-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugteilstruktur mit wenigstens einer Flügeleinrichtung zur Erzeugung wenigstens einer Unterströmung und wenigstens einer Oberströmung aus zuströmender Luft für die Abtriebverbesserung und mit wenigstens einer Luftleitvorrichtung zur Aufteilung der zuströmenden Luft.
-
Mit steigender Geschwindigkeit erfahren Kraftfahrzeuge aufgrund von Auftriebskräften eine ungünstig verringerte Bodenhaftung. Das kann insbesondere bei gewichtsoptimierten und sehr windschlüpfrig ausgestalteten Hochleistungsfahrzeugen und insbesondere Sportwagen zu kritischen Fahrsituationen führen. Daher sind solche Fahrzeuge zur Verbesserung des Fahrverhaltens häufig mit Flügeln und insbesondere mit Heckflügeln ausgestattet. Diese Flügel weisen eine aerodynamische Ausgestaltung auf, welche in der Art einer umgedrehten Tragfläche eines Flugzeugs den Abtrieb verbessert.
-
In der Regel wird versucht, solchen Flügeln eine möglichst große Menge an vorbeiströmender Luft zuzuführen, damit die gewünschte Verbesserung des Fahrverhaltens auftritt. Insbesondere soll an der gewölbten Unterseite des Flügels eine möglichst große Unterströmung zur Verfügung stehen, um den Abtrieb zu verstärken.
-
Daran ist allerdings problematisch, dass die am Fahrzeug vorbeiströmende Luft in der Regel auch für andere Zwecke als für die Unterströmung eingesetzt werden soll. Besonders vorteilhaft kann die Luftströmung beispielsweise zur Kühlung von Ladeluft eingesetzt werden.
-
Im Stand der Technik sind daher zum Beispiel Heckflügel bekannt geworden, welche auf einer Unterschale mit einer in Strömungsrichtung vorne liegenden Strömungskante montiert sind. Die Strömungskante teilt die zuströmende Luft in einen Anteil für die Unterströmung und in einen Anteil für die Ladeluftkühlung auf.
-
Nachteilig ist allerdings, dass mit zunehmender Geschwindigkeit nicht mehr die gewünschte Luftmenge für die Unterströmung bereitsteht. Solche Heckflügel bieten daher unter bestimmten Fahrbedingungen nicht die gewünschte Verbesserung des Fahrverhaltens.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugteilstruktur zur Verfügung zu stellen, welche eine günstige Aufteilung der zuströmenden Luft bei einem verbesserten Abtriebverhalten bietet.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugteilstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
-
Die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur umfasst wenigstens eine Flügeleinrichtung zur Erzeugung wenigstens einer Unterströmung und vorzugsweise wenigstens einer Oberströmung aus zuströmender Luft zur Verbesserung des Abtriebs. Die Fahrzeugteilstruktur umfasst wenigstens eine Luftleitvorrichtung zur Aufteilung der zuströmenden Luft in wenigstens einen Flügelluftstrom für die Unterströmung der Flügeleinrichtung und in wenigstens einen Teilluftstrom für wenigstens eine Fahrzeugkomponente. Dabei umfasst die Luftleitvorrichtung wenigstens ein anpassbares Luftleitelement. Dabei ist durch wenigstens eine Anpassung des Luftleitelementes ein Aufteilungsverhältnis von Flügelluftstrom und Teilluftstrom flexibel einstellbar.
-
Die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass wenigstens ein anpassbares Luftleitelement vorgesehen ist. Dadurch ist eine Aufteilung der zuströmenden Luft in den Flügelluftstrom und den Teilluftstrom möglich. Dabei kann das Aufteilungsverhältnis flexibel eingestellt werden.
-
Beispielsweise kann das Aufteilungsverhältnis so eingestellt werden, dass ein großer Anteil für den Flügelluftstrom zur Verfügung steht und somit ein besonders kräftiger Abtrieb erreicht wird. Da das Aufteilungsverhältnis flexibel einstellbar ist, kann bei Bedarf auch der Anteil für den Teilluftstrom erhöht werden und somit ein stärkerer Kühlluftstrom zur Verfügung gestellt werden. Die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur bietet somit eine Aufteilung der zuströmenden Luft bei einer erheblichen Verbesserung des Fahrverhaltens und insbesondere durch einen einstellbaren Abtrieb.
