DE102004034677B4

DE102004034677B4 - Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung

Info

Publication number: DE102004034677B4
Application number: DE102004034677.1A
Authority: DE
Inventors: Xaver Pfab; Holger Winkelmann; Mats Stefan Hillström; Hans Kerschbaum; Marc-Michael Markefka
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-07-17
Filing date: 2004-07-17
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2024-07-18
Also published as: DE102004034677A1

Abstract

Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) mit einem Luftleitprofil (3), das aus einer eingefahrenen Ruhestellung in eine ausgefahrene Wirkstellung verlagerbar ist, in der es einen erhöhten aerodynamischen Abtrieb erzeugt, und das aus der ausgefahrenen Wirkstellung in eine Bremsstellung verlagerbar ist, in der es einen zusätzlichen aerodynamischen Luftwiderstand zur Abbremsung des Personenkraftwagens verursacht, wobei die Strömungsleitvorrichtung (2) am - in Fahrtrichtung gesehen - hinteren Endbereich eines Dachs (1) des Personenkraftwagens angebracht ist, und das Luftleitprofil (3) in der Ruhestellung auf dem Fahrzeugdach (1) angeordnet ist und nicht oder nur unwesentlich über dieses nach hinten hinausragt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung .
Aus der DE 102 22 082 A1 ist eine Strömungsleitvorrichtung mit einem Luftleitprofil für einen Personenkraftwagen bekannt, die in bzw. an einer Heckklappe des Personenkraftwagens angeordnet ist. Das Luftleitprofil kann aus einer Ruhestellung in eine Gebrauchsstellung und aus dieser in eine Bremsstellung verlagert werden.
Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 38 37 730 A1 , der US 4 170 377 A und der DE 299 12 525 U1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung mit einem Luftleitprofil zu schaffen, die den Luftwiderstand des Personenkraftwagens reduziert, und bei der das Luftleitprofil in eine Bremsstellung verlagerbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist dazu die Strömungsleitvorrichtung am - in Fahrtrichtung gesehen - hinteren Endbereich eines Dachs des Personenkraftwagens angebracht. Die Anordnung der Strömungsleitvorrichtung am hinteren Endbereich des Dachs hat den Vorteil, dass sie sich in einem Bereich befindet, in dem die Luftströmung entlang des Fahrzeugs besonders stark ist. Dadurch lassen sich bereits mit einem relativ kleinen Luftleitprofil große Wirkungen erzielen. Ein auf einer Heckklappe einer Limousine angeordneter Heckspoiler dagegen befindet sich nicht direkt in der Hauptströmung oberhalb des Fahrzeugs, und muss daher entsprechend groß gestaltet werden, um vergleichbare Wirkungen erzielen zu können. Die Strömungsleitvorrichtung trägt in der Wirkstellung dazu bei, den Luftwiderstand des Personenkraftwagens zu reduzieren und so auch den Kraftstoffverbrauch zu senken. In der Bremsstellung dagegen erhöht die Strömungsleitvorrichtung den Luftwiderstand und den Abtrieb des Personenkraftwagens. Die Erhöhung des Luftwiderstands verzögert das Fahrzeug direkt, während die Erhöhung des Abtriebs die Wirkung der konventionellen Bremsen des Fahrzeugs steigert, da die Reifen so eine höhere Haftung aufweisen.
Dabei ist das Luftleitprofil in der Ruhestellung so auf dem Fahrzeugdach angeordnet, dass es nicht oder nur unwesentlich über das Fahrzeugdach nach hinten hinausragt. So beeinträchtigt die Strömungsleitvorrichtung das optische Erscheinungsbild des Fahrzeugs in der Ruhestellung höchstens geringfügig. Erst in der Wirkstellung ragt das Luftleitprofil günstigerweise über das Fahrzeugdach nach hinten hinaus und beeinflusst so die Luftströmung oberhalb des Fahrzeugdachs. Bevorzugt wird das Luftleitprofil erst ab einer definierten Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs aus der Ruhestellung in die Wirkstellung verlagert. Der Luftwiderstand nimmt exponentiell mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Die Wirkung des Luftleitprofils ist also bei niedrigen Geschwindigkeiten sehr gering, nimmt aber mit zunehmender Geschwindigkeit stark zu. Entsprechend kann das Luftleitprofil bei niedrigen Geschwindigkeiten in der Ruhestellung verbleiben, um das optische Erscheinungsbild des Fahrzeugs nicht unnötig zu beeinträchtigen. Bei Geschwindigkeiten über beispielsweise 80 km/h dagegen wird es in die Wirkstellung verlagert, da es ab dieser Mindestgeschwindigkeit eine deutliche Wirkung aufweist. Auch in der Bremsstellung kann das Luftleitprofil erst oberhalb der Mindestgeschwindigkeit nennenswert etwas zur Verzögerung des Fahrzeugs beitragen.
Bevorzugt lenkt das Luftleitprofil in der Wirkstellung während der Fahrt des Personenkraftwagens zumindest einen Teil der Luftströmung oberhalb des Fahrzeugdachs so ab, dass er über eine Heckscheibe des Fahrzeugs geleitet wird. Dadurch kann auf der Heckscheibe ein Luftkissen entstehen, sodass Schmutzpartikel sich während der Fahrt nicht auf der Heckscheibe ablagern können, und / oder der Luftstrom über der Heckscheibe trägt Schmutzpartikel, die sich bereits auf der Heckscheibe angesammelt haben, ab.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:

1 eine perspektivische Ansicht eines Personenkraftwagens von oben mit einem Luftleitprofil in einer Ruhestellung,
2 eine perspektivische Ansicht des Personenkraftwagens von 1 mit dem Luftleitprofil in der Wirkstellung und
3 eine perspektivische Ansicht des Personenkraftwagens von 1 mit dem Luftleitprofil in der Bremsstellung.

