DE19630304B4

DE19630304B4 - Verfahren zur Prüfung des Schneeansaugverhaltens von Kraftfahrzeugen und Prüfvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE19630304B4
Application number: DE19630304A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. Koch; Günter Dipl.-Ing. Erlenkamp (FH)
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: FI973097A7; FI117215B; NO973078D0; FI973097A0; SE9702653D0; SE9702653L; NO319509B1; NO973078L; DE19630304A1; SE517642C2

Abstract

Verfahren zur Prüfung des Schneeansaugverhaltens von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Testobjekt (2) stationär auf einer Plattform (1) aufgestellt und gegenüber einer waagerechten Ebene ausgerichtet wird, das Testobjekt (2) so ausgerüstet wird, dass die in seiner inneren und äußeren Konfiguration bei Betrieb auftretenden Strömungsverhältnisse und Temperaturverhältnisse vorliegen, das Testobjekt (2) von in Fahrtrichtung vorn mit dem Strahl einer Schneekanone (3) bei einer Umgebungstemperatur unter 0°C über eine definierte Zeit angeblasen wird, wobei die Mitte des Düsenkranzes (5) der Schneekanone (3) auf gleicher Höhe wie das Zentrum des Testobjektes (2) steht und deren Strahl so ausgerichtet ist, dass die ausgeblasenen Schneekristalle vor dem Testobjekt (2) über den Boden der Plattform (1) streichen, und die im Testobjekt abgelagerte Menge der Schneekristalle aus der Schneekanone (3) gemessen und bewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung des Schneeansaugverhaltens von Kraftfahrzeugen sowie eine Prüfvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei jedem neuen Modell eines Kraftfahrzeuges ist neben anderen Untersuchungen festzustellen, wie sich die Funktionsteile, insbesondere der Luftansaugtrakt für Motor, Lüftung und Heizung bei Schneefall verhält. Dazu werden Schneeansaugversuche durchgeführt. Eine bekannte Methode besteht darin, daß ein Testfahrzeug auf einer mit trockenem frisch gefallenen Schnee bedeckten Fahrbahn in relativ geringem Abstand hinter einem anderen Fahrzeug in dessen aufgewirbelter Schneeschleppe mit ca. 50 bis 70 km/h über eine Strecke von ca. 30 km fährt. Die dabei in den Ansaugtrakten abgelagerte Schneemenge kann bewertet werden und ist ein Maß für das Schneeansaugverhalten des getesteten Kraftfahrzeuges.
Derartige Prüfungen sind relativ aufwendig und die Ergebnisse sind nur unzureichend reproduzierbar, da die Schneemenge, die Schneequalität, die Temperatur und die Windverhältnisse nicht bei jedem Versuch gleich sind. Es können auch nur fahrtüchtige Fahrzeuge getestet werden, bei denen der Entwicklungsprozeß weit fortgeschritten ist und aus dem Test ableitbare notwendige Änderungen am Fahrzeug großen Aufwand erfordern.
Nach DE 37 10 749 ist ein Prüfstand zur Simulation von Ablagerungen von in gasförmigen Medien enthaltenen Fremdstoffen an Funktionsteilen in Strömungssystemen, insbesondere in Luftansaugsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt, wobei das in einer Strömungsstrecke eine Prüfstrecke bildende Funktionsteil von einem stromauf in das Medium einbringbaren Fremdstoff beaufschlagt ist, das Funktionsteil selbst einen Teil der Prüfstrecke bildet und stromauf dieser Prüfstrecke durch Verbrennen von Azetylen Ruß als Fremdstoff in die Prüfstrecke eingebracht wird. Die Ablagerungen des Rußes lassen Rückschlüsse auf das Funktionsverhalten des Funktionsteiles zu. Ein solcher Prüfstand ist zwar zur Simulation der Ablagerung von staubartigen Feststoffen in Strömungssystemen geeignet. Zur Beurteilung von Schneeablagerungen und des Schneeansaugverhaltens von Kraftfahrzeugen eignet er sich jedoch nicht, da bei Schneeablagerungen auch die Besonderheiten des partiellen Festfrier- und Tauvorganges am Testobjekt zu berücksichtigen sind.
Mit US 4,799,390 ist eine Vorrichtung zum Testen des Verhaltens von selbst angetriebenen Fahrzeugen bei Schneewetter beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung besteht aus einem geschlossenen Windkanal, in dessen Luftkreislauf ein Kühlaggregat zum Kühlen der umlaufenden Luft unter den Gefrierpunkt von Wasser vorgesehen ist und der eine Testkammer aufweist, in welcher das zu prüfende Fahrzeug aufgestellt ist und von der gekühlten Luft angeblasen wird. Vor dem zu prüfenden Fahrzeug ist eine Einrichtung zum Zerstäuben von Wasser angebracht. Das in den kalten Luftstrom eingesprühte Wasser gelangt in gefrorenem Zustand auf das zu prüfende Fahrzeug und läßt so Rückschlüsse auf das Verhalten des Fahrzeuges bei Schneewetter zu.