-
Die Flügeleinrichtung umfasst insbesondere wenigstens eine gewölbte Oberseite und wenigstens eine gewölbte Unterseite. Dabei ist die Unterseite insbesondere stärker gewölbt als die Oberseite, sodass ein Abtrieb erzeugbar ist. Zur Erzeugung der Unterströmung ist die Flügeleinrichtung insbesondere beabstandet von einer Karosserie eines Trägerfahrzeugs angeordnet. Die Flügeleinrichtung ist insbesondere quer zur Fahrtrichtung des Trägerfahrzeugs angeordnet.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine solche Flügeleinrichtung daher von Abrisskanten und anderen Luftleitelementen am Kraftfahrzeug zu unterscheiden. Solche Abrisskanten erzielen zwar ebenfalls einen aerodynamischen Effekt, jedoch nach einem völlig anderen physikalischen Prinzip als eine Flügeleinrichtung. Insbesondere werden Abrisskanten, im Gegensatz zu der Flügeleinrichtung, nicht vollständig von Luft umströmt und erzeugen daher keine den Abtrieb verbessernde Unterströmung aus der zuströmenden Luft.
-
Vorzugsweise umfasst die Luftleitvorrichtung wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung für das Luftleitelement. Das Luftleitelement ist insbesondere austauschbar an der Aufnahmeeinrichtung angeordnet, sodass das Aufteilungsverhältnis an eine zu erwartende Fahrsituation angepasst werden kann. Insbesondere sind die Aufnahmeeinrichtung und das Luftleitelement als zwei separate und voneinander lösbare Bauteile ausgebildet. Insbesondere sind die Aufnahmeeinrichtung und das Luftleitelement zerstörungsfrei lösbar miteinander verbindbar.
-
Die Aufnahmeeinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens eine Unterschale oder ist als eine solche ausgebildet. Die Unterschale dient vorzugsweise zur Anordnung der Flügeleinrichtung oder ist Teil der Flügeleinrichtung. Es ist möglich, dass die Luftleitvorrichtung austauschbar ausgebildet ist. Dabei ist möglich, dass das Luftleitelement durch den Austausch der gesamten Luftleitvorrichtung veränderbar bzw. austauschbar ist.
-
Ein Austausch des Luftleitelementes bietet eine besonders unaufwendige und effektive Anpassung, um das Aufteilungsverhältnis flexibel einzustellen. Besonders vorteilhaft ist auch, dass das Aufteilungsverhältnis an geänderte aerodynamische Bedingungen des Trägerfahrzeugs durch einen Austausch des Luftleitelementes angepasst werden kann.
-
Die Fahrzeugteilstruktur umfasst vorzugsweise wenigstens zwei gegeneinander austauschbare Luftleitelemente. Die Luftleitelemente unterscheiden sich dabei vorzugsweise bezüglich des Aufteilungsverhältnisses von Flügelluftstrom und Teilluftstrom. Insbesondere umfasst die Fahrzeugteilstruktur wenigstens eine Mehrzahl von unterschiedlichen und austauschbaren Luftleitelemente. Eine solche Fahrzeugteilstruktur bietet eine besonders flexible Anpassung des Aufteilungsverhältnisses.
