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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstimmung des Luftdurchsatzes durch im Fahrzeugfrontbereich vorgesehene Eintrittsöffnungen, insbesondere zur Einstellung der Luftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung von Strukturen zur Bereitstellung einstellbar veränderbarer Durchgangsquerschnitte.
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Aus
DE 692 00 726 T2 ist eine Drosselklappeneinrichtung zur Regelung des Luftstroms durch den Kühler eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese herkömmliche Drosselklappeneinrichtung umfasst mehrere, als Drehklappen ausgebildete Drosselorgane, die durch eine Kurvenbahnstruktur über einen Aktuator ansteuerbar sind. Durch die bekannte Vorrichtung wird es möglich, den Luftzustrom zum Motorraum eines Kraftfahrzeuges derart abzustimmen, dass insbesondere während einer Motor-Warmlaufphase eine unerwünschte Abkühlung der Brennkraftmaschine durch den durch einen Fahrzeugkühlergrill hindurchtretenden Luftstrom vermieden werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, baulich vorteilhaft verwirklichbare Lösungen anzugeben, die es ermöglichen den Luftdurchsatz durch im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges vorgesehene Eintrittsöffnungen so abzustimmen, dass ein der thermischen Belastung von Komponenten des Kraftfahrzeuges hinreichend Rechnung tragender Kühlluftzufluss in einer unter Emissions- und Verbrauchsgesichtspunkten vorteilhaften Weise erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Abstimmung des Luftdurchsatzes durch im Fahrzeugfrontbereich vorgesehene Eintrittsöffnungen mit einer, einer obere Luftabgriffszone zugeordneten oberen Abgriffsschachteinrichtung und einer, einer in vertikaler Richtung tieferliegenden unteren Luftabgriffszone zugeordneten unteren Abgriffschachteinrichtung, wobei sowohl im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung, als auch im Bereich der unteren Abgriffsschachteinrichtung Stellmittel vorgesehen sind, zur Abstimmung eines die obere Abgriffsschachteinrichtung durchsetzenden Luftstromes, sowie zur Abstimmung des die untere Abgriffschachteinrichtung durchsetzenden Luftstromes unter Berücksichtigung des Fahrzeugbetriebszustandes.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, den Luftabgriff aus dem Fahrzeugfrontbereich derart abzustimmen, dass nur der momentan als Ansaug- und/oder Kühlluft benötigte Luftstrom über die im Fahrzeugfrontbereich vorgesehenen Abgriffszonen abgegriffen wird, wobei es möglich wird, den Luftabgriff, insbesondere Kühlluftabgriff aus den unter aerodynamischen Gesichtspunkten ungünstigeren Bereichen erst dann vorzunehmen wenn ein Abgriff aus diesen Zonen zur Bedarfsdeckung erforderlich ist. In besonders vorteilhafter Weise wird es auch möglich, den Motorraum verbessert akustisch zu kapseln, da insbesondere im Rahmen einer Motorwarmlaufphase sowohl im Bereich des Ziergitters, als auch im Frontschürzenbereich, oder bodennahen Spoilerbereich die hier vorgesehenen Durchtrittsquerschnitte abgesperrt und akustisch abgeschirmt werden können. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es insbesondere möglich, die Abstimmung der Kühlluftzuströmung derart vorzunehmen, dass einerseits eine hinreichende Kühlleistung gewährleistet ist und andererseits das Fahrzeug in einer möglichst günstigen aerodynamischen Einstellung betrieben wird. Insbesondere bei niedrigen bis mittleren Umgebungstemperaturen kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung das entsprechend ausgestattete Kraftfahrzeug über einen großen Fahrzeugbetriebsbereich hinweg unter abgesenkten Luftwiderstandsbeiwerten betrieben werden.
