DE3711981A1

DE3711981A1 - Device for reducing resistance and/or lift in vehicles

Info

Publication number: DE3711981A1
Application number: DE19873711981
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schiefer; Rainer Deutenbach
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Schiefer Ulrich 80935 Muenchen De
Priority date: 1987-04-09
Filing date: 1987-04-09
Publication date: 1988-10-27

Abstract

The device comprises a plurality of flow channels (1) which are bounded by a plurality of profile elements (3) which are directed downwards from the underside (2) of the vehicle with a symmetrical, droplet-shaped profile cross-section. Largely horizontal surface areas (4) of the underside (2) of the vehicle adjoin the profile elements (3) laterally. As a result of the expansion of the air after it flows through the narrowest cross-section (5) of the flow channels (1), the pressure is increased downstream of the profile elements (3) and the flow speed is reduced so that the losses in flow on the unevennesses of the underside (2) of the vehicle are reduced. Furthermore, in the region of the flow channels themselves a very low pressure is produced which affects the adjacent horizontal surface areas (4) and brings about a force directed towards the plane of the roadway. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verminderung des Widerstandes und/oder des Auftriebs an Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for Reduction in drag and / or lift Vehicles according to the preamble of claim 1.

Bei einer bekannten derartigen allein zur Auftriebs reduzierung vorgesehenen Vorrichtung (DE-OS 34 10 296) ist der Strömungskanal durch einen sich über die gesamte Fahrzeuglänge erstreckenden und an der Fahrzeugunter seite gesondert befestigten Kasten gebildet. Eine derartige Bauweise beansprucht ungewöhnlich viel Bauraum unterhalb der Bodenstruktur des Fahrzeugs, der in der Regel aus Gründen der Bodenfreiheit, aber auch der Zugänglichkeit für eventuelle Reparaturen an der Fahrzeug unterseite nicht zur Verfügung steht.In a known such only for buoyancy reduction provided device (DE-OS 34 10 296) is the flow channel through one spanning the entire Vehicle length extending and at the vehicle under side separately attached box formed. A Such a construction takes up an unusually large amount of space below the floor structure of the vehicle that is in the Usually for reasons of ground clearance, but also for Accessibility for any repairs to the vehicle bottom is not available.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist, wenig Bauraum beansprucht und trotzdem den Widerstand bzw. den Auftrieb des Fahrzeugs wirksam vermindert.The invention has for its object a direction of the presupposed genre, the is comparatively simple, little space claimed and still the resistance or Buoyancy of the vehicle effectively reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. Auf diese Weise kann bei einer im Vergleich zur Profillänge genügend großen Profildicke ein hohes Expansionsverhältnis für die stromab der Vorrichtung strömende Luft erreicht werden. Eine starke Expansion kommt einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit gleich, so daß die dissipativen Strömungsverluste an den stromab befindlichen Unterbodenunebenheiten vermindert werden. Außerdem ist der zwischen den Profilkörpern liegende Flächenbereich der Fahrzeugunterseite aufgrund der dort erhöhten Strömungsgeschwindigkeit einem vergleichs weise niedrigen Druck ausgesetzt, so daß lokal auch ein Abtriebseffekt erreichbar ist, ohne daß die Strömungs kanäle und damit die diese Kanäle seitlich begrenzenden Profilkörper in Fahrzeuglängsrichtung besonders lang ausgebildet sein müßten.This object is achieved in a device according to the preamble of claim 1 by the in Characteristic of this claim specified measures solved. In this way, compared to Profile length sufficiently large profile thickness a high Expansion ratio for the downstream of the device flowing air can be reached. A strong expansion comes a reduction in flow velocity same, so that the dissipative flow losses to the sub-floor unevenness downstream is reduced will. In addition, that is between the profile bodies lying surface area of the underside of the vehicle a comparison of the increased flow velocity there exposed to low pressure, so that locally also Downforce effect is achievable without the flow channels and thus those that laterally limit these channels Profile body particularly long in the longitudinal direction of the vehicle should be trained.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous details of the invention emerge itself from the subclaims.

Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on several in the following Drawing illustrated embodiments closer explained. Show it:

Fig. 1 eine weitgehend schematisierte Ansicht auf die Unterseite eines Personenkraftwagens; Figure 1 is a largely schematic view of the underside of a passenger car.

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Heckbereich eines Personenkraftwagens; Fig. 2 is a side view of the rear area of a passenger car;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, jedoch in einer etwas abgewandelten Ausführungsform und Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 1, but in a slightly modified embodiment and

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung eines nochmals abgewandelten Ausführungs beispiels. Fig. 4 is a corresponding to FIG. 3 representation of a further modified embodiment example.

Das in Fig. 1 stark schematisiert dargestellte Fahrzeug ist an seinem in Fahrtrichtung F vorderen Ende mit Vorrichtungen ausgerüstet, die zur Verminderung des Auftriebs geeignet sind. Hierzu dienen mehrere Strömungs kanäle 1, die jeweils seitlich durch von der Fahrzeugunter seite 2 nach unten gerichtete Profilkörper 3 begrenzt sind. Die Profilkörper 3 haben einen symmetrischen, tropfenförmigen Profilquerschnitt, der an dem in Fahrt richtung F vorderen Ende abgerundet ist und nach hinten zu spitz ausläuft.The vehicle, which is shown in a highly schematic form in FIG. 1, is equipped at its front end in the direction of travel F with devices which are suitable for reducing the buoyancy. For this purpose serve several flow channels 1 , each of which is laterally limited by profile body 3 directed downward from the vehicle lower side 2 . The profile body 3 have a symmetrical, drop-shaped profile cross section, which is rounded at the front end in the direction of travel F and tapers to the rear.

Seitlich schließen sich an die Profilkörper 3 im wesent lichen horizontale Flächenbereiche 4 der Fahrzeugunter seite an. Im Bereich der engsten Querschnitte 5 zwischen den Profilkörpern 3 werden Übergeschwindigkeiten und damit Unterdrücke erzeugt. Diese Unterdrücke kommen an den im wesentlichen horizontalen Flächenbereichen 4 der Fahrzeugunterseite 2 zur Wirkung und erzeugen eine Kraft zur Fahrbahnebene hin. Hinter dem engsten Querschnitt 5 wird die Luftströmung zunehmend expandiert, ohne diese jedoch zur Seite hin abzuleiten. Die dissipativen Energieanteile sind geschwindigkeitsabhängig und werden durch den Abbau der Geschwindigkeit als Folge des Expandierens geringer. Daraus resultiert, daß der Widerstand, der aus der Rauhigkeit der übrigen Fahrzeug unterseite 2 resultiert, reduziert wird.Laterally connect to the profile body 3 in wesent union horizontal surface areas 4 of the vehicle underside. In the area of the narrowest cross sections 5 between the profile bodies 3 , overspeeds and thus underpressures are generated. These negative pressures come into effect on the essentially horizontal surface areas 4 of the underside 2 of the vehicle and generate a force towards the road surface. Behind the narrowest cross section 5 , the air flow is increasingly expanded, but without diverting it to the side. The dissipative energy components are speed-dependent and decrease due to the reduction in speed as a result of expansion. The result of this is that the resistance, which results from the roughness of the other vehicle underside 2 , is reduced.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann ferner der Energiezustand des Hecktotwassers 6 beeinflußt werden (Fig. 2). Das Druckniveau im Bereich des Hecktotwassers 6 kann erhöht werden und die Energieverluste aus den im unteren Totwasserbereich abschwimmenden Wirbeln 7 können durch Verlangsamung dieser Wirbel reduziert werden. With the described device, the energy state of the tail water 6 can also be influenced ( Fig. 2). The pressure level in the area of the tail water 6 can be increased and the energy losses from the vortices 7 floating in the lower dead water area can be reduced by slowing these vortices.

Die Länge 1 der Profilquerschnitte kann etwa zwischen 1/12 und 1/5 der Länge des Fahrzeugs liegen. Trotzdem ergeben sich örtlich gute Abtriebseffekte, wobei sich darüber hinaus auch der Gesamtwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs vermindern läßt. Bei den erwähnten Längen der Profilquerschnitte können diese hinsichtlich ihrer Positionierung auf der Fahrzeugunterseite 2 in weiten Grenzen verändert werden, je nachdem an welchem Fahrzeugtyp und für welchen Verwendungszweck die aero dynamischen Vorrichtungen angebracht werden sollen.The length 1 of the profile cross sections can be approximately between 1/12 and 1/5 of the length of the vehicle. Nevertheless, there are good local downforce effects, which can also reduce the overall drag coefficient of the vehicle. With the lengths of the profile cross-sections mentioned, their positioning on the underside 2 of the vehicle can be varied within wide limits, depending on the type of vehicle and for what purpose the aerodynamic devices are to be attached.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Profilkörper 3 von der Unterseite des Fahr zeugbugs 8 nach unten ab. Außer den Ausführungsbei spielen mit drei Profilkörpern haben auch Ausführungs formen mit beispielsweise fünf Profilkörpern gute Ergebnisse gebracht. Die Länge 1 der Profilquerschnitte der außen liegenden Profilkörper kann kürzer sein als die der inneren, was aufgrund der äußeren Fahrzeugkontur und aufgrund des Raumbedarfs der angrenzenden Radhäuser notwendig werden kann.In the embodiment shown in FIG. 1, the profile body 3 protrudes from the underside of the vehicle 8 downwards. In addition to the Ausführungsbei play with three profile bodies, execution forms with, for example, five profile bodies have brought good results. The length 1 of the profile cross sections of the outer profile body can be shorter than that of the inner one, which may be necessary due to the outer vehicle contour and the space requirement of the adjacent wheel arches.

