewing angle for serial fan vehicles can hardly be realized.

Wegen ihrer kompakten Bauform und ihrer günstigen Luftwiderstands-und Auftriebsbeiwerte finden Yollheck-Pahrzeuge zunehmend Anwendung. Um den ihnen anhaftenden Nachteil der Heckscheibenverschmutzung zu beseitigen, ist es bekannt, im Bereich der Dachhinterkante oberhalb der Heckscheibe ein Luftleitblech anzuordnen (z.B. Df-GM 72 34 674),mit dem die sich sonst im Bereich der Dachhinterkante ablösende Heckströaung nach unten auf die darunter befindliche Heckscheibe umgelenkt und die Ablöselinie der Heckströmung unter die Heckscheibe verschoben wird. Ein Verschmutzen der Heckscheibe wird dadurch weitestgehend vermieden.Because of their compact design and their favorable air resistance and Yollheck vehicles are increasingly used. To the clinging to them To eliminate the disadvantage of rear window contamination, it is known in the field to arrange an air baffle on the rear edge of the roof above the rear window (e.g. Df-GM 72 34 674), with which the otherwise detached in the area of the rear edge of the roof Rear flow deflected downwards onto the rear window underneath and the Separation line of the rear flow is shifted under the rear window. A dirty one the rear window is largely avoided.

In der Praxis hat sich die Anordnung eines solchen Luftleitbleches - zumindest bei niedrig motorisierten Fahrzeugen - nicht durchgesetzt, weil die Anbringung eines solchen Luftleitbleches nicht nur den Luftwiderstandsbeiwert cw' sondern auch den Auftriebsbeiwert eH spürbar vergrößert. Windkanaluntersuchungen haben gezeigt, daß gut ausgebildete Luftleitbleche zu einer Erhöhung des ew-Wertes von etwa 10 - 15% führen.In practice, the arrangement of such an air baffle has proven itself - at least for low-powered vehicles - not enforced because the Attachment of such an air deflector not only increases the drag coefficient cw ' but also the lift coefficient eH noticeably increased. Wind tunnel investigations have shown that well-designed air deflectors lead to an increase in the ew value of about 10 - 15%.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug-Vollheck (Kombiheck) so auszugestalten, das die in der Heckschräge befindliche Heck scheibe bei geringst möglicher Erhöhung des Luftwiderstande- und Auftriebsbeiwertes möglichst verschmutzungsfrei gehalten wird.The object of the invention is to provide a vehicle hatchback (hatchback) so to design that the rear window located in the rear slope at least possible increase of the aerodynamic drag and lift coefficient, as free of pollution as possible is held.

Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeug-Vollheck der im Oberbegriff des Patentanspruehs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst. Zur Lösung der Aufgabe wird also ein ansich bekanntes Luftleitbleoh in vorteilhafter Weise mit einen ansich bekannten Heckspoiler kombiniert. Windkanaluntersuchungen haben gezeigt, daß die durch die Anbringung eines Luftleitbleches bezüglich des Luftwiderstandes und des Auftriebes ansich eintretende Verschlechterung durch den Einsatz des Heckspoilers spürbar gemindert wird. Erhöhte sich der Luftwiderstandsbeiwert durch die Anbringung eines Luftleitbleches zunächst um 10 - 20 %, so konnten nach Anbringung eines zusätzlichen Heckspoilers lediglich noch Erhöhungen dieses Wertes um 4 - 8 % gemessen werden. Es versteht sich, daß die Verhältnisse auch von der Ausgestaltung der übrigen Fahrzeugteile abhängen und daß diese Zahlenwerte keine dllgemeingültigkeit haben.In the case of a full-tail vehicle, this task is the one in the generic term of patent claim 1 mentioned type according to the invention by the characterizing features solved. In order to solve the problem, an air guide tube known per se is therefore more advantageous Combined with a well-known rear spoiler. Wind tunnel investigations have shown that by attaching an air baffle with respect to the Air resistance and the lift itself occurring deterioration by the mission the rear spoiler is noticeably reduced. The increased Drag coefficient by installing an air deflector initially by 10 - 20%, after installing an additional rear spoiler, they were only able to Increases in this value of 4 - 8% can be measured. It goes without saying that the circumstances also depend on the design of the other vehicle parts and that these numerical values have no general validity.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, mit denen in einfacher Weise und ohne zusätzlichen Aufwand gleichzeitig auch die Rückleuchten und das Kennzeichen vor einer Verschmutzung geschützt sind.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims, with which, in a simple manner and without additional effort, also the The rear lights and the license plate are protected from contamination.