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Die Ansteuerung der Stellmittel erfolgt vorzugsweise über eine Aktuatoreinrichtung in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsparametern wie insbesondere der Motortemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Umgebungstemperatur und/oder der Luftfeuchte. Die Aktuatoreinrichtung kann als Elektromotor, als SMA (shape memory alloy)-Element, als Unterdruckdose, Überdruckdose, als über einen Pneumatik-Schaltkreis angesteuerte Zylindereinrichtung, oder als Hydraulik-Aktator ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Aktuatoreinrichtung mit einem temperaturabhängig eine Schaltbewegung verursachenden Element, insbesondere einem Wachs-Element auszustatten, das vorzugsweise unmittelbar über den Motorkühlkreis angesteuert wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abgriffsschachteinrichtung derart ausgebildet, dass sich diese in Einbauposition hinter einer Ziergittereinrichtung befindet. Dadurch wird es möglich, den im Fahrzeugfrontbereich über die Ziergittereinrichtung abgreifbaren Luftstrom über die im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung vorgesehenen Stellmittel abzustimmen. Durch Schließen der Abgriffsschachteinrichtung wird es möglich, im Bereich der Ziergittereinrichtung ein Staudruckpolster auszubilden, das dazu führt, dass die auf die Ziergittereinrichtung zulaufende Luft nach oben auf den Motorhaubenbereich abläuft.
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Die untere Abgriffsschachteinrichtung befindet sich vorzugsweise im unteren Frontschürzen- oder Stoßfängerbereich des Kraftfahrzeugs. Über diese untere Abgriffsschachteinrichtung kann ein gegebenenfalls erforderlicher Kühlluftstrom bodennah abgegriffen werden. Bei geringem Kühlluftbedarf erweist sich der bodennahe Kühlluftabgriff unter aerodynamischen Gesichtspunkten als vorteilhaft.
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Die Stellmittel sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Schwenkklappen ausgebildet. Diese Schwenkklappen sind vorzugsweise um Schwenkachsen kippbar, die sich in Einbauposition im wesentlichen horizontal erstrecken. Es ist jedoch auch möglich, die Schwenklappen so anzuordnen, dass deren Schwenkachsen sich nicht horizontal, sondern vertikal, oder zur Vertikalen unter einem Winkel geneigt erstrecken. Die Schwenkklappen können so ausgebildet sein, dass diese einen Querschnitt mit dem Charakter eines Stromlinienprofils aufweisen.
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Die obere Abgriffsschachteinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens zwei in vertikaler Richtung übereinanderliegend angeordnete Schwenkklappen. Diese Schwenkklappen können so angeordnet sein, dass diese in Schließstellung den durch die Abgriffsschachteinrichtung ansonsten bereitgestellten Durchtrittsquerschnitt im wesentlichen vollständig blockieren.
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Die obere Abgriffsschachteinrichtung ist in ihrer Kanalkontur vorzugsweise an die Kontur des Durchtritts im Bereich des Ziergitters angepasst, so dass die den Luftweg umsäumende Wandung keine erheblichen Hindernisse bildet und als solche auch im Anschluss- oder Verbindungsbereich der die Kanalwandung definierenden Strukturen weitgehend stufenfrei verläuft. Vorzugsweise bildet die Kanalwandung einen sich in ihrem Verlauf zu einem Kühlwasserwärmetauscher hin weitenden Diffusorkanal.
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Vorzugsweise umfasst die untere Abgriffsschachteinrichtung ebenfalls wenigstens zwei in vertikaler Richtung übereinanderliegend angeordnete Schwenkklappen. Über diese Schwenkklappen kann der Luftdurchsatz durch die untere Abgriffsschachteinrichtung bedarfsgerecht eingestellt werden. Die der jeweiligen Abgriffsschachteinrichtung zugeordneten Schwenkklappen sind vorzugsweise in Rahmenstrukturen, oder unmittelbar in einer Luftkastenwandung gelagert und bilden als solche Teil einer vorzugsweise auch noch den jeweils zugeordneten Aktuator umfassenden Unterbaugruppe. Die Schwenkklappen können so angeordnet sein, dass diese unmittelbar von außen sichtbare Querlamellen bilden. Jede Schwenkklappenzeile umfasst vorzugsweise mehr als zwei Lagerstellen, so dass die jeweilige Schwenkklappe auch zwischen ihrem linken und rechten Seitenlagerbereich abgestützt ist.