-
Insbesondere weisen die gegeneinander austauschbaren Luftleitelemente unterschiedliche Anstellwinkel auf. Dabei ist insbesondere der Anstellwinkel gegenüber der zuströmenden Luft betroffen. Möglich ist auch, dass die austauschbaren Luftleitelemente in unterschiedlichen Winkeln zur Luftleitvorrichtung und/oder zur Flügeleinrichtung angeordnet sind. Das Luftleitelement kann auch zwei oder mehr Leitabschnitte umfassen, welche insbesondere einzeln austauschbar sind. Die Leitabschnitte weisen vorzugsweise unterschiedliche Anstellwinkel auf.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Luftleitelement verstellbar ausgebildet. Das ermöglicht eine flexible Einstellung des Aufteilungsverhältnisses, ohne dass das Luftleitelement ausgetauscht werden muss. Beispielsweise ist das Luftleitelement zur Verstellung wenigstens teilweise ausfahrbar und/oder einfahrbar und/oder drehbar und/oder bewegbar. Möglich ist auch, dass das Luftleitelement wenigstens abschnittsweise eine veränderbare Form und beispielsweise eine veränderbare Krümmung und/oder einen veränderbaren Radius aufweist. Dazu kann das Luftleitelement wenigstens abschnittsweise aus einem flexiblen Material gefertigt sein.
-
Das Luftleitelement kann auch zwei oder mehr Leitabschnitte umfassen, welche insbesondere einzeln verstellbar sind. Die Leitabschnitte sind vorzugsweise in unterschiedliche Anstellwinkel einstellbar.
-
Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Anstellwinkel des Luftleitelementes verstellbar ausgebildet. Der Anstellwinkel kann beispielsweise durch ein Verdrehen und/oder Verschwenken und/oder vorübergehendes Verformen des Luftleitelementes erfolgen. Eine Verstellung des Anstellwinkels bietet eine besonders wirksame Veränderung des Aufteilungsverhältnisses. So kann die Stellung des Luftleitelementes schnell und unaufwendig angepasst werden, um das Aufteilungsverhältnis optimal an sich verändernde Fahrsituationen anzupassen.
-
Insbesondere weist die Luftleitvorrichtung wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Luftleitelementes auf. Dabei ist das Luftleitelement insbesondere verstellbar und vorzugsweise verschwenkbar an der Aufnahmeeinrichtung angebunden. Es ist bevorzugt, dass das Luftleitelement wenigstens in Richtung der Flügeleinrichtung verschwenkbar ist. Vorzugsweise ist das Luftleitelement auch in Richtung wenigstens eines Strömungskanals für den Teilluftstrom verschwenkbar. Beispielsweise ist das Luftleitelement derart verschwenkbar, dass es sowohl in Richtung der Flügeleinrichtung als auch in Richtung des Strömungskanals für den Teilluftstrom verschwenkbar ist.
-
Die Schwenkachse zum Verschwenken verläuft insbesondere parallel zur Spannweite der Flügeleinrichtung. Die Schwenkachse ist insbesondere quer zur Strömungsrichtung der zuströmenden Luft angeordnet. Die Schwenkachse ist vorzugsweise auch quer zur Längsachse des Trägerfahrzeugs angeordnet.
-
Das Luftleitelement und die Aufnahmeeinrichtung sind vorzugsweise über wenigstens eine Scharniereinrichtung miteinander verbunden. Eine solche Scharniereinrichtung ermöglicht ein konstruktiv unaufwendiges und zugleich sehr zuverlässiges Verschwenken des Luftleitelementes an der Aufnahmeeinrichtung.
-
Es ist möglich, dass das Luftleitelement einteilig mit der Scharniereinrichtung verbunden ist. Dabei kann die Scharniereinrichtung durch wenigstens einen flexiblen Scharnierabschnitt des Luftleitelementes bereitgestellt werden. Es kann auch die Aufnahmeeinrichtung einteilig mit der Scharniereinrichtung verbunden sein. Dabei ist möglich, dass die Scharniereinrichtung durch wenigstens einen flexiblen Scharnierabschnitt der Aufnahmeeinrichtung bereitgestellt wird.