In den Fig. 3 und 4 ist ferner noch angedeutet, daß die Profilkörper 3′ bzw. 3′′ in die Fahrzeugunterseite 2 hineinverlagerbar sein können. Dies kann nach Fig. 2 in einer geradlinigen Bewegung durch einen geeigneten Stellzylinder 9 und geeignete Führungen im Fahrzeug körper erfolgen. Gemäß Fig. 4 kann dies auch dadurch bewerkstelligt werden, daß die Profilkörper 3′′ um eine am Ende des Proifilquerschnitts vorgesehene Querachse 10, wiederum mittels eines Stellzylinders 9, schwenkbar sind. Ist dabei die Querachse 10 an dem in Fahrtrichtung F hinteren Ende des Profilkörpers 3′′ vorgesehen, so ergeben sich Vorteile hinsichtlich des Böschungswinkels, der in der Regel bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten eine Rolle spielt, bei denen die Profilkörper ohnehin weitgehend wirkungslos sind.In FIGS. 3 and 4 is further also indicated that the profile body 3 'and 3' 'in the vehicle lower side 2 may be hineinverlagerbar. This can be done body of FIG. 2 in a rectilinear movement by a suitable actuator cylinder 9 and suitable guides in the vehicle. According to Fig. 4, this can also be accomplished in that the profile body 3 '' are a provided at the end of the Proifilquerschnitts transverse axis 10, again by means of an adjusting cylinder 9, pivotable. If the transverse axis 10 is provided at the rear end of the profile body 3 'in the direction of travel F , there are advantages with regard to the angle of repose, which generally plays a role at low driving speeds, in which the profile bodies are largely ineffective anyway.

Das Verhältnis zwischen Auftriebsreduzierung und Widerstands reduzierung ist durch Wahl der Profilwölbung sowie durch Gestaltung der angrenzenden Flächenbereiche an der Unterseite 2 des Fahrzeugs veränderbar.The ratio between buoyancy reduction and resistance reduction can be changed by choosing the profile curvature and by designing the adjacent surface areas on the underside 2 of the vehicle.

Ferner kann die Höhenverstellung der Profilkörper 3′ bzw. 3′′ willkürlich (aktiv) oder auch selbsttätig (passiv) erfolgen.Furthermore, the height adjustment of the profile body 3 'or 3 ''can be arbitrary (active) or automatic (passive).

Claims

1. Device for reducing the resistance and / or buoyancy on vehicles, with at least one flow channel seen on the underside of the vehicle, which is open at the front and rear and downwards and tapers in its central region, characterized in that a plurality of flow channels ( 1 ) are provided, which are laterally delimited by at least three profile bodies ( 3 ) directed downwards from the vehicle underside ( 2 ) with a symmetrical, teardrop-shaped profile cross section.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that connect laterally to the profile body ( 3 ) at least approximately horizontal surface areas ( 4 ) of the vehicle underside ( 2 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the length ( 1 ) of the profile cross sections is approximately between 1/12 and 1/5 of the length of the vehicle.

4. The device according to claim 3, characterized in that the profile body ( 3 ) from the underside of the vehicle nose ( 8 ) protrude downward.

5. The device according to claim 3, characterized in that the length ( 1 ) of the profile cross sections of the outer profile body ( 3 ) is shorter than that of the inner.

6. The device according to claim 1, characterized in that the profile body ( 3 ', 3 '') at least partially in the vehicle underside ( 2 ) are displaceable.

7. The device according to claim 6, characterized in that the profile body ( 3 '') are pivotable upwards.