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Es ist möglich, die obere Abgriffsschachteinrichtung und die untere Abgriffsschachteinrichtung über eine Strebenstruktur oder über eine Plattenstruktur zusammenzufassen und als solche einstückig auszubilden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Abgriffsschachteinrichtungen als jeweils für sich weitgehend vormontierte Unterbaugruppe auszubilden, die an eine rahmen- oder plattenartig ausgebildete Aufnahmestruktur ansetzbar sind.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch diese Streben- oder Plattenstruktur ein Luftkasten- oder Vorderwandelement gebildet, das eine der oberen Abgriffsschachteinrichtung zugeordnete obere Durchtrittsöffnung sowie eine der unteren Abgriffsschachteinrichtung zugeordnete untere Durchtrittsöffnung bildet. Es ist möglich, die Rahmenstrukturen der Abgriffsschachteinrichtungen in diese Durchtrittsöffnungen einzusetzen oder diese Rahmenstrukturen an diese Durchtrittsöffnungsbereiche anzusetzen.
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Die Schwenkposition der Schwenkklappen ist vorzugsweise durch eine Aktuatoreinrichtung einstellbar. Es ist möglich, für die obere Abgriffsschachteinrichtung und für die untere Abgriffsschachteinrichtung jeweils separat ansteuerbare Aktuatoreinrichtungen vorzusehen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Betätigung der Schwenkklappen über eine der oberen und der unteren Abgriffsschachteinrichtung gemeinsam zugeordnete Aktuatoreinrichtung zu bewerkstelligen. Insbesondere bei der Verwendung einer der beiden Abgriffsschachteinrichtungen gemeinsam zugeordneten Aktuatoreinrichtung ist es möglich, die kinematische Koppelung in solch einer Weise zu bewerkstelligen, dass die im Bereich der unteren Abgriffsschachteinrichtung vorgesehenen Schwenklamellen tendenziell zuerst öffnen und die der oberen Abgriffsschachteinrichtung zugeordneten Schwenklamellen phasenverzögert, d.h. später öffnen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ansteuerung der Schwenklamellen in Abhängigkeit von momentan Fahrzeugbetriebsparametern, insbesondere der Motortemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Gaspedalniederdrückungsgrad. Die Ansteuerung der Lamellen erfolgt vorzugsweise derart, dass erst dann, wenn die thermische Belastung des Motors oder anderweitig thermisch belasteter Fahrzeugkomponenten eine erhöhte Kühlluftzufuhr fordert, eine unter aerodynamischen Gesichtspunkten vorteilhafte Konfiguration aufgegeben wird und dem erhöhten Kühlluftbedarf hinreichend Rechnung getragen wird. Die Ansteuerung der Lamellen oder Klappen, bzw. der Luftdurchsatz an sich kann auch unter Berücksichtigung des momentanen Lenkradeinschlages erfolgen, so dass innerhalb des beeinflussbaren Bereiches im Rahmen einer Kurvenfahrt unterschiedliche, für die Fahrzeugstabilität vorteilhafte Seitenströmungsverhältnisse herbeigeführt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind bei einem Kraftfahrzeug, das im Bereich der Frontschürze vorgesehene Luftabgriffsöffnungen aufweist, auch Mittel vorgesehen zur Steuerung des Luftzutritts zu der Vorderradbremsanordnung. Die für diesen Luftabgriff vorgesehene Abgriffsschachteinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese einen leicht bogenartig gekrümmten Kanal bildet, durch welchen die im Frontschürzenbereich abgegriffene Luft seitlich abgelenkt und in den Bereich der entsprechenden Bremsscheibe oder Bremszange geführt werden kann. Die Steuerung des Luftdurchsatzes kann bei dieser Abgriffsschachteinrichtung über eine einzige Schwenkklappe erfolgen, die vorzugsweise um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Die Schwenkklappe kann so ausgebildet sein, dass diese in Schließstellung im wesentlichen den vorderen Eintrittsbereich der Abgriffsschachteinrichtung abdeckt. Die Schwenkklappe kann weiterhin so ausgebildet sein, dass diese in Offenstellung die Lufteinströmung in die Abgriffsschachteinrichtung leitblechartig unterstützt. Diese Abgriffsschachteinrichtung kann durch mehrere zusammengesetzte Schalensegmente gebildet sein. Die zur Lagerung der Schwenkklappeneinrichtung vorgesehenen Lagereinrichtungen und vorzugsweise auch ein Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme einer der Schwenkklappeneinrichtung zugeordneten Aktuatoreinrichtung ist vorzugsweise in die die Schachteinrichtung bildende Wandung integriert.
