DE3712048A1

DE3712048A1 - Vorrichtung zum absenken des auftriebs an fahrzeugen

Info

Publication number: DE3712048A1
Application number: DE19873712048
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

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Absenken des Auftriebs an Fahrzeugen nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Eine bekannte derartige Vorrichtung (DE-OS 34 10 296) umfaßt ein flaches kastenförmiges Gehäuse, das sich im wesentlichen über die ganze Fahrzeuglänge erstreckt, nach unten sowie vorne und hinten offen ist und dessen Seitenwände als Tragflügelprofil ausgebildet sein sollen. Das Gehäuse kann in der Höhe verstellbar mit der Unterseite des Fahrzeugs verbunden sein. Die Luft strömung wird zwischen den mit ihrem mittleren Bereich zueinander gewölbten Seitenwänden eingeschnürt. Der sich aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit ein stellende Unterdruck soll das gesamte Fahrzeug gegen die Fahrbahn ziehen. Eine Verwirklichung des der Offenlegungs schrift entnehmbaren Gedankens erscheint äußerst schwierig, insbesondere wegen des die ganze Fahrzeug länge beanspruchenden Bauraums der Vorrichtung und wegen des bei dieser Länge nicht zur Verfügung stehenden Bodenabstandes. Auch das Verhältnis der vertikalen Abmessung des Gehäuses zu dessen Längserstreckung läßt die aerodynamische Wirksamkeit zweifelhaft erscheinen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, die weniger Bauraum beansprucht und auch ohne eine sich über die ganze Fahrzeuglänge erstreckende Verkleidung der Bodenstruktur trotzdem eine hohe Wirksamkeit gewähr leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tragflügelprofile an der Bodenstruktur des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei sich seitlich auf der Saugseite der Profile ein im wesentlichen horizontaler Flächen bereich der Bodenstruktur anschließt. Es hat sich gezeigt, daß die ohnehin vorhandene Bodenstruktur des Fahrzeugs Flächenbereiche bietet, denen benachbart die Tragflügelprofile angebracht werden können, so daß ohne den vorbekannten unförmigen Kasten diesen Flächen bereichen der sich auf der Saugseite der Profile aus bildende Unterdruck aufgeprägt werden kann.

Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform sind am unteren Ende der Tragflügelprofile auf deren Druckseiten horizontale Profilendscheiben angeordnet. Auf diese Weise kann auch der Überdruck, der sich auf der konkaven Wölbung eines angeströmten Tragflügelprofils ausbildet, für die Erzeugung einer gegen die Fahrbahn wirkenden aerodynamischen Kraft ausgenützt werden. Es ergibt sich zusammen mit der auf der Saugseite über die im wesent lichen horizontalen Flächenbereiche der Bodenstruktur wirksamen Vertikalkraft eine Gesamtvertikalkraft, die eine deutliche Absenkung des Auftriebs an dem Fahrzeug bewirkt. Schon mit Tragflügelprofilen, deren Profilquer schnittslänge nur einen Bruchteil der Gesamtlänge des Fahrzeugs ausmacht, lassen sich gute Effekte erzielen. Auch die vertikale Erstreckung der Tragflügelprofile kann dabei so in Grenzen gehalten werden, daß sowohl die Stilistik als auch die Bodenfreiheit des Fahrzeugs wenig beeinträchtigt sind. Wegen der geringen Längserstreckung der Querschnittsprofile lassen sich diese je nach Bedarf verschieden an der Bodenstruktur des Fahrzeugs positionie ren, d. h. der Abtriebsschwerpunkt ist örtlich in weiteren Grenzen wählbar.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelheiten sind im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Unteransicht eines Personenkraftwagens mit der neuen Vorrichtung im Bereich der Vorderachse;

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht etwa in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht eines Fahrzeugs von unten mit einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht eines anderen Ausführungsbeispieles;

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 6 eine den Fig. 3 und 4 entsprechende Ansicht eines nochmals abgeänderten Ausführungs beispiels.

Das in Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von unten dargestellte Personenkraftfahrzeug weist an seiner Unterseite zwei senkrecht stehende Tragflügelprofile 1 auf, die einen sich annähernd in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Profilquerschnitt haben. Die Tragflügel profile 1 haben in Fahrtrichtung F vorne liegende Profilnasen 2 und laufen zu ihrem hinteren Ende hin zumindest annähernd spitz aus. Sie sind mit ihren gewölbten Flächen einander zugeordnet.

Die Tragflügelprofile 1 sind an der Bodenstruktur 3 des Fahrzeugs angeordnet. Seitlich auf der Saugseite 4 der Tragflügelprofile 1 schließt sich ein im wesentlichen horizontaler Flächenbereich 5 der Bodenstruktur 3 an. An dem unteren Ende der vertikal stehenden Tragflügel profile 1 sind auf deren Druckseiten 6 horizontale Profilendscheiben 7 angeordnet. Der auf der Saugseite 4 des Tragflügelprofils durch die Anströmung der Luft erzeugte Unterdruck bewirkt auf dem Flächenbereich 5 eine durch den Pfeil 8 veranschaulichte Saugkraft nach unten, während der auf der Druckseite 6 sich ein stellende Überdruck an den Profilendscheiben 7 als Druckkraft 9 wirksam wird. Beide Kräfte sind zu der angedeuteten Fahrbahn hin gerichtet und führen zu einem Absenken des in der Regel an Fahrzeugen insgesamt vorhandenen Auftriebs, was bei hohen Fahrgeschwindig keiten die Fahrsicherheit ohne allzu große Widerstands erhöhung für das Gesamtfahrzeug verbessert. Die sonst üblichen Modifikationen zur Auftriebsreduzierung bzw. zur Abtriebssteigerung im Bereich der Bugschürze oder am Heckdeckel können entfallen. Mit den erwähnten Maßnahmen waren Einschränkungen, wie geringerer Böschungswinkel, Widerstandszunahme, Heckverschmutzung, schlechtere Sichtverhältnisse und schlechtere Aggregatekühlung, sowie auch in ästhetischer Hinsicht verbunden. Solche Beeinträchtigungen sind mit den erfindungsgemäßen Vertikalflügeln kaum mehr hinzunehmen. Sie lassen sich optisch unauffällig an dem Fahrzeug anordnen. Ferner ist ihre aerodynamische Wirksamkeit kaum mehr von dem momentanen Bodenabstand des Fahrzeugkörpers abhängig, was beispielsweise für Bugspoiler zutrifft.

Wie bereits erwähnt, sind die Tragflügelprofile 1 zur Fahrzeuglängsmittelebene hin gewölbt. Wie aus den Fig. 1, 3 und 6 hervorgeht, können sie im Bereich der Rad häuser 11 bzw. 12 einer Achse angeordnet sein. Bei einem Fahrzeug mit einem vorne liegenden Motor und Tragflügeln 1 im Bereich der Radhäuser 11 der Vorderachse können die Tragflügelprofile an der Unterseite der unteren Wandung 13 einer Motorkapsel angeordnet sein oder auch von einer (nicht dargestellten) Steinschlagschutzplatte nach unten abstehen.

Allen dargestellten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß keine viel Bauraum beanspruchende, sich verengende Kanalführung erforderlich ist (DE-OS 34 10 296), die darüber hinaus eine durchgehende, glattflächige Boden kapselung voraussetzen würde, was aus verschiedenen Gründen in der Praxis nicht möglich ist.

Wie in Fig. 3 und auch in Fig. 6 zu erkennen ist, können die Tragflügelprofile 1 im Bereich ihrer Profilnasen 2 ihren geringsten Abstand voneinander haben, während die Enden der Flügelquerschnitte wesentlich weiter von einander entfernt sind. Der weiter oben beschriebene Effekt stellt sich trotzdem ein.

Da die Tragflügelprofile 1 auch schon bei verhältnis mäßig geringer vertikaler Flügelerstreckung einen guten Effekt gewährleisten, kann es auch zweckmäßig sein, wie in Fig. 4 ersichtlich, die Tragflügelprofile 1′ im mittleren Bereich der Bodenstruktur 3 des Fahrzeugs anzuordnen. Weiterhin ist es möglich, den Anstellwinkel der Tragflügelprofile zu verändern, indem diese um die in Fig. 4 angedeuteten, annähernd vertikalen Schwenk achsen 14 verdreht werden.