-
Beispielsweise ist der Scharnierabschnitt als wenigstens ein Filmscharnier ausgebildet. Beispielsweise ist das Luftleitelement als ein festes Bauteil mit einem flexiblen Scharnierabschnitt ausgebildet und über diesen verschenkbar an der Aufnahmeeinrichtung befestigt. Möglich ist auch, dass die Aufnahmeeinrichtung und das Luftleitelement einteilig miteinander verbunden sind. Dabei können das Luftleitelement und die Aufnahmeeinrichtung wenigstens einen flexiblen Scharnierabschnitt umfassen.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Luftleitelement aus wenigstens zwei unterschiedlich festen Werkstoffen gefertigt. Beispielsweise umfasst das Luftleitelement wenigstens eine Festkomponente und wenigstens eine Weichkomponente. Das Luftleitelement kann aus einem Zweikomponenten- oder Mehrkomponenten-Werkstoff gefertigt sein. Insbesondere ist das Luftleitelement als ein festes Bauteil mit wenigstens einer Weichkomponente ausgebildet. Dabei stellt die Weichkomponente insbesondere die Scharniereinrichtung und vorzugsweise den flexiblen Scharnierabschnitt zur Verfügung. Das ermöglicht zum einen eine stabile und zuverlässige Anbindung an die Aufnahmeeinrichtung und zugleich eine flexible und leichtgängige Verschwenkbarkeit.
-
Das Luftleitelement ist vorzugsweise flexibel ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Luftleitelement aus einem Gummimaterial gefertigt. Möglich ist auch, dass das Luftleitelement aus einem elastischen Werkstoff und beispielsweise aus einem Elastomerkunststoff und/oder einem gummiartigen Werkstoff gefertigt ist. Möglich ist auch ein anderer flexibler und/oder elastischer Werkstoff. Insbesondere ist das flexible Luftleitelement verformbar und insbesondere elastisch verformbar ausgebildet. Solche Ausgestaltungen haben den Vorteil, dass keine Scharniereinrichtung zum Verschwenken des Luftleitelementes benötigt wird. Besonders bevorzugt ist das flexible Luftleitelement derart verformbar, dass der Anstellwinkel des Luftleitelementes verstellbar ist. Das flexible Luftleitelement ist insbesondere an der Aufnahmeeinrichtung dauerhaft fest angebunden oder lösbar installiert.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Luftleitelement durch wenigstens eine Aktuatoreinrichtung anpassbar und insbesondere bewegbar. Vorzugsweise ist das Luftleitelement durch die Aktuatoreinrichtung verschwenkbar. Die Aktuatoreinrichtung umfasst insbesondere wenigstens einen motorischen Antrieb. Die Aktuatoreinrichtung kann elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbar sein. Eine solche Aktuatoreinrichtung hat den Vorteil, dass während der Fahrt das Verhältnis für die Aufteilung der zuströmenden Luft einstellbar ist.
-
Die Aktuatoreinrichtung ist insbesondere mit wenigstens einer Steuereinrichtung wirkverbunden. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, das Luftleitelement in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebszustandes des Trägerfahrzeugs mittels der Aktuatoreinrichtung einzustellen. Insbesondere ist das Luftleitelement in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs einstellbar. Möglich ist auch eine Einstellung in Abhängigkeit einer Motorauslastung und/oder einer Ladelufttemperatur und/oder anderer Kenngrößen für eine Fahrsituation des Trägerfahrzeugs. Die Steuereinrichtung und die Aktuatoreinrichtung sind insbesondere als ein adaptives System ausgebildet. Das bietet einem Fahrer eine komfortable Anpassung des Abtriebverhaltens je nach Fahrsituation bzw. Fahrverhalten.
-
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Fahrzeugkomponente wenigstens eine Ladeluftkühleinrichtung umfasst oder als eine solche ausgebildet ist. Dabei wird der Teilluftstrom insbesondere der Ladeluftkühleinrichtung als Kühlluft zugeführt. Eine solche Verwendung des Teilluftstroms ist besonders vorteilhaft bei Hochleistungsfahrzeugen mit Heckmotoren. Der Teilluftstrom kann auch zur Kühlung anderer Fahrzeugkomponenten eingesetzt werden. Möglich ist auch, dass der Teilluftstrom für andere Zwecke eingesetzt wird, beispielsweise zur Aufladung und/oder Kühlung eines Verbrennungsmotors.