Bei dieser Vorrichtung ist neben dem großen apparativen Aufwand von Nachteil, daß sich in dem erforderlichen geschlossenen Kreislauf des Windkanals die von der Wasserzerstäubungseinrichtung erzeugten Eispartikel an Luftumlenkeinrichtungen und am Gebläse des Windkanals festsetzen. Die reproduzierbare Prüfung eines Schneeansaugverhaltens am Fahrzeug wird damit erheblich erschwert.
Eine im Prinzip gleichartige Vorrichtung, wie vorab beschrieben, ist mit US 5,445,320 A bekannt gemacht. Hier sind in der Prüfkammer des Windkanals beidseits vor dem zu prüfenden Fahrzeug Schneekanonen aufgestellt.
Nachteilig ist auch hier neben dem großen apparativen Aufwand, daß die Ablagerung von Schnee an den Luftumleitungen und dem Gebläse des Windkanals die reproduzierbare Prüfung des Schneeansaugverhaltens am Fahrzeug erschweren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Prüfung des Schneeansaugverhaltens von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei dem gegenüber den bekannten Methoden mit geringem Aufwand reproduzierbare Ergebnisse erzielbar sind und mit dem auch nicht fahrbare Testobjekte geprüft werden können.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird der erste Teil dieser Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein solches Verfahren kann sowohl zur Beurteilung eines fahrbaren Fahrzeuges als auch eines nicht fahrbaren Testobjektes, z. B. eines Vorderbaues eines Fahrzeuges, herangezogen werden. Fahrversuche mit allen damit in Verbindung stehenden Unwägbarkeiten sind nicht erforderlich. Die Schneequalität ist durch die Einstellmöglichkeit an der Schneekanone in weiten Grenzen reproduzierbar. Die Bewertungsergebnisse entsprechen in hohem Maße sowohl beim Schneeansaugverhalten als auch hinsichtlich des Abtauverhaltens den realen Verhältnissen beim Fahren eines Kraftfahrzeuges in lockerem Schnee.
Als definierte Zeit haben sich 20 min je Test als sinnvoll herausgestellt.
Besonders gut reproduzierbare Ergebnisse lassen sich erreichen bei einer Umgebungstemperatur niedriger als –10°C, wobei das für die Schneekanone verwendete Wasser eine Temperatur von 0° bis 5°C aufweisen soll.
Eine Prüfvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus einer das Testobjekt in Funktionslage tragenden Plattform, einer in vorgesehener Fahrtrichtung des Testobjektes und von diesem in einem Abstand von 20 m bis 30 m angeordneten Schneekanone, die mit Mitte Düsenkranz auf einer gleichen Höhe wie das Zentrum des Testobjektes steht und deren Strahl so ausgerichtet ist, dass die ausgeblasenen Schneekristalle vor dem Testobjekt über den Boden der Plattform streichen, sowie aus Mitteln zum Abschirmen von seitlich einfallendem Wind.
Die Mittel zum Abschirmen von Wind bestehen vorteilhaft aus einem zeltartigen Tunnel im Bereich zwischen Schneekanone und Testobjekt, dessen Durchgangsrichtung mit der Strahlrichtung der Schneekanone übereinstimmt.
Die Mittel zum Abschirmen von Wind können jedoch auch von einer oder von zwei parallel zur Strahlrichtung der Schneekanone aufgestellten Wänden gebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend näher beschrieben, wobei eine Zeichnung die erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht zeigt.
Auf einer Plattform 1 in Form einer Rampe ist ein Testobjekt 2, nämlich ein Kraftfahrzeug, in Längs- und Querrichtung eben ausgerichtet befestigt. In einem Abstand a von 25 m ist vor dem Testobjekt 2 eine Schneekanone 3 so aufgestellt, dass die Mittellinie 4 des Düsenkranzes 5 auf das Zentrum des zu untersuchenden Testobjektes 2 trifft, wobei die Mittellinie 4 waagerecht und in Fahrtrichtung des Testobjektes 2 ausgerichtet ist. Durch eine Zuleitung 6 wird der Schneekanone 3 Wasser mit einer Temperatur zwischen 0° und 5°C zugeführt. Seitlichen Wind abschirmende Mittel 7, bestehