DE3934807C2 - Stromlinienförmige Front-Verkleidung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine stromlinienförmige Frontverkleidung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraft­ wagen, mit zwei symmetrisch zur Fahrzeugmittellängsachse ange­ ordneten und zur Zufuhr von Kühlluft zu je einer Fahrzeugbremse eines Vorderrades dienenden Kanälen, deren innere Wandung je­ weils im Bereich der Fahrzeugmittellängsachse nahezu tangential zu einer zur Fahrzeugmittellängsachse rechtwinkligen Geraden ansetzt.

Eine solche Verkleidung ist aus der EP 0 175 655 A1 bekannt. Dabei ist eine Frontverkleidung für ein Kraftfahrzeug vorgese­ hen, an deren Frontseite sich eine zur Fahrzeugmittellängsachse symmetrische Eintrittsöffnung (2) befindet. Symmetrisch zur Fahrzeugmittellängsachse führt zu jeder Seite der Frontverklei­ dung ein Kanal, der Kühlluft zu einem Kühler leitet und zudem einen Teilkühlstrom zur Kühlung der Fahrzeugbremse abzweigt. Die innere Wandung dieses Kanals setzt im Bereich der Fahrzeug­ mittellängsachse nahezu tangential zu einer zur Fahrzeugmittel­ längsachse rechtwinkligen Geraden an und verläuft unter konti­ nuierlicher Krümmung zum Kühler hin nach hinten (Fig. 2).

Die innere Wandung des Kanals setzt jedoch hinter dem Staupunkt der Frontverkleidung an, wodurch der Luftstrom erst in die Öff­ nung (2) einströmt und dann umgelenkt wird. Dies führt zu einer Verschlechterung der Aerodynamik der Frontverkleidung.

Eine andere Front-Verkleidung ist aus dem DE-Gm 17 35 489 be­ kannt. Dabei ist am Fahrzeugbug im Bereich der Stauzone eine Öffnung vorgesehen, durch die Kühlluft einströmt, die durch ge­ schlossene Kanäle zu den Fahrzeugbremsen und dem Motorkühler geführt wird. Die in der Mitte des Fahrzeugbuges einströmende Luft wird zur Anströmung des Motorkühlers benutzt. Die Kanäle zur Führung von Kühlluft zu den Fahrzeugbremsen sind mit den außermittigen Bereichen der Öffnung verbunden. In diesen Berei­ chen ist die Tangentialkomponente der Luftströmung bereits so groß, daß in die Kanäle zur Kühlung der Bremsen nicht ausrei­ chend Luft hereingefördert wird, um eine wirksame Kühlung der Fahrzeugbremsen zu erreichen.

Die DE 35 25 627 A1 offenbart eine Luftkühlung der Vorderrad­ bremsen, bei der am Unterboden des Fahrzeugs angebrachte Luft­ leitbleche, deren vorderster Punkt auf der Mittellängsachse des Fahrzeugs liegt, die Führung der Luftströmung zu den Vorderrad­ bremsen bewerkstelligen. Es sind jedoch keine geschlossenen Ka­ näle vorgesehen, wodurch der Gesamtdruckverlust der Strömung sich erhöht. Die zu den Vorderradbremsen geführte Luft wird durch die sich drehenden Vorderräder verwirbelt und erzeugt ei­ nen zusätzlichen Auftrieb des Vorderwagens, der die Spoiler­ funktion der Luftleitbleche zumindest teilweise aufhebt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stromli­ nienförmige Front-Verkleidung gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 zu schaffen, die eine wirksame Kühlung der Vorderrad­ bremsen gestattet, ohne die Aerodynamik der Front-Verkleidung wesentlich zu beeinflussen.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die innere Wandung jedes Kanals bis in den Bereich der Fahrzeugmittellängsachse des Kraftfahrzeuges verläuft, und daß Mittel zur Führung der Kühlluft aus dem Bereich der Fahrzeugbremse zu den Außenseiten des Kraftfahrzeuges vorgesehen sind. Dadurch ist ein am Stau­ punkt der Luftströmung tangential ansetzender rinnenförmiger Einlaufbereich gebildet. Die Strömung wird daher vom Staupunkt beginnend in der Einlaufrinne stetig entlang ihrer rückwandigen Kontur beschleunigt und in den Kanal gelenkt. An dessen Mündung herrscht dadurch ein relativ hoher Staudruck. Der Gesamtdruck­ verlust gegenüber der ungestörten Strömung ist gering, die aerodynamische Funktion der Front-Verkleidung wird also nicht wesentlich beeinflußt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außen­ wand jedes Kanales mit der Frontwand des Fahrzeuges eine Zunge bildet, die den Kühlluftstrom von dem das Fahrzeug umströmenden Fahrtwind abtrennt. Da die zum Rad strömende Luft fast verlust­ frei aus der Umströmung herausgeschält wird, nimmt der Gesamt­ widerstand des Fahrzeug nur geringfügig zu.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Felge jedes Vorderrads Luftschlitze aufweist, die so angeordnet sind, daß Kühlluft von der Fahrzeugbremse zur Außenseite des Kraftfahrzeugs gefördert wird. Durch diese Förderwirkung nach dem Schaufelradprinzip ergibt sich nur eine geringe Erhöhung des Auftriebs am Vorderrad. Das rotierende Rad saugt durch die Anordnung der Luftschlitze die der Bremse zugeführte Luft durch das Rad hindurch zur Außenseite des Kraftwagens.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Mündungsbereich des Kanals zur Fahrzeugbremse hin gerichtet ist. Diese Anordnung ist zweckmäßig, um den zugeführten Luft­ strom voll zur Kühlung der Bremse auszunützen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines an­ hand der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Front-Verkleidung mit einem darin verlaufenden Kanal für die Kühlluftzufuhr der nicht dargestell­ ten Bremse eines Vorderrades,