In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Personenkraftfahrzeug der Kombinations-Bauart dargestellt. Zu sehen ist ein Fahrzeugdach 1, an dessen - in Fahrtrichtung gesehen - hinterem Endbereich eine Strömungsleitvorrichtung 2 angebracht ist. Die Strömungsleitvorrichtung 2 weist ein Luftleitprofil 3 auf, das verlagerbar ist.
In 1 befindet sich das Luftleitprofil 3 in der Ruhestellung, in der es praktisch keinen Einfluss auf die Aerodynamik des Fahrzeugs hat. Das Luftleitprofil 3 liegt in einer Ebene in etwa parallel zum Fahrzeugdach 1 unmittelbar oberhalb des Fahrzeugdachs 1. Es schließt mit seiner Hinterkante annähernd bündig mit der Hinterkante des Fahrzeugdachs 1 ab. Die Strömungsleitvorrichtung 2 weist seitlich des Luftleitprofils 3 Verkleidungen 4 auf, die das Luftleitprofil 3 harmonisch einbinden, sodass die Strömungsleitvorrichtung 2 mit dem Luftleitprofil 3 in der Ruhestellung eine ähnliche Anmutung wie ein feststehender Dachspoiler hat.
Bei einer Geschwindigkeit des Personenkraftwagens ab 100 km/h wird das Luftleitprofil 3 aus der Ruhestellung fremdkraftbetätigt in die - in 2 dargestellte - Wirkstellung translatorisch verlagert. In der Wirkstellung ragt das Luftleitprofil 3 nach hinten über das Fahrzeugdach 1 hinaus. In dieser Stellung beeinflusst es die Aerodynamik des Fahrzeugs erheblich und senkt den Luftwiderstand. Die Aerodynamik spielt vor allem bei höheren Geschwindigkeiten über 100 km/h eine große Rolle. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten kann das Luftleitprofil 3 aus optischen Gründen in der Ruhestellung bleiben, da bei diesen Geschwindigkeiten die erzielbaren Effekte nur gering sind.
Wenn bei Geschwindigkeiten über 100 km/h eine Vollbremsung erkannt wird, wird das Luftleitprofil 3 aus der Wirkstellung fremdkraftbetätigt in die - in 3 dargestellte - Bremsstellung rotatorisch verlagert. Die Schwenkachse ist dazu im vorderen Endbereich des Luftleitprofils 3 angeordnet. In der Bremsstellung erhöht das Luftleitprofil 3 im Gegensatz zur Wirkstellung den aerodynamischen Widerstand des Personenkraftwagens. Dadurch erfährt das Fahrzeug eine zusätzliche Verzögerung. Zusätzlich reduziert das Luftleitprofil 3 in der Bremsstellung den aerodynamischen Auftrieb des Fahrzeugs an der Hinterachse, sodass die Reibung der Hinterräder auf der Fahrbahn erhöht wird. Auch dies unterstützt die Verzögerung, da so durch die Hinterräder höhere Bremskräfte übertragen werden können, ohne dass die Haftung der Hinterräder verloren gehen würde.
Die Effektivität der Strömungsleitvorrichtung 2 nimmt dabei exponentiell mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Bei einer Einplanung einer solchen Strömungsleitvorrichtung 2 an einem Fahrzeug muss gegenüber einem Fahrzeug ohne Strömungsleitvorrichtung 2 zusätzlicher Bauraum eingeplant werden.

Claims

Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) mit einem Luftleitprofil (3), das aus einer eingefahrenen Ruhestellung in eine ausgefahrene Wirkstellung verlagerbar ist, in der es einen erhöhten aerodynamischen Abtrieb erzeugt, und das aus der ausgefahrenen Wirkstellung in eine Bremsstellung verlagerbar ist, in der es einen zusätzlichen aerodynamischen Luftwiderstand zur Abbremsung des Personenkraftwagens verursacht, wobei die Strömungsleitvorrichtung (2) am - in Fahrtrichtung gesehen - hinteren Endbereich eines Dachs (1) des Personenkraftwagens angebracht ist, und das Luftleitprofil (3) in der Ruhestellung auf dem Fahrzeugdach (1) angeordnet ist und nicht oder nur unwesentlich über dieses nach hinten hinausragt.
Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitprofil (3) in der Wirkstellung über das Fahrzeugdach (1) nach hinten hinausragt.
Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitprofil (3) in der Wirkstellung während der Fahrt des Personenkraftwagens zumindest einen Teil der Luftströmung oberhalb des Fahrzeugdachs (1) so ablenkt, dass er über eine Heckscheibe des Fahrzeugs geleitet wird.
Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitprofil (3) translatorisch aus der Ruhestellung in die Wirkstellung verlagerbar ist.
Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitprofil (3) rotatorisch aus der Wirkstellung in die Bremsstellung verlagerbar ist.
Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse im vorderen Endbereich des Luftleitprofils (3) angeordnet ist.