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Kraftfahrzeug mit windschlüpfiger Verkleidung Die Erfindung bezieht
sich auf ein Kraftfahrzeug mit windschlüpfiger Verkleidung, deren Heck sich nach
hinten verjüngt, wobei im Bereich der Ablösungszone des Fahrwindes an der Dach-und/oder
Seitenwand Luft nach innen abgesaugt und im Bereich der Wirbelschleppe von der Heckwand
nach außen ausgestoßen wird.
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Bei einem bekannten Kraftfahrzeug dieser Art wird die entlang des
Fahrzeughecks nach hinten abfließende Luft durch eine Öffnung des Hecks in das Fahrzeuginnere
abgesaugt, die die Heckverkleidung nahezu über ihren ganzen Umfang in Form eines
bügelartig gekrümmten Schlitzes durchbricht. Eine ähnliche Ausbildung weist auch
der Austrittsschlitz auf, durch den die abgesaugte Luft wieder nach hinten ausgestoßen
wird, nur mit dem Unterschied, daß dieser Schlitz näher an das Ende des verjüngten
Hecks gerückt ist als der Ansaugschlitz. Das Ansaugen der ausgestoßenen Luft wird
bei dieser Ausführung durch ein Flügelrad bewirkt, das innerhalb eines beide Schlitze
miteinander verbindenden Raums des Heckinnern angeordnet ist und diesen hierbei
in einen Saug-und einen Druckraum unterteilt. Der Antrieb des Flügelrades erfolgt
auf mechanische Weise, indem seine Welle über ein Kegelradgetriebe mit der Antriebswelle
für die Hinterräder des Fahrzeugs unmittelbar gekuppelt ist. Durch die Anordnung
zweier derartiger Luftschlitze und deren Verbindungsraum wird jedoch ein nicht unerheblicher
Teil des verfügbaren Heckraums beansprucht, der sonst nützlicherweise zur Unterbringung
anderer Teile des Kraftfahrzeugs, z. B. des Brennstofftanks, herangezogen werden
kann. Ein anderer schwerwiegender Nachteil liegt bei dieser Ausführung darin, daß
der Austrittsschlitz durch seine Formgebung
und die dadurch bedingten
ungünstigen Strömungsverhältnisse am Fahrzeugheck die vorteilhafte Wirkung zum Teil
wieder aufhebt, die durch das Absaugen des Fahrwindes erzielt wird. Die Ursache
hierzu liegt darin, daß entsprechend dem bügelartig geformten Austrittsschlitz die
ausgestoßenen Luftmassen einen hohlen, an das Heck ansetzenden, mehr oder weniger
zylindrischen Luftkörper bilden, in dessen Innerem sich infolge der unvermeidlichen
Wirbelbildung ein Unterdruckgebiet ausbildet, das fahrthemmend wirkt. Schließlich
wird bei Verwendung eines vom Motor angetriebenen Flügelrades für die Luftabsaugung
ein nicht unerheblicher Teil der Motorleistung dem eigentlichen Antriebszweck entzogen.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß der Fahrwind
in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Abgasejektors abgesaugt wird, dessen
Mündung sich am äußersten Ende des zu einer Schneide oder Spitze verjüngten Hecks
befindet. Die am Heckende zusammen mit den Abgasen des Motors ausgestoßene Luft
bildet in diesem Fall eine vollkommen geschlossene Strömung, innerhalb der das Auftreten
irgendwelcher Luftwirbel ausgeschlossen ist. Aber auch alle außerhalb dieses Luftstroms,
etwa in seiner Nähe, im Entstehen begriffenen Luftwirbel werden sicher in Richtung
des Luftstroms mitgerissen und zerstört; da der Fahrwind von allen Seiten an den
geschlossenen Luftstrom unbehindert herantreten und von ihm erfaßt bzw. in seine
Strömungsrichtung abgelenkt werden kann. Auf diese Weise lassen sich die Strömungsverhältnisse,
denen der entlang des Fahrzeughecks abfließende Fahrwind unterworfen ist, besonders'
günstig gestalten, so daß der auf das Fahrzeug einwirkende Fahrwiderstand auf einen
geringstmöglichen Wert herabgedrückt wird. Da schließlich die zum Ansaugen und Ausstoßen
der Luft erforderliche Arbeitsleistung ausschließlich durch die Energie der Abgase
bestritten wird, läßt sich überdies noch die vom Motor nicht mehr in Arbeit umgesetzte
Wärme bestmöglichst verwerten.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
Es zeigt Fig. z die Seitenansicht eines stromförmigen Fahrzeugs mit geschlossener
Heckverkleidung und Fig. 2 den Längsschnitt durch ein stromförmiges Fährzeug, bei
dem über einen Teil seiner Heckverkleidung Luft in das Innere des Fahrzeugs abgesaugt
und am Heckende wieder ausgestoßen wird.