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Unter dem Begriff - Ziergitter - ist im vorliegenden Fall eine Gittereinrichtung zu verstehen, die im Fahrzeugfrontbereich zur luftdurchlässigen Abdeckung einer Lufteintrittsöffnung vorgesehen ist. Unter - polygonalen Durchgangsöffnungen - sind insbesondere nierenartig konturierte Durchgangsöffnungen zu verstehen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer oberen, hinter einer Ziergittereinrichtung anordbaren Abgriffsschachteinrichtung und einer darunterliegenden, unteren Abgriffsschachteinrichtung, wobei beide Abgriffschachteinrichtungen jeweils mit Drosselklappen ausgestattet sind, die um horizontale Achsen schwenkbewegbar sind;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorderwandstruktur, zur Aufnahme der Komponenten nach 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Vorderwandstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Aufnahme einer oberen und einer unteren Abgriffsschachteinrichtung;
- 4 eine obere Abgriffschachteinrichtung zur Verwendung in Verbindung mit der Vorderwandstruktur gemäß 3;
- 5 eine untere Abgriffschachteinrichtung zur Verwendung in Verbindung mit der Vorderwandstruktur gemäß 3;
- 6 eine untere Abgriffschachteinrichtung zur Abstimmung der Luftzuströmung zu einer linken Vorderachsbremseinrichtung;
- 7a eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Kühlerluftkastens mit integrierten Schwenkklappen zur Abstimmung des Kühlluftabgriffs;
- 7b eine Skizze zur Erläuterung weiterer konzeptioneller Merkmale des Kühlerluftkastens gemäß 7a;
- 8a eine Skizze zur Erläuterung der Anordnung der Abgriffsöffnungen der hinsichtlich des Luftdurchtritts erfindungsgemäß angesteuerten Abgriffskanäle;
- 8b eine Skizze zur Erläuterung des Fahrwindzulaufes auf den Frontbereich eines Kraftfahrzeuges;
- 9a eine Skizze zur Erläuterung der für den Luftabgriff ansteuerbaren übereinanderliegenden Abgriffszonen;
- 9b eine Skizze zur Erläuterung der für den Luftabgriff ansteuerbaren übereinander- und nebeneinanderliegenden Abgriffszonen;
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1 zeigt in Form einer perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung zur Abstimmung des Luftdurchsatzes durch im Fahrzeugfrontbereich eines Kraftfahrzeuges vorgesehene Eintrittsöffnungen. Die Vorrichtung umfasst eine obere Abgriffsschachteinrichtung 1 und eine untere Abgriffsschachteinrichtung 2. Die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 ist einer oberen, sich zwischen den Scheinwerfern eines entsprechenden Kraftfahrzeuges befindenden Luftabgriffszone zugeordnet. Die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 ist einer in vertikaler Richtung tiefer liegenden, sich im unteren Frontschürzenbereich erstreckenden unteren Luftabgriffszone zugeordnet. Die hier gezeigte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sowohl im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 als auch im Bereich der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 Stellmittel vorgesehen sind zur Abstimmung eines die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 bzw. eines die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 durchsetzenden Luftstromes unter Berücksichtigung des momentanen Fahrzeugbetriebszustands.
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Die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 ist im Hinblick auf die Konturierung der durch diese gebildeten Durchgangsschächte auf die Silhouette einer dieser Abgriffsschachteinrichtung vorgelagerten Ziergittereinrichtung (nicht dargestellt) abgestimmt. Sowohl hinsichtlich der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 als auch hinsichtlich der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 sind die in diesen Schachteinrichtungen jeweils vorgesehenen Stellmittel 3, 4 als Schwenkklappen ausgebildet. Diese Schwenkklappen sind derart schwenkbewegbar gelagert, dass diese um Schwenkachsen x1 ... x6 kippbar sind, die sich in Einbauposition dieser Vorrichtung im wesentlichen horizontal erstrecken.
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Sowohl die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 als auch die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 weist bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils drei Schwenkklappen 3, 4 auf, durch welche der gesamte durch die jeweilige Abgriffsschachteinrichtung umgriffene Durchtrittsquerschnitt absperrbar bzw. definiert verengbar ist.
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Die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 sowie die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 bilden Abschnitte eines hier aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Integralteiles. Dieses Integralteil umfasst einen Aufnahmeabschnitt 5 zur Aufnahme einer hier nicht näher dargestellten Aktuatoreinrichtung. Über diese Aktuatoreinrichtung können die Schwenklamellen 3, 4 nach Maßgabe eines auf einer Auswertung von Fahrzeugbetriebsparametern basierenden Auswertungsergebnisses geschwenkt werden, sodass hierbei die geforderten Durchtrittsquerschnitte erreicht werden.