-
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass die Fahrzeugteilstruktur als eine Heckflügelvorrichtung ausgebildet ist oder eine solche umfasst. Die Fahrzeugteilstruktur ist dabei insbesondere für ein Trägerfahrzeug mit einem im Heckbereich angeordneten Antriebsmotor vorgesehen. Die Heckflügelvorrichtung ist insbesondere als Spaltflügel mit wenigstens einer Unterschale ausgebildet. Die Unterschale stellt insbesondere die Aufnahmeeinrichtung für das Luftleitelement bereit. Die Flügeleinrichtung wird dabei insbesondere durch den Spaltflügel zur Verfügung gestellt. Die Luftleitvorrichtung kann in der Unterschale integriert sein.
-
Es ist möglich, dass die Heckflügelvorrichtung verstellbar ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Heckflügelvorrichtung einfahrbar bzw. ausfahrbar am Heck des Trägerfahrzeugs angeordnet. Es ist möglich, dass die Heckflügelvorrichtung zwei oder mehr Flügeleinrichtungen umfasst. Die Heckflügelvorrichtung kann mehrstöckig ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die Flügeleinrichtung wenigstens eine oder mehrere Klappen bzw. Flaps und/oder Abrisskanten umfasst.
-
An der Flügeleinrichtung und/oder der Unterschale und/oder der Luftleitvorrichtung können Abrisskanten und/oder Klappen zur Anpassung des Strömungsverhaltens angeordnet sein.
-
Das Luftleitelement ist insbesondere in Vorwärtsrichtung des Trägerfahrzeugs vor der Flügeleinrichtung beginnend angeordnet. Das ermöglicht eine besonders gute Aufteilung der zuströmenden Luft in Flügelstrom und Teilluftstrom. Möglich ist auch, dass die Flügeleinrichtung in Vorwärtsrichtung vor der Luftleitelement beginnend angeordnet ist. Insbesondere ist das Luftleitelement unterhalb der Flügeleinrichtung angeordnet.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche mit Bezug auf die beiliegenden Figuren im Folgenden erläutert werden.
-
Darin zeigt
-
1 eine schematische Darstellung einer an einem Trägerfahrzeug angebrachten erfindungsgemäßen Fahrzeugteilstruktur in einer perspektivischen, geschnittenen Ansicht;
-
2 eine stark schematische Darstellung einer Fahrzeugteilstruktur in einer geschnittenen Seitenansicht;
-
3 die Fahrzeugteilstruktur der 2 mit einem angepassten Luftleitelement;
-
4 eine weitere stark schematische Darstellung einer Fahrzeugteilstruktur in einer geschnittenen Seitenansicht;
-
5 die Fahrzeugteilstruktur der 4 mit einem angepassten Luftleitelement;
-
6 eine stark schematische Darstellung einer Luftleitvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht; und
-
7 eine weitere stark schematische Darstellung einer Luftleitvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht.
-
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur 1, welche hier an einem Trägerfahrzeug 100 montiert ist. Die Fahrzeugteilstruktur ist dabei in einer bevorzugten Ausgestaltung als Heckflügelvorrichtung 10 ausgebildet. Die Heckflügelvorrichtung 10 ist im Heckbereich des Trägerfahrzeugs 100 angeordnet. Von dem Trägerfahrzeug 100 ist hier zur besseren Übersichtlichkeit nur ein Heckbereich als Ausschnitt dargestellt. Als Trägerfahrzeug 100 ist beispielsweise ein Sportwagen mit Heckmotor vorgesehen. Das Trägerfahrzeug 100 kann auch mit einem Frontmotor oder einem Mittelmotor ausgestattet sein.
-
Die Heckflügelvorrichtung 10 dient hier zur Verbesserung des Fahrverhaltens des Trägerfahrzeugs 100. Dazu umfasst die Heckflügelvorrichtung 10 eine Flügeleinrichtung 2 zur Erzeugung einer Unterströmung und einer Oberströmung aus zuströmender Luft 12. Der Strömungsquerschnitt der Flügeleinrichtung 2 ist dabei so gewählt, dass die Unterströmung gegenüber der Oberströmung gezielt beschleunigt wird, sodass ein gewünschter Abtrieb erzeugt wird. Dadurch wird die Bodenhaftung des Trägerfahrzeugs 100 besonders bei hohen Geschwindigkeiten und bei Fahrsituationen im Grenzbereich verbessert.