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Die strömförmige Verkleidung des Hecks 4 verjüngt sich nach hinten,
indem die zur Fahrbahn abfallende Dachwand 5 mit der zur Fahrbahn parallelen Bodenwand
7 eine z. B. waagerechte Schneide 6 bildet.
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Wie Fig. r zeigt, beginnt die Ablösung des Fahrwindes, durch Stromfäden
S angedeutet; normalerweise schon verhältnismäßig frühzeitig an der Stelle a der
Dachwand 5, die eine Entfernung ei von der Schneide 6 aufweist. Die Abreißzone der
Stromfäden S sei durch die Querschnittsfläche F1 der Heckverkleidung 4 bestimmt,
an deren Umfang die Wirbelschleppe W1 ansetzt.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist ein Teil der Dachwand 5 durchbrochen und durch
die Stirnfläche 8 eines (z. B. Motor-) Kühlers 9 ersetzt. Der Kühler 9 liegt mit
seinem vorderen Ende annähernd an der natürlichen Ablösestelle a des Fahrwindes
und erstreckt sich über einen Teil der Dachwand 5 nach hinten; sein hinteres Ende
b liegt um die Strecke e2 von der Schneide 6 entfernt. Der Kühler 9 deckt nach innen
einen Saugraum z r ab, der mit einem nach rückwärts gerichteten, an der Schneide
6 auslaufenden Saugkanal r2 verbunden ist. Das Ende des Saugkanals 12 ist zu einer
Saugdüse 13 erweitert, die mit dem Blasrohr 14 ejektorartig zusammenwirkt. Als Blasrohr
14 dient das Auspuffrohr des Antriebsmotors 15, dessen Ende durch die Saugdfise
13 hindurchgeführt ist.
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Bei laufendem Antriebsmotor 15 saugt die Düse 13 zwangsläufig von
der Dachwand 5 Luft ab, die den Kühler 9 durchströmt und mit dem Abgas zusammen
nach hinten in die Wirbelschleppe W2, und zwar in Form eines geschlossenen Luftstroms,
ausgestoßen wird. Durch das Absaugen der Luft von der Dachwand 5 wird das Ablösen
der Stromfäden S an der Stelle a verhindert; die Stromfäden S werden im Saugbereich
der Kühlerstirnfläche 8 geglättet und lösen sich erst hinter dieser, also frühestens
an der Stelle b, von der Dachwand 5 ab. Die Abreißzone ist somit nicht mehr die
Querschnittsfläche F1 der Heckverkleidung 4, sondern die kleinere Querschnittsfläche
F2; dementsprechend nimmt auch die Größe der Wirbelschleppe von W1 auf W2 ab, wodurch
sich der Sog des Kraftfahrzeugs vermindert.
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Diese Wirkung wird gemäß der Erfindung durch den geschlossenen Luft-Abgas-Strom
dadurch im besonderen Maße gesteigert, daß der entlang des Hecks nach rückwärts
abfließende Fahrwind am Heckende in den Bereich dieses Stroms gerät und von diesem
in seine Strömungsrichtung mitgerissen wird mit der Folgeerscheinung; daß allenfalls
in der Umgebung des Stroms auftretende Wirbel einer fast restlosen Vernichtung anheimfallen.
Das Wirbelfeld W2, das sich sonst unvermeidlich in Gestalt der Wirbelschleppe ausbreiten
würde, wird dadurch gleichfalls zum größten Teil zerstört, so daß die Stromfäden
S überall den gewünschten geordneten Verlauf nehmen. Auf diese Weise kann der noch
vorhanden gewesene Sog derart herabgedrückt werden, daß er kaum mehr nennenswert
zur Vergrößerung des Fahrwiderstands beiträgt.
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Wird die Saugluft durch einen Kühler 9 geleitet, der innerhalb der
Verkleidung 3 angeordnet ist, so läßt sich die aufzuwendende Saugarbeit zusätzlich
nutzbringend verwerten, d. h. die an sich schon zur Vernichtung des Wirbelfeldes
W2 herangezogene Abgasenergie überdies noch zu einer wirksamen Kühlung des Motorkühlwassers
oder des Umlaufschmieröls ausnutzen.
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Für eine windschlüpfige Verkleidung, deren Seitenwände gegen die lotrechte
Fahrzeuglängsmittelebene nach hinten abfallen und zu einer
lotrechten
Schneide zusammenlaufen, werden die gleichen Vorteile erzielt, wenn die Luft von
jeder Seitenwand, und zwar jeweils im Bereich der Ablösungszone des Fahrwindes,
abgesaugt wird. In diesem Fall wird der Kühler 9 geteilt und an beiden Seiten der
Heckverkleidung derart angeordnet, daß seine Stirnflächen zu den Seitenwänden bündig
verlaufen.