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Es ist möglich, die Schwenkklappen 3 der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 und die Schwenkklappen 4 der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 derart kinematisch zu koppeln, dass diese gemeinsam und unter Nutzung einer gemeinsamen Aktuatoreinrichtung betätigbar sind. Die kinematische Koppelung kann derart bewerkstelligt sein, dass ein Öffnen der oberen Schwenkklappen 3 gegenüber einem Öffnen der unteren Schwenkklappen 4 phasenversetzt erfolgt. Insbesondere ist es möglich, die kinematische Koppelung der unteren Schwenkklappen 4 und der oberen Schwenkklappen 3 mit der Aktuatoreinrichtung derart zu bewerkstelligen, dass ein Öffnen der oberen Schwenkklappen 3 erst erfolgt, wenn die unteren Schwenkklappen 4 sich in Offenstellung befinden. Das Schließen der Schwenkklappen 3, 4 erfolgt demgemäss vorzugsweise derart, dass zunächst die Schwenkklappen 3 im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 geschlossen werden und erst anschließend die Schwenkklappen 4 der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2. Alternativ zu einer durch mechanische Übertragungsglieder bewerkstelligten kinematischen Koppelung der Schwenklamellen 3, 4 ist es auch möglich, für die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 und für die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 separate Aktuatoreinrichtungen vorzusehen, sodass diese Schwenkklappeneinrichtungen 3, 4 mechanisch entkoppelt und bedarfsweise unabhängig angesteuert werden können.
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In 2 ist eine Vorderwandstruktur dargestellt, die sich in Einbauposition in einem Kraftfahrzeug in einem Zwischenraum befindet, der zwischen einer Fahrzeugwärmetauschereinrichtungen (insbesondere einem Kühlwasser- und/oder Klimawärmetauscher) und dem Fahrzeugziergitter bzw. dem Fahrzeugstoßfänger definiert ist. Die dargestellte Vorderwandstruktur 7 ist hier aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial durch ein Spritzverfahren gefertigt. Es ist auch möglich, diese Vorderwandstruktur als Teil der Fahrzeugkarosserie auszubilden. Die Vorderwandstruktur 7 umfasst einen unteren Öffnungsabschnitt 2a und einen oberen Öffnungsabschnitt 1a. In diese Öffnungsabschnitte 1a, 2a sind die in 1 dargestellten Abgriffsschachteinrichtungen 1, 2 einsetzbar. Durch die Vorderwandstruktur wird in Verbindung mit den Abgriffsschachteinrichtungen eine Schott-Wand gebildet, durch welche die, bei Betrachtung des Fahrzeugs von vorne, hinter dieser Wand liegenden Komponenten, insbesondere Wärmetauscher, derart abgedeckt sind, dass die Kühlluftbeaufschlagung derselben über die Abgriffsschachteinrichtungen unter gleichzeitiger Abstimmung der Position des Kühlluftabgriffes abgestimmt werden kann.
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Die Vorderwandstruktur 7 umfasst einen oberen Querträger 8, der in Einbauposition an einem karosserieseitig vorgesehenen Fahrzeugquerholm abgestützt ist. Die Vorderwandstruktur 7 bildet als solche weitere Befestigungsabschnitte zur Abstützung der Vorderwandstruktur im Fahrzeug sowie zur Befestigung von weiteren Hilfskomponenten. Die der oberen Abgriffsschachteinrichtung zugeordnete Schachtöffnung 1a ist durch eine Vertikalstrebe 9 vertikal geteilt. Die untere Schachtöffnung 2a ist durch zwei, leitblechartig ausgebildete Horizontalstreben 10, 11 unterteilt. Durch diese Vertikalstreben 10, 11 wird weiterhin ein unterer Abschlusswandungsabschnitt 12 der Vorderwandstruktur 7 ausgesteift.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform der Vorderwandstruktur 7 dargestellt. Diese Vorderwandstruktur 7 umfasst, ähnlich wie die Ausführungsform nach 2, einen oberen Querträger 8 zur karosserieseitigen Befestigung der Vorderwandstruktur 7. Der Querträger 8 ist mit Durchbrechungen 14, 15 versehen zur Bereitstellung von Durchtrittsquerschnitten für Luftströme, die ggf. über eine hier nicht näher dargestellte und sich in Einbauposition hinter der Vorderwandstruktur 7 befindende Kühlwasserwärmetauschereinrichtung hinweg geführt sind.