-
Die Flügeleinrichtung 2 ist hier auf einer Unterschale 23 montiert und über diese an dem Trägerfahrzeug 100 befestigt. Die Unterströmung wird dabei zwischen der Unterseite der Flügeleinrichtung 2 und der Oberseite der Unterschale 23 entlang geführt.
-
Die Heckflügelvorrichtung 10 ist bevorzugt ein- und ausfahrbar am Trägerfahrzeug 100 befestigt. Beispielsweise wird die Heckflügelvorrichtung 10 in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 101 ein- und ausgefahren.
-
Die Heckflügelvorrichtung 10 umfasst hier eine Luftleitvorrichtung 3 zur Aufteilung der zuströmenden Luft 12. Dabei befindet sich an der der zuströmenden Luft 12 zugewandten Seite der Luftleitvorrichtung ein Luftleitelement 4. Durch das Luftleitelement 4 wird die zuströmende Luft 12 in einen Flügelluftstrom 22 und in einen Teilluftstrom 5 aufgeteilt. Zur Verdeutlichung der Aufteilung sind die Luftströme 5, 12, 22 hier durch entsprechende Pfeile stark schematisiert verdeutlicht.
-
Der Flügelluftstrom 22 strömt weiter zur Flügeleinrichtung 2 und wird dort insbesondere zur Erzeugung der Unterströmung eingesetzt. Der Teilluftstrom 5 wird hier durch die Luftleitvorrichtung 3 so abgelenkt, dass er zur Versorgung einer Fahrzeugkomponente 15 eingesetzt werden kann. Bei der hier gezeigten Heckflügelvorrichtung 10 wird der Teilluftstrom 5 durch wenigstens eine Öffnung in der Karosseriehaut zu einer als Ladeluftkühleinrichtung 25 ausgebildeten Fahrzeugkomponente 15 geführt. So kann die zuströmende Luft 12 durch die Aufteilung sowohl zur Verbesserung des Abtriebverhaltens als auch zur Kühlung der Ladeluftkühleinrichtung 25 eingesetzt werden.
-
Um das Aufteilungsverhältnis von Flügelluftstrom 22 und Teilluftstrom 5 flexibel einzustellen, ist das Luftleitelement 4 hier anpassbar ausgebildet. Dabei wird das Luftleitelement 4 so angepasst, dass über die Aufteilung der zuströmenden Luft 12 das Verhältnis von Abtriebverhalten zu Kühlverhalten flexibel angepasst werden kann.
-
Die Flügeleinrichtung 2 ist hier als ein Hohlkörper ausgebildet. Die Unterschale 23 und Teile der Luftleitvorrichtung 3 sind hier ebenfalls als Hohlkörper ausgebildet. Die Unterschale 23 stellt hier auch eine Aufnahmeeinrichtung 13 zur Anbindung des Luftleitelements 4 zur Verfügung.
-
In den 2 und 3 ist eine als Heckflügelvorrichtung 10 ausgebildete Fahrzeugteilstruktur 1 gezeigt. Dabei sind hier zwei gegeneinander austauschbare Luftleitelemente 4, 400 vorgesehen. Durch den Austausch kann das Aufteilungsverhältnis von Flügelluftstrom 22 und Teilluftstrom 5 flexibel angepasst werden. Dazu weisen die gegeneinander austauschbaren Luftleitelemente 4, 400 unterschiedliche Anstellwinkel 14 auf.
-
In der 2 ist ein Luftleitelement 4 mit einem steilen Anstellwinkel 14 gezeigt. Dadurch wird das Aufteilungsverhältnis so eingestellt, dass ein besonders großer Teil der zuströmenden Luft 12 als Teilluftstrom 5 der Ladeluftkühleinrichtung 25 zugeführt wird. Entsprechend wird nur ein geringer Anteil der zuströmenden Luft 12 als Flügelluftstrom 22 eingesetzt. Das hier gezeigte Luftleitelement 4 bietet somit einen erhöhten Luftdurchsatz zur Ladeluftkühleinrichtung 25, sodass das Abtriebverhalten zugunsten des Kühlverhaltens verringert wird.
