DE2935324A1

DE2935324A1 - Kraftfahrzeug mit einem antrieb durch einen verbrennungsmotor und einer einrichtung zur verringerung des luftwiderstands.

Info

Publication number: DE2935324A1
Application number: DE19792935324
Authority: DE
Inventors: Helfried Dipl.-Phys. 8021 Icking Crede
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1979-08-31
Publication date: 1981-03-12

Description

Kraftfahrzeug mit einem Antrieb durch
einen Verbrennungsmotor und einer Einrichtung zur Verringerung des Luftwiderstands Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Antrieb durch einen Verbrennungsmotor und einer Einrichtung zur Verringerung des Luftwiderstands.
Bisherige Bemühungen zur Verringerung des Luftwiderstandes von Kraftfahrzeugen waren im wesentlichen darauf gerichtet, die "Windschlüpfrigkeit" der Karosserien zu verbessern oder auch durch sog. Abreißkanten die Turbulenzen im Heckbereich der Fahrzeuge zu verringern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zusätzlich zu den bisherigen Maßnahmen weitere Wege zur Verringerung des Luftwiderstandes bei Kraftfahrzeugen au>-zuzeigen. Insbesondere will sich die Erfindung der Motorabwärme bedienen, auf die ein hoher Prozentsatz des Energieinhaltes der verbrannten Treibstoffmenge entfällt und die ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Nach der Erfindung werden beispielsweise im Frontbereich des Kraftfahrzeugs eine oder mehrere Stauluftkammern angeordnet. Innerhalb der Stauluftkammern sind Rohrleitungen verlegt, durch welche das Motorkühlwasser bzw. die Motorabgase fließen. Die Rohre sind mit möglichst großen Lamellen eng bestückt, um einen maximalen Heizeffekt zu erzielen. An der Lufteintritts- und an der Luftaustrittsseite der Stauluftkammern sind vorteilhaft Ventile angeordnet, die wechselseitig öffnen und schließen. Die Luftaustrittsseite der Stauluftkammern mündet im Heckbereich des Fahrzeugs.
Bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs strömt Luft in die Stauluftkammern, bis in ihnen ein Druck aufgebaut ist, der dem der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Stauluftdruck entspricht. Dann wird das Ventil an der Lufteintrittsseite geschlossen und bei geschlossenem Ventil wird sich die Luft innerhalb der Luftkammer sehr schnell bis zu einigen 100°C erhitzen, da die Motorabgase bekanntlich bis zu 5000C heiß sind, bei Ottomotoren sogar noch heißer. Sodann öffnet das Ventil an der Austrittsseite der Luftkammer, so daß die aufgehei-zte Luft durch eine entsprechende Leitung nach hinten in den Unterdruckraum im Heckbereich des Fahrzeugs austreten kann.
Sind mehrere Stauluftkammern vorgesehen, so werden kiese zweckmäßig wechselseitig betrieben, um einen konti'nuierlichen Luftaustritt in den Unterdruckraum im Heckbereich des Fahrzeugs zu erhalten. Das Öffnen und Schließen der Ventile, die einfache Klappen sein können, erfolgt geschwindigkeitsabhängig und kann beispielsweise mechanisch vom Verbrennungsmotor aus gesteuert werden.
Die Verringerung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs wird dadurch bewirkt, daß durch Auffüllen des Unterdruckraumes im Heckbereich des Fahrzeugs hier die Strömungsverhältnisse wesentlich verbessert werden. Mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt wegen der höheren Motorleistung auch die Abwärme des Motors zu, weshalb auch größere Luftmengen erhitzt und ausgestoßen werden können.
Es erfolgt also eine selbsttätige Anpassung der Wirkungsweise an die jeweilige Fahrgeschwindigkeit.
Neben einer Verringerung des Luftwiderstands wird durch die im Heckbereich austretende aufgeheizte Luft auch ein Rückstoßeffekt erreicht, da diese durch die Aufheizung um mehrere hundert Grad Celsius beträchtliche Drücke erreichen kann und sie mit hoher Geschwindigkeit nach hinten ausgestoßen wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, die anströmende Luft zunächst in einer Art Vorkammer nur mit dem Kühlwasser des Motors in Wärmetausch zu bringen. Als Wärmetauscher kann dabei der in Kraftfahrzeugen mit wassergekühltem Verbrennungsmotor bereits vorhandene Kühler mit Lüfterrad verwendet werden. Sodann wird die Luft in einer weiteren nachgeschalteten Kammer durch Wärmeaustausch mit den Motorabgasen oder auch durch direktes Einleiten der Motorabgase auf die Endtemperatur von einigen 1000C erwärmt, wonach sie im Heckbereich des Fahrzeugs aus tritt. Der Vorteil des Zweikammerverfahrens besteht darin9 daß der Wärmeinhalt beider Wärmemedien, nämlich des Motorkühlwassers und der Notorabgase, besser ausgenutzt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnung näher beschrieben, die schematisch einen Seitenumriß eines Kraftfahrzeugs mit einer Einrichtung zur Yerringertlng des Luftwiderstands zeigt.