Fig. 2 einen Schnitt durch die stromlinienförmige Front- Verkleidung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 einen Schnitt der Front-Verkleidung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie III-III,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 4, jedoch ent­ lang der Schnittlinie V-V,

Fig. 6 einen Schnitt der Front-Verkleidung nach Fig. 1 entlang der Linie VI-VI und

Fig. 7 einen Schnitt VII-VII nach Fig. 1.

Stromlinienförmige Front-Verkleidungen für Personenkraftwagen dienen dazu, den aerodynamischen Auftrieb des Vorderwagens her­ abzusetzen und somit bei hohen Fahrgeschwindigkeiten die Sei­ tenwindempfindlichkeit des Personenkraftwagens zu verringern. Durch die weitgehende Verhinderung der Unterströmung des Fahr­ zeugs erhalten die Vorderradbremsen nicht genügend Luft, um eine ausreichende Kühlung der Bremsen und dadurch eine zufrie­ denstellende Fahrsicherheit zu gewährleisten. Um die Bremsen nicht in ihrer Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen, wird eine zusätzliche Luftkühlung der Bremsen vorgesehen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Front-Verkleidung (1), die für jedes Vorderrad (5) je einen Kanal (2,3,4) zur Zu­ fuhr von Kühlluft für die Bremsen vorsieht. Fig. 1 zeigt dabei nur eine Hälfte einer Verkleidung (1), die nicht gezeigte Hälf­ te ist jedoch symmetrisch zur Fahrzeugmittellängsachse (11) des Kraftfahrzeuges in gleicher Weise aufgebaut. Der Kanal (2, 3, 4) weist einen Einströmbereich (3), einen geschlossenen Kanal (2) und einen Mündungsbereich (4) auf. Befindet sich der Per­ sonenkraftwagen in Fahrt, so entsteht durch den Fahrtwind eine mit dem Doppelpfeil (13) angedeutete Luftströmung. Diese Luft­ strömung teilt sich am vordersten Bereich der Verkleidung, um das Fahrzeug zu umströmen. Dieser Bereich wird im folgenden als Staupunkt (14) der Luftströmung bezeichnet. Die innere Wandung (15) des Einströmbereichs (3) des Kanals (2, 3, 4) verläuft am Staupunkt (14) tangential zu einer nahezu um 90° zur Fahrzeugmittel­ längsachse (11) versetzten Geraden (16). Am Mündungsbereich (4) verläuft die innere Wandung (15) des Kanals (2,3,4) nahezu pa­ rallel zur Fahrzeugmittellängsachse (11) und krümmt sich unter konti­ nuierlich zunehmenden Neigungswinkel (α1) bzw. (α2) zur Front des Fahrzeuges bis hin zum tangential zur Geraden (16) verlau­ fenden Bereich am Staupunkt (14). Der gesamte Kanal (2, 3, 4) ist in etwa in horizontaler Ebene ausgebildet. Während sich die in­ nere Wandung (15) im Verlauf des Einströmbereiches (3) rinnen­ förmig einbuchtet, bleiben die obere und die untere Kontur des Kanals (2, 3, 4) im wesentlichen erhalten.

Auf der dem Staupunkt (14) gegenüberliegenden Seite des Ein­ strömbereiches (3) wird durch die Außenwand (17) des Kanals (2) und die Frontwand (18) des Fahrzeuges eine Zunge (12) ausgebil­ det, die die Luftströmung in zwei Teile trennt. Der eine Teil, gekennzeichnet durch den Pfeil (8), wird als Kühlluftstrom der Vorderradbremse zugeführt. Der andere, tangentiale Teil der Luftströmung, gekennzeichnet durch den Pfeil (7), umströmt das Fahrzeug in bekannter Weise. Im weiteren Verlauf des Kanals (2) wird der Kühlluftstrom durch den Pfeil (9) gekennzeichnet. Durch die Ausbildung der Zunge (12) wird der Kühlluftstrom (8) bzw. (9) fast verlustfrei von der Umströmung (7) abgetrennt, der Gesamtwiderstand des Fahrzeugs nimmt daher nur geringfügig zu.

Der Kühlluftstrom (9) wird durch den Kanal (2) gelenkt, der bis zum-Vorderrad (5) fortgeführt ist und für eine einwandfreie An­ strömung der nicht dargestellten Bremsscheibe sorgt. Der Kanal (2) ist dabei mit einem auf die Bremsscheibe gerichteten Mün­ dungsbereich (4) im Radkasten (6) versehen.