-
In der 3 wurde das Luftleitelement 4 gegen ein anderes Luftleitelement 400 mit einem flacheren Anstellwinkel 14 ausgetauscht. Das Aufteilungsverhältnis der zuströmenden Luft 12 wurde hier somit zugunsten eines verbesserten Abtriebverhaltens eingestellt. Der flachere Anstellwinkel 14 führt einen besonders großen Anteil der zuströmenden Luft 12 als Flügelluftstrom 22 der Flügeleinrichtung 2 zur Erzeugung der Unterströmung zu.
-
Entsprechend kann die Heckflügelvorrichtung 10 weitere gegeneinander austauschbare Luftleitelemente 4 umfassen, sodass das jeweils gewünschte Aufteilungsverhältnis angepasst werden kann, um Abtriebverhalten und Kühlverhalten gezielt aufeinander abzustimmen.
-
Zum Austauschen der Luftleitelemente 4, 400 werden diese zum Beispiel von einer Aufnahmeeinrichtung 13 der Luftleitvorrichtung 3 gelöst. Nach Auswahl des gewünschten Luftleitelements 4, 400 wird dieses dann an der Aufnahmeeinrichtung 13 befestigt. Die Aufnahmeeinrichtung 13 ist hier in die Unterschale 23 integriert.
-
In den 4 und 5 ist eine Heckflügelvorrichtung 10 mit einem verstellbaren Luftleitelement 4 gezeigt. Durch die Verstellung des Luftleitelements 4 wird hier der Anstellwinkel 14 eingestellt, sodass die zuströmende Luft 12 in einem gewünschten Verhältnis aufgeteilt werden kann. Die Verstellung des Luftleitelements 4 geschieht hier über eine Aktuatoreinrichtung 7.
-
Die Aktuatoreinrichtung 7 ist mit einer Steuereinrichtung 17 wirkverbunden und bildet mit dieser ein adaptives System zur Einstellung des Luftleitelements 4 aus. Die Steuereinrichtung 17 ist beispielsweise im Trägerfahrzeug 100 oder auch in der Heckflügelvorrichtung 10 untergebracht. Ein adaptives System mit einer steuerbaren Aktuatoreinrichtung 7 ermöglicht eine flexible Einstellung des Aufteilungsverhältnisses zu einem gewünschten Zeitpunkt und ohne Vornahme von Montagearbeiten.
-
Beispielsweise kann das Luftleitelement 4 während der Fahrt über die Aktuatoreinrichtung 7 verstellt werden. So ist eine Einstellung des Aufteilungsverhältnisses je nach Fahrsituation bzw. Betriebspunkt des Trägerfahrzeugs 100 möglich. Beispielsweise kann bei hoher Geschwindigkeit oder in anderen Fahrsituationen in einem Grenzbereich ein besonders hoher Abtrieb eingestellt werden, um die Bodenhaftung zu verbessern. In Fahrsituationen, in denen beispielsweise eine sehr hohe Antriebsleistung gefordert ist, kann das Aufteilungsverhältnis zugunsten eines Teilluftstroms 5 für die Ladeluftkühleinrichtung 25 eingestellt werden. Es ist auch eine Einstellung möglich, bei der das Aufteilungsverhältnis von Teilluftstrom 5 und Flügelluftstrom 22 ausgeglichen ist.
-
Die Einstellung des Luftleitelements 4 kann selbstständig von der Steuereinrichtung 17 unter Berücksichtigung entsprechender Parameter für den Betriebszustand und/oder für eine Fahrsituation des Trägerfahrzeugs 100 vorgenommen werden. Dazu kann die Steuereinrichtung 17 beispielsweise andere Sensoreinrichtungen und/oder Steuereinrichtungen des Trägerfahrzeugs 100 abrufen. Möglich ist aber auch, dass eine Einstellung des Luftleitelements 4 in Abhängigkeit wenigstens einer Benutzervorwahl vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Fahrer über eine Bedieneinrichtung eine gewünschte Einstellung des Luftleitelements 4 vornehmen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Fahrer ein bestimmtes Fahrprogramm bzw. Betriebsprogramm auswählt und die Steuereinrichtung 17 das Luftleitelement 4 in Abhängigkeit des ausgewählten Programms ansteuert.