Anhand eines Ausfuhrungsbeispieles werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.Using an exemplary embodiment, the invention and advantageous Embodiments of the invention explained.

In der schematischen Zeichung zeigen Figur 1 zu Vergleichszwecken die Strömungsverhältnisse an einem Fahrzeug-Vollheck ohne Luftleitblech und ohne Heckspoiler, Figur 2 die Strömungsverhältnisse am gemäß der Erfindung ausgestatteten gleichen Fahrzeug-Vollheck, Figur 3 die perspektivische Bückansicht des in Figur 2 gezeigten Fahrzeugtiecks und Figur 4 die in Figur 2 umrandete und mit IV bezeichnete Einzelheit in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung.In the schematic drawing, FIG. 1 shows for comparison purposes the flow conditions on a full rear vehicle without and without an air baffle Rear spoiler, Figure 2 shows the flow conditions on the equipped according to the invention same full rear vehicle, Figure 3 is the perspective rear view of the in Figure The vehicle triangle shown in FIG. 2 and FIG. 4 the one outlined in FIG. 2 and labeled IV Detail in a particularly advantageous embodiment.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Fahrzeug mit Vollheck besitzt ein Dach 2 und ein im Längsschnitt durch das Fahrzeug winkelförmiges Heck mit einem am Dach 2 anschließenden gegen die Senkrechte geneigten ersten Heckteil 4a, in dem eine Heckscheibe 3 angeordnet ist, und einem daran anschließenden zweiten Heckteil 4b, welches zumindest aääähernd senkrecht gestellt ist, wobei die quer zur Fahrtrichtung verlaufende Scheitellinie zwischen dem ersten und dem zweiten Heckteil 4a beziehungsweise 4b mit 9 beziffert ist.The hatchback vehicle, generally designated 1, has a Roof 2 and a rear angled in a longitudinal section through the vehicle with a adjoining the roof 2 against the vertical inclined first rear part 4a, in which a rear window 3 is arranged, and an adjoining second rear part 4b, which is at least aääähernd vertically, with the transverse to the direction of travel running apex line between the first and the second rear part 4a and 4a, respectively 4b is numbered 9.

Wie in Figur 1 dargestellt ist findet die Ablösung der Heck strömung 8 bei einem üblichen Vollheck im Bereich der Dachhinterkante 5 etatt, so daß sich hinter dem Fahrzeugheck ein mit T 1 bezifferter relativ großer Totwasserbereich bildet, in den unter anders die durch die Fahrzeugräßder 15 aufgewirbelten Schmutzteile schweben, was zu einer entsprechend starken Verschmutzung der Heckscheibe nicht.As shown in Figure 1, the rear flow is replaced 8 with a normal full tail in the area of the rear edge of the roof 5 etatt, so that behind the rear of the vehicle there is a relatively large T 1 numbered Forms dead water area, in which among other things the whirled up by the vehicle wheels 15 Dirt particles float, which leads to a correspondingly heavy soiling of the rear window not.