Das Vorderrad (5), vorzugsweise die nicht näher bezeichnete Felge, ist beispielsweise in nicht dargestellter Weise mit Luftschlitzen versehen, die so angeordnet sind, daß sie den die Bremse umströmenden Kühlluftstrom (9) durch das Rad hindurch, dargestellt anhand des Pfeils (10) zur Außenseite des Fahrzeugs fördern, wo er sich mit der Umströmungsluft des Fahrzeugs ver­ mischt. Die Luftschlitze können beispielsweise durch über den Umfang der Felge verteilte schräggestellte Leitbleche, ähnlich dem Prinzip eines Schaufelrades, ausgebildet sein. Die Felgen können auch mit Schaufeln, ähnlich einem Propeller, versehen sein. Man kann verschiedene Ausführungsformen vorsehen, wichtig ist jedoch, daß ein Saugzug vom Radkasten (6) zur Außenseite des Fahrzeugs hin in Richtung des Pfeiles (10) erreicht wird.

Durch die beschriebene Ausbildung der Verkleidung (1) wird die Luftströmung (13) vom Staupunkt (14) beginnend im Einströmbe­ reich (3) stetig entlang dessen innerer Wandung (15) beschleu­ nigt und in den Kanal (2) gelenkt. An dessen Mündung herrscht dann ein relativ hoher Staudruck, der sich in einer starken Strömung äußert. Der Gesamtdruckverlust gegenüber der ungestörten Strömung ist gering. Durch die Förderwirkung der Felge des Vorderrades (5) entsteht eine insgesamt homogene Luftstromführung. Gleichzeitig wird im Bereich des Radkastens (6) ein zusätzlicher Auftrieb des Vorderwagens vermieden, der bei bekannten Ausführungsformen durch den entstehenden Luftstau und die daraus resultierenden Verwirbelungen im Bereich der Fahrzeugbremse aufgrund mangelnder Kühlluftabfuhr entsteht. Der Kanal selbst übt durch die Art der Luftführung eine Spoiler­ wirkung aus, die selbst bei einem entstehenden Gesamtdruck­ verlust den daraus resultierenden Auftrieb ausgleicht.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Front-Verklei­ dung (1) im Bereich der Fahrzeugmittellängsachse (11). Hier ist noch keine Einbuchtung des Kanals vorhanden.

Aus den Fig. 3 bis 5 ist die rinnenförmige Vertiefung des Ein­ strömbereichs (3), insbesondere der inneren Wandung (15), er­ sichtlich. Es können auch andere Formen des rinnenförmigen Einströmbereichs (3) ausgeführt sein, maßgeblich ist allein die entsprechend der Aufgabenstellung strömungstechnisch günstige Formgebung.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch die Verkleidung (1) im Be­ reich des Kanals (2) kurz hinter dem Einströmbereich (3). Der Kanal (2) ist nun völlig geschlossen ausgebildet, durch die Zunge (12) wurde der Kühlluftstrom von der Umströmung (7) abge­ trennt und wird nun der Fahrzeugbremse durch den Kanal (2) hin­ durch zugeführt.

Der Kanal (2) weist in seinem mittleren Bereich einen im we­ sentlichen quadratischen Querschnitt auf, wie in Fig. 7 darge­ stellt ist. Der Kanalquerschnitt ist nicht auf diese Form be­ schränkt, andere Formgebungen sind, so lange sie strömungstech­ nisch vorteilhaft sind, gleichgestellt.

Claims (3)

1. Stromlinienförmige Frontverkleidung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit zwei symmetrisch zur Fahrzeugmittellängsachse angeordneten und zur Zufuhr von Kühlluft zu je einer Fahrzeugbremse eines Vorderrades dienenden Kanälen, deren innere Wandung jeweils im Bereich der Fahrzeug­ mittellängsachse nahezu tangential zu einer zur Fahrzeugmittel­ längsachse rechtwinkligen Geraden ansetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wandung (15) jedes Kanals (3, 2, 4) aus dem Bereich der Fahrzeugmittellängsachse (11) unter kontinuierlich abneh­ mendem Neigungswinkel (α₁, α₂) in einen zur Fahrzeugbremse hin gerichteten Mündungsbereich (4) übergeht, in dem sie etwa pa­ rallel zur Fahrzeugmittellängsachse (11) verläuft und daß Mit­ tel zur Führung der Kühlluft aus dem Bereich der Fahrzeugbremse zu den Außenseiten des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind.

2. Stromlinienförmige Frontverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (17) jedes Kanales (3, 2, 4) mit der Frontwand (18) des Fahrzeuges eine Zunge (12) bildet, die den Kühlluft­ strom von dem das Fahrzeug umströmenden Fahrtwind abtrennt.

3. Stromlinienförmige Frontverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge jedes Vorderrades Kühlluft von der Fahrzeugbremse zur Außenseite des Kraftfahrzeuges fördernde Luftschlitze aufweist.