Gemäß der Schemazeichnung nach Fig. 5 können die Tragflügel profile 1′′ auch jeweils an ihrem der Bodenstruktur 3 zugewandten Ende um eine annähernd in Fahrzeuglängs richtung verlaufende Achse 15 schwenkbar sein, wobei ferner die Tragflügelprofile 1′′ durch Federn 16 zur Bodenstruktur hin belastet sind. Es ergibt sich gewisser maßen eine automatische Verstellgeometrie, wobei bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und demnach Strömungs geschwindigkeiten die Tragflügelprofile 1′′ weniger weit zur Fahrbahn hin ragen als bei höheren Geschwindig keiten. Bei höheren Geschwindigkeiten entfalten sie andererseits ihre höchste Wirksamkeit in dem oben erläuterten Sinn, was bei diesen höheren Geschwindig keiten auch gerade erforderlich ist.

Fig. 6 gibt zu erkennen, daß die Tragflügelprofile 1 auch hinter der Hinterachse angeordnet werden können. Dies erlaubt, abhängig vom Expansionsverhältnis, die Beeinflussung des Totwasserdrucks im Fahrzeugnachlauf. Eine Erhöhung dieses Drucks wirkt widerstandsver mindernd. Diese Anordnung wirkt wie ein Heckdiffusor.

Außer den schon beschriebenen Veränderungen der Geometrie der Tragflügelpaare 1′ bzw. 1′′ ist es auch möglich, die Tragflügelprofile vertikal in die Boden struktur einzufahren oder um eine Querachse teilweise einzuschwenken. Wie aus der Beschreibung der Ausführungs beispiele ferner ersichtlich, ist es möglich, die Tragflügelprofile an den verschiedensten Stellen der Bodenstruktur anzubringen, je nachdem wo es bedingt durch die Karossenform oder den bevorzugten Einsatzzweck des Fahrzeugs erforderlich ist. Durch die vergleichs weise geringe Stirnfläche der aerodynamischen Vorrich tungen ist die Beschädigungsgefahr verhältnismäßig gering und ferner wird der optische Gesamteindruck des Fahrzeugs kaum verändert, da die Vorrichtungen sich an der Bodenstruktur befinden. Schließlich kann durch Nutzung der Druckverhältnisse am Profilumfang auch die Aggregatekühlung verbessert werden, beispielsweise die Bremsenkühlung durch Vergrößerung des Strömungsdurch satzes durch das Rad, indem der Radhausinnendruck lokal erhöht wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Absenken des Auftriebs an Fahr zeugen, mit zwei unterhalb des Fahrzeugkörpers angeordneten senkrecht stehenden Tragflügel profilen, die einen sich annähernd in Fahrzeuglängs richtung erstreckenden Profilquerschnitt haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügelprofile (1, 1′, 1′′) an der Bodenstruktur (3) des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei sich seitlich auf der Saugseite (4) der Profile ein im wesentlichen horizontaler Flächenbereich (5) der Bodenstruktur (3) anschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß am unteren Ende der Tragflügel (1, 1′, 1′′) auf deren Druckseiten (6) horizontale Profilendscheiben (7) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1, 1′, 1′′) zur Fahrzeuglängsmittelebene hin gewölbt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1) im Bereich der Radhäuser (11, 12) einer Achse angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1) zumindest teilweise an der Unterseite der unteren Wandung (13) einer Motorkapsel angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1) von einer Steinschlagschutzplatte nach unten abstehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1′) vom mittleren Bereich der Bodenstruktur (3) des Fahrzeugs nach unten ragen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1) im Bereich der Profilnasen (2) den geringsten Abstand voneinander haben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anstellwinkel der Tragflügel profile (1′) veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Tragflügelprofile (1′′) an ihrem der Bodenstruktur (3) zugewandten Ende um eine annähernd in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse (15) schwenkbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die schwenkbaren Tragflügelprofile (1′′) durch Federn (16) zur Bodenstruktur hin belastet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Länge (1) der Profilquerschnitte zwischen ¹/₃ und ¹/₁₀ der Länge des Fahrzeugs beträgt.