Von dem Kraftfahrzeug 1 sind schematisch dessen Verbrennungsmotor 2 mit Auspuffanlage 3 dargestellt. Um das Auspuffrohr 4 ist eine Luftkammer 5 mit einem Lufteintritt 6 im Frontbereich des Fahrzeugs und einem Luftaustritt 7 im Heckbereich des Fahrzeugs gebildet. Die Luftkammer 5 mit Lufteintritt 6 und Luftaustritt 7 arbeitet beispielsweise nach dem Prinzip des Staustrahlrohrs, d.h. die eintretende Luft wird durch Rohrquerschnittserweiterung 8 zwecks Druckanstieg zunächst verzögert und danach durch Wärmetausch mit dem Auspuffrohr 4 erhitzt.
Die mit der Erhitzung verbundene Volumenvergrößerung führt zu einer Beschleunigung der Luft in Richtung Heckbereich des Fahrzeugs, wo sie bei 7 austritt, um einerseits im Heckbereich des Fahrzeugs gebildete Unterdruckräume aufzufüllen und dadurch den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu verringern, und um andererseits durch Rückstoßwirkung zum Antrieb des Fahrzeugs beizutragen. Nach Durchströmen des Auspuffrohrs 4 und Abgabe eines großen Teils ihres Wärmeinhalts gelangen die Motorabgase in einen Auspufftopf 9, aus dem sie in üblicher Weise nach hinten austreten.
Die Luftkammer 5 kann an der Lufteintritt-seite und an der Luftaustrittseite mit Ventilen 10bzw. 11 bestückt sein, wodurch sich eine intermittierende Arbeitsweise ergibt. Zunächst ist das Ventil 11 an der Luftaustrittseite geschlossen, so daß sicherdie Luftkammer 5 mit Stauluft füllen kann. Sodann schließt das Ventil 10 an der Lufteintrittseite und die in der Luftkammer 6 eingeschlossene Luft erwärmt sich um einige @00°C, was @@ einem starken Druckenstieg führt. Nach Öffnen des @enk@@@ @1 wird die Luft an der Luftaustrittseite @@ @en @@nter @@@preßt.
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Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e t)Kraf tfahrzeug mit einem Antrieb durch einen Verbrennungsmotor und einer Einrichtung zur Verringerung des Luftwiderstands, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Luftkammer (5) mit einem Lufteintritt (6) in einem Staubereich des Kraftfahrzeugs (1), Heizmitteln (Auspuffrohr 4) zum Aufheizen der in der Luftkammer aufgenommenen Luft und durch zumindest eine Luftaustrittsöffnung (7) im Heckbereich des Kraftfahrzeugs für den Austritt der in der Luftkammer durch Aufheizung beschleunigten Luft.
2.Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen mit Motorkühlwasser un3/ oder Motorabgasen beschickten Wärmetauscher (Auspuffrohr 4) zum Aufheizen der in der Luftkammer (5) aufgenommenen Luft.
3.Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen mit Motorkühlwasser beschickten Wärmetauscher und/oder eine in die Luftkammer mündende Motorabgasleitung zum Aufheizen der in der Luftkammer aufgenommenen Luft.
4.Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, g e -k e n n z e i c h n e t durch ein die Luftkammer (5) abschließendes Luftaustrittsventil (11), das periodisch nach Aufheizung der in der Luftkammer aufgenommenen Luft öffnet.
5.Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine erste Luftkammer mit einem von Motorkühlwasser beschickten Wärmetauscher zum Vorheizen der Luft und durch eine zweite nachgeschaltete Luftkammer mit einem von Motorabgasen beschickten Wärmetauscher zum Weiterheizen der Luft.
6.Kraftfahrzeug nach Anspruch 3,-g e k e n n -z e i c h n e t durch eine erste Luftkammer mit einem von Motorkühlwasser beschickten Wärmetauscher zum Vorheizen der Luft und durch eine zweite nachgeschaltete Luftkammer mit einer Einmündung für Motorabgase zum Weiterheizen der Luft.
7.Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, g e -k e n n z e i c h n e t durch ein die erste Luftkammer abschließendes erstes Ventil und ein die zweite Luftkammer abschließendes zweites Ventil, welchiche Ventile periodisch nach Aufheizung der in der jeweiligen Luftkammer aufgenommenen Luft öffnen.
8.Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 7, g e -k e n n z e i c h nFe t durch ein der Luftkammer (5) zugeordnetes Lufteintrittsventil (8), das periodisch nach Füllung der Luftkammer mit Stauluft schließt.
9.Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der von Motorkühlwasser beschickte Wärmetauscher der in Kraftfahrzeugen mit wassergekühltem Verbrennungsmotor üblicherweise vorgesehene Kühler ist, der zusammen mit dem Lüfterrad in die Luftkammer integriert ist.

10,Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Luftkammern mit einem Lufteintritt in einem Staubereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und daß die Luftkammern abschließende Ventile periodisch wechselweise nach Aufheizung der in einer Luftkammer aufgenommenen Luft öffnen.