-
Das Luftleitelement 4 ist hier flexibel ausgebildet und beispielsweise aus einem Gummimaterial oder einem Elastomerkunststoff gefertigt. Das flexible Luftleitelement kann dann durch die Aktuatoreinrichtung 7 entsprechend verformt werden, sodass sich beispielsweise der Anstellwinkel 14 ändert. Dabei ist das flexible Luftleitelement insbesondere an der Aufnahmeeinrichtung 13 befestigt. In dem flexiblen Luftleitelement 4 ist beispielsweise eine Verstelleinrichtung und zum Beispiel ein Verstellgestänge angeordnet, welches über die Aktuatoreinrichtung 7 betätigt wird. Ein flexibles Luftleitelement 4 hat den Vorteil, dass aufgrund der Verformbarkeit auf eine bewegliche Anbindung an die Aufnahmeeinrichtung 13 verzichtet werden kann.
-
Die 6 zeigt eine stark schematisierte Luftleitvorrichtung 3 einer Fahrzeugteilstruktur 1. In der hier gezeigten Ausgestaltung ist das Luftleitelement 4 über eine Scharniereinrichtung 6 verschwenkbar an der Aufnahmeeinrichtung 13 befestigt. Durch eine solche Scharniereinrichtung 6 können Luftleitelement 4 und Aufnahmeeinrichtung 13 beispielsweise aus einem festen Material gefertigt sein.
-
Durch die Scharniereinrichtung 6 kann das Luftleitelement 4 dann gegenüber der Aufnahmeeinrichtung 13 zur Einstellung eines gewünschten Anstellwinkels verschwenkt werden. Dazu ist vorzugsweise eine Aktuatoreinrichtung 7 vorgesehen, welche hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist. Die hier gezeigte Luftleitvorrichtung 3 ist vorzugsweise wie mit Bezug zu den vorhergehenden Figuren beschrieben in einer Heckflügelvorrichtung 10 integriert.
-
Die 7 zeigt eine Luftleitvorrichtung 3 einer Fahrzeugteilstruktur 1, bei welcher die Scharniereinrichtung 6 als ein flexibler Scharnierabschnitt 16 ausgebildet ist. Durch den flexiblen Scharnierabschnitt 16 ist das Luftleitelement 4 verschwenkbar an der Aufnahmeeinrichtung 13 angebunden.
-
Der Scharnierabschnitt 16 wird z. B. von einer Weichkomponente 26 des Luftleitelements 4 bereitgestellt. Dazu ist das Luftleitelement 4 beispielsweise aus zwei oder mehr Komponenten gefertigt. Insbesondere ist das Luftleitelement 4 als ein festes Bauteil ausgebildet, in welches im Bereich des Scharnierabschnitts 16 eine Weichkomponente 26 eingebettet ist. Somit ist der Scharnierabschnitt 16 einteilig mit dem Luftleitelement 4 verbunden. Ein solches Luftleitelement 4 kann besonders unaufwendig hergestellt werden und bietet zugleich eine zuverlässige Verschwenkbarkeit gegenüber der Aufnahmeeinrichtung 13.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugteilstruktur
- 2
- Flügeleinrichtung
- 3
- Luftleitvorrichtung
- 4
- Luftleitelement
- 5
- Teilluftstrom
- 6
- Scharniereinrichtung
- 7
- Aktuatoreinrichtung
- 10
- Heckflügelvorrichtung
- 12
- zuströmende Luft
- 13
- Aufnahmeeinrichtung
- 14
- Anstellwinkel
- 15
- Fahrzeugkomponente
- 16
- Scharnierabschnitt
- 17
- Steuereinrichtung
- 22
- Flügelluftstrom
- 23
- Unterschale
- 25
- Ladeluftkühleinrichtung
- 26
- Weichkomponente
- 100
- Trägerfahrzeug
- 400
- Luftleitelement