Durch die erfindugzgemäße Anbringung eines Luftleitblechee 6 im Bereich der Dschhinterkante 5 oberhalb der Heckscheibe 3 sowie eines Heckspoilers 10 unterhalb der Heckscheibe 3 längs der quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Scheitellinie 9 zwischen den ersten und dem zweiten Heckteil 4a beziehungsweise 4b wird die vom Dach 2 abströmende Heckströzung 8 derart auf den ersten Heckteil 4a umgeleitet, daß sich auch längs der Heckscheibe 3 eine anliegende Strömung, die in Pigur 2 mit 8a beziffert ist, einstellt. Wie Figur 3 erkennen läßt, erstreckt sich das Luftleitblech 6 über die gesamte Fahrzeugbreite. Bb ist in einen definierten Abstand angebracht, so daß sich zwischen Luftleitblech 6 und Karosse ein in Figur 2 Bit 7 bezifferter Strömungskanal ergibt. Der sich ebenfalls über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckende Heckspoiler 10 weist eine zumindest annähernd unter 900 gegen die Senkrechte geneigte obere Leitfläche 12 sowie eine hintere Abrißkante 11 auf, an welcher sich die Heckströmung von Fahrzeugheck ablöst. Men erkennt, daß der hinter dem Fahrzeug gebildete Totwasser ereich T2 bei dieser Ausbildung des Vollhecks kleiner geworden ist. Die Heckzcheibe 3 liegt außerhalb dieses Totwasserbereichs und bleibt sonit nahezu verschmntzungsfrei. Durch die gewählte Kombination von Luftleitblech 6 und Heckspoiler 10 tritt - im Vergleich zum in Figur 1 gezeigten Pahrzeug-Vollheck - eine nur geringfligige Verschlechterung Im Luftwiderstandsbeiwert cW sowie im Auftriebsbeiwert cAH auf.Due to the inventive attachment of an air guide plate 6 in the area the rear edge 5 above the rear window 3 and a rear spoiler 10 below of the rear window 3 along the apex line 9 running transversely to the direction of travel between the first and the second rear part 4a and 4b is the from Roof 2 outflowing rear flow 8 diverted to the first rear part 4a in such a way that that there is also an adjacent flow along the rear window 3, which in Pigur 2 with 8a is numbered. As can be seen in FIG. 3, the air baffle extends 6 across the entire width of the vehicle. Bb is attached at a defined distance, so that there is a bit 7 numbered in FIG. 2 between the air baffle 6 and the body Flow channel results. The one that also extends over the entire width of the vehicle Rear spoiler 10 has an inclined at least approximately at 900 to the vertical upper guide surface 12 and a rear tear-off edge 11, on which the stern flow from the rear of the vehicle. Men recognized that the dead water formed behind the vehicle Area T2 has become smaller with this design of the full rear end. The rear window 3 lies outside this dead water area and thus remains almost free of contamination. The selected combination of air baffle 6 and rear spoiler 10 occurs - in the Compared to the full-tail vehicle shown in Figure 1 - only a slight deterioration In the drag coefficient cW and in the lift coefficient cAH.

Von besonderen Vorteil ist, wenn - vie in Figur 3 ansgeführt -die aufgrund der Luftleitblech/Heckspeiler-Angringung am ersten Heckteil 4m entlangströmende Luft 8a nunmehr gleichzeitig dazu verwendet wird, auch die im zweitem Heckteil 4b angeordneten Kennzeichen- und Heckleuchten 14 und 15, die im Totwasserbereich T2 liegen, möglichst schmutzfrei zu halten. Der Heckspoiler 10 ist zu diesem Zweck mit zumindest annähernd senkrecht verlaufenden Durchtrittsöffnungen 13 versehen, die eine Verbindung vom ersten Reckteil 4a zum zweiten Heckteil 4b herstellen, und durch welche ein Teil der von ihm abströmenden Luft zum zweiten Heckteil 4b hin abgeleitet wird. Diese Luftströmung ist in Figur 4 mit 8b beziffert.It is particularly advantageous if - as stated in FIG. 3 - the due to the air baffle / rear pillar attachment on the first rear part 4m flowing along Air 8a is now used at the same time, also in the second rear part 4b arranged License plate and rear lights 14 and 15, which are in the dead water area T2 are to be kept as free of dirt as possible. The rear spoiler 10 is for this purpose provided with at least approximately vertical passage openings 13, which establish a connection from the first stretching part 4a to the second rear part 4b, and through which part of the air flowing out of it towards the second rear part 4b is derived. This air flow is numbered 8b in FIG.

Die dort angeordneten Rück- und Kennzeichenleuchten 14 und 15 werden von dieser abgezweigten Luft strömung 8b umströmt und somit ebenfalls weitgehend frei von Schmutz gehalten. Wenn nur ein Teil des unterhalb der Heckscheibe liegenden zweiten Heckteils 4b schmutzfrei gehalten werden soll - beispielsweise nur der Bereich der Rückleuchten - dann genügt es, lediglich in diesem Bereich des Beckspoilers entsprechende Durchtrittsöffnungen anzuordnen.The rear and license plate lights 14 and 15 arranged there are of this branched air flow 8b flows around and thus also largely kept free of dirt. If only part of the area below the rear window second rear part 4b is to be kept free of dirt - for example, only the area the rear lights - then it is sufficient only in this area of the basin spoiler to arrange appropriate passage openings.