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Die Vorderwandstruktur 7 bildet eine obere, linke Abgriffsschachtöffnung 1aL und eine rechte, obere Abgriffsschachtöffnung 1aR. Zwischen diesen beiden Schachtöffnungen 1aL, 1aR erstreckt sich eine kastenartige Holm-Struktur, die den oberen Querträger 8 mit einem Mittelwandbereich 16 der Vorderwandstruktur verbindet. Der Mittelwandbereich 16 umfasst einen sich in seinem Verlauf zu einem Kühlwasserwärmetauscher hin nach oben aufweitenden Wandungsabschnitt und mündet in seinem unteren Bereich in die zur Aufnahme der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 (5) vorgesehene Schachtöffnung 2a.
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Die untere Schachtöffnung 2a ist ähnlich wie die Vorderwandstruktur 7 gemäß 2 durch Vertikalstreben 10, 11 unterteilt (Abschnitte 2aL, 2aR). Durch diese Maßnahme wird der untere Querwandungsabschnitt 12 der Vorderwandstruktur 7 ausgesteift. Die Vorderwandstruktur 7 ist mit einer seitlichen Luftabgriffsöffnung 19 versehen, die einen Luftabgriff aus dem zwischen der Vorderwandstruktur 7 und einer dahinter liegenden Wärmetauschereinrichtung (nicht dargestellt) definierten Zwischenraum ermöglicht. Diese Abgriffsöffnung 19 dient vorzugsweise dem Abgriff der zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Ansaugluft. Es ist möglich, eine derartige Abgriffsöffnung 19 auch auf der linken Seite der Vorderwandstruktur 7 entsprechend auszubilden. Die Vorderwandstruktur 7 kann als solche einen mit einem Kühler gekoppelten Luftkasten bilden.
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In 4 ist eine obere, zur Verwendung in Verbindung mit der Vorderwandstruktur 7 gemäß 3 vorgesehene Abgriffsschachteinrichtung 1 dargestellt. Diese Abgriffsschachteinrichtung 1 umfasst ein Rahmenelement 20, das sich in Einbauposition der Abgriffsschachteinrichtung hinter einem Sichtziergitter des Kraftfahrzeugs befindet. Das Rahmenelement 20 bildet einen linken und einen rechten Luftdurchtrittsquerschnitt 20aL, 20aR, wobei diese Luftdurchtrittsquerschnitte in ihrer Umfangskontur im wesentlichen der Umfangskontur eines Luftdurchtrittsquerschnitts im Bereich des Sichtziergitters entsprechen. Das Rahmenelement 20 ist derart ausgebildet, dass dieses eine Wandung bereitstellt, die die entsprechenden Luftdurchtrittsquerschnitte 20aL, 20aR jeweils ringwandungsartig umgreift. Im Bereich der Luftdurchtrittsquerschnitte 20aL, 20aR sind mehrere, auch bei diesem Ausführungsbeispiel als Schwenkklappen 3 ausgebildete Stellmittel vorgesehen, durch welche der Luftdurchtrittsquerschnitt 20aL bzw. 20aR im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden freien Luftwegsquerschnitt einstellbar veränderbar ist. Die Ansteuerung der Schwenkklappen 3 erfolgt über eine Stelltriebeinrichtung, die Teil einer unter Einschluss der Rahmenstruktur 20 gebildeten Baueinheit bildet. Die hier gezeigte obere Abgriffsschachteinrichtung 1 kann an die in 3 dargestellte Vorderwandstruktur 7 von hinten derart angesetzt werden, dass die Luftdurchtrittsquerschnitte 20aL, 20aR mit den Querschnitten 1aL, 1aR übereinkommen. Die Fixierung dieser Abgriffsschachteinrichtung in der Vorderwandstruktur 7 kann über Schnapp-, Rast-, Steck- oder auch Schraubverbindungen erfolgen.
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5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine untere Abgriffsschachteinrichtung 2, wie sie insbesondere in Verbindung mit der in 3 dargestellten Vorderwandstruktur 7 bei einem Kraftfahrzeug zur Abstimmung des Luftstroms über, im unteren Frontschürzenbereich vorgesehene Abgriffsöffnungen Anwendung finden kann. Die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 umfasst, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, mehrere Schwenkklappen 4, die nach Maßgabe eines hier nicht näher dargestellten, insbesondere in dem Rahmenvorsprung 22 angeordneten Stelltriebs angesteuert werden können.
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Die Abgriffsschachteinrichtung 2 umfasst einen ringartig den Luftdurchtrittsbereich umschließenden Rahmen, in welchem die Schwenkklappen 4 schwenkbewegbar gelagert sind. Die Abgriffsschachteinrichtung 2 ist weiterhin mit Vertikalstreben 10a, 11a versehen, wobei durch diese Vertikalstreben 10a, 11a weitere Lagerabschnitte zur Lagerung der Schwenkklappen 4 bereitgestellt sind.
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In 6 ist eine Abgriffsschachteinrichtung zur Abstimmung der Luftzuströmung zu einer linken Vorderachsbremseinrichtung dargestellt. Diese Abgriffsschachteinrichtung 30 umfasst ein erstes Schalenelement 31 und ein zweites Schalenelement 32. Die Abgriffsschachteinrichtung ist mit einer Schwenkklappe 33 versehen, die um eine in Einbauposition im wesentlichen vertikal ausgerichtete Schwenkachse x7 kippbar ist. Über diese Schwenkklappe 33 kann der zwischen den Schalenelementen 31, 32 gebildete Kanal definiert eingeengt bzw. blockiert werden. Über diese Abgriffsschachteinrichtung wird es möglich, aus einem unteren Stoßfänger- oder Frontschürzenbereich einen Luftstrom abzugreifen und diesen gezielt in den Bereich thermisch höher belasteter Komponenten einer Vorderradaufhängung zu führen. Die Abgriffsschachteinrichtung kann so ausgebildet sein, dass der durch diese geführte und gerichtet abströmende Luftstrom in den Umgebungsbereich einer Bremszange oder auch insbesondere in den Nabenbereich einer innen belüfteten Bremsscheibe gelangt. Die Ansteuerung der Schwenkklappeneinrichtung 33 erfolgt über ein vorzugsweise in die Abgriffsschachteinrichtung integrierten Stelltrieb nach Maßgabe einer Steuereinrichtung. Es ist möglich, die Ansteuerung der Schwenkklappe derart abzustimmen, dass eine Kühlluftbeaufschlagung der Brems- bzw. Radaufhängungskomponenten erst erfolgt, wenn ein entsprechender Kühlbedarf vorliegt. Das Vorliegen des entsprechenden Kühlbedarfs kann über Wärmesensoren oder insbesondere auch auf Grundlage einer Errechnung der momentan an den Fahrzeugbremsen umgesetzten Bremsleistung, insbesondere auf Grundlage eines Kennfeldes, des Bremsdrucks, der Bremskraft sowie von Fading-Effekten und unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Kühlluftbeaufschlagung erst dann, wenn Bedarf nach einer gezielten Kühlluftzufuhr besteht. Es ist möglich, die Ansteuerung der Schwenkklappe 33 so zu bewerkstelligen, dass diese bei Betätigung der Fahrzeugbremse in eine Offenstellung schwenkt und damit während des Bremsvorgangs eine aktive Kühlluftbeaufschlagung der Bremskomponenten ermöglicht.
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7a zeigt einen Fahrzeugkühler 30 mit einem daran angesetzten und durch die Vorderwandstruktur 7 gebildeten Luftkasten. Der Luftkasten eine obere (geteilte) Abgriffsschachtstruktur und eine untere Abgriffsschachtstruktur 2. In diese Abgriffsschachtstrukturen 1, 2 sind Schwenkklappen 3, 4 eingeklipst. Hierzu können Nuten vorgesehen sein, die in einen erweiterten zylindrischen Lagerabschnitt enden. Diese Schwenkklappen 3, 4 sind über Aktuatoren 33, 34 ansteuerbar. Die Aktuatoren 33, 34 sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Druckdosen ausgebildet und an der Vorderwandstruktur 7 befestigt. Es ist auch möglich, zur endseitigen Lagerung der Schwenkklappen Zapfenelemente in die Klappen einzustecken. Es ist möglich, jeder Schwenkklappe einen eigenen Aktuator zuzordnen.
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Wie aus 7b ersichtlich, sind die Schwenkklappen 3, 4 in den jeweiligen Abgriffschachtstrukturen 1, 2 drehbar angeordnet. Die Schwenkklappen (siehe hierzu untere Schwenkklappen 4) können so ausgebildet sein, dass deren Schwenkachsen diese „mittig“ teilen. Es ist auch möglich, Die Schwenkklappen so auszubilden, dass deren Schwenkachsen zum Beaufschlagungskopf hin versetzt sind (obere Schwenkklappen 3). Über die Schwenkklappen 3, 4 kann der Hauptbeaufschlagungsort des Kühlwasserwärmetauschers 30 beeinflusst werden. Hierdurch kann weiterhin Einfluss auf das Wärmetauschverhalten genommen werden.
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8 veranschaulicht die Lage der dem Kühlluftabgriff dienenden Abgriffszonen im Bereich der Fahrzeugfront. Die oberen Abgriffszonen XOl, XOR befinden sich im Bereich eines Frontziergitters zwischen den Fahrzeugscheinwerfern SL, SR.
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Unterhalb der oberen Abgriffszonen befindet sich eine untere Hauptabgriffszone XUM die dem Kühlluftabgriff zur Beaufschlagung eines Kühlwasserwärmetauschers dient.
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Im Seitenbereich der unteren Hauptabgriffszone befinden sich untere Nebenabgriffszonen XUNOL, XUNOR, XUNUL und XUNUR. Die Nebenabgriffszonen XUNUL, XUNUR dienen dem gesteuerten Kühlluftabgriff für die Vorderachsbremsen. Die Nebenabgriffszonen XUNOL, XUNOR dienen dem gesteuerten Kühlluftabgriff für Nebenkühlaggregate wie beispielsweise Ölwärmetauscher, Ladeluftkühlern, Klimawärmetauschern oder dgl..
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Durch den Abgriff der Kühlluft aus diesen Zonen durch Kanalstrukturen mit darin ausgebildeten Stell- oder Drosselgliedern wird es möglich, wie in 8b angedeutet, einen Kühlluftzustrom in den Motorraum eines Fahrzeuges zu ermöglichen (Pfeilsymbole P1, P2), oder die anströmende Luft am Eintritt zu hindern und über das Fahrzeug seitlich oder nach oben abfließen zu lassen. Auch Zwischenzustände (Teileintritt) sind realisierbar.
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Wie in 9a angedeutet, kann das erfindungsgemäße Konzept zur Abstimmung des Luftabgriffs so realisiert werden, dass hier im wesentlichen der Luftabgriff über eine obere Zone XO und einer untere Zone XU abgestimmt wird. Die Abstimmung kann durch Schwenkklappen erfolgen, die um jeweils horizontale Achsen kippbar sind.
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Die Abstimmung kann jedoch auch wie in 9b angedeutet so erfolgen, dass mit Zunahme des Kühlluftbedarfes, die dem Abgriff dienenden Zone vom Zentrum aus allmählich erweitert wird. So ist es möglich, zunächst nur eine Abgriff aus der Zone XUM vorzunehmen. Dann die Zone XOZ hinzuzunehmen, und bei weiterem Kühlluftbedarf die Zonen XOR, XOL und abschließend die Zonen XUL, XUR hinzuzunehmen. Die in den jeweiligen Zonen vorgesehenen Schwenkklappen können so angeordnet sein, dass durch diese das Konzept der allmählichen Abgriffszonen Ausweitung unterstützt wird. (z.B. weiter außen liegenden Klappen werden später geöffnet, untere Klappen schenken beispielsweise links und rechts gegenläufig um vertikale Achsen).
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Vorzugsweise wird der Zusammenhang zwischen dem Kühlluftdurchsatz und der Widerstandsbeiwerstsänderung in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der ansteuerbaren Schwenkklappen für eine bestimmte Karosserieform konstruktionsspezifisch in Form eines Kennfeldes ermittelt. Auf Grundlage dieses Kennfeldes kann unter Berücksichtigung von Betriebsparametern eine für den Betrieb des Fahrzeuges verbrauchs- und emissionsoptimierte Ansteuerung der Schwenkklappen erfolgen.