Grundsätzlich ist es bekannt, an einem Fahrzeugheck sowohl im Bereich der Dachhinterkante oberhalb der Heckscheibe ein Luftleitblech anzuordnen als auch unterhalb der Heckscheibe einen Heckspoiler anzubringen (DT-GM 73 35 831). Diese bekannte Heckausbildung ist mit dem Anmeldungsgegenstand jedoch nicht vergleichbar, weil es sich dabei nicht um ein Fahrzeug-Vollheck, sondern um ein Fahrzeug-Stufenheck handelt. Bei einem Stufenheck ist - wie eingangs bereits erläutert - die Heckscheibe von einer anliegenden Luftströmung umgeben, da sich die Heckströmung erst am hinteren Kofferraumrand vom Fahrzeug ablöst. Das der vorliegenden Anmeldung zugrundeliegende Problem der Heckscheibenverschmutzung tritt bei dieser bekannten Anordnung somit nicht auf. Das Luftleitblech ist bei dieser bekannten Anordnung aus ganz anderen Gründen vorgesehen. Mit ihm soll die Luftströmung im Bereich des Heckfensters so gelenkt werden, daß sie gezielt auf einen am hinteren Kofferraumrand befindlichen Heckflügel gelenkt wird, um dadurch den Auftrieb des Hecks zusätzlich zu verringern. Bei Stufenheck-Fahrzeugen mit hohen Endgeschwindigkeiten sind derlei Maßnahmen angebracht, weil Stufenheckfahrzeuge bezüglich ihres Luftwiderstandsbeiwertes cW sowie ihres Auftriebsbeiwertes an der Hinterachse cAH im allgemeinen schlechter als Fahrzeuge mit einem Vollheck sind.Basically, it is known on a vehicle rear both in the area to arrange an air baffle as well as the rear edge of the roof above the rear window to fit a rear spoiler below the rear window (DT-GM 73 35 831). These known rear design is not comparable with the subject of the application, because it is not a hatchback but a notchback acts. In the case of a notchback - as already explained at the beginning - the rear window is Surrounded by an adjacent air flow, since the stern flow is only at the rear The trunk edge is detached from the vehicle. That on which the present application is based The problem of rear window contamination thus arises with this known arrangement not on. The air baffle is in this known arrangement from completely different Reasons provided. With it, the air flow in the area of the rear window should be like this be steered so that they are targeted to a located at the rear edge of the trunk Rear wing is steered, thereby additionally reducing the lift of the stern. Such measures are appropriate for notchback vehicles with high top speeds, because notchback vehicles in terms of their drag coefficient cW as well as their The coefficient of lift on the rear axle cAH is generally worse than vehicles with a hatchback are.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

A M S P R Ü C H E 1. Rahrzeng hatchback (Koubiheck), with an am Connected to the roof, with a rear window and inclined to the vertical first rear part and an adjoining it at least approximately vertically second tail section. being in the area of the rear edge of the roof above the rear window an air baffle is arranged, which is in a flow channel for at least approximately the air flowing off the roof onto the rear window defining the distance Extends across the entire width of the vehicle, so there are no signs t, which extends below the rear window (3) along the transverse to the direction of travel The apex line (9) between the first and second rear part (4a and 4b) is a rear spoiler (103 extends with a rear tear-off edge (11) and an upper guide surface (12), the is inclined at least approximately under 900 from the vertical.

2. Full tail vehicle according to claim 1, characterized in that the rear spoiler (10) with leading from the first to the second rear part (4a or 4b) is provided at least approximately perpendicular passage openings through which part of the air flowing from it to the second rear part (4b) - there The rear and number plate lights (14, 15) are largely free of dirt - is directed.

3. Full tail vehicle according to claim 1, characterized in that the rear spoiler (10) only in the area of the rear lights (14) below is provided with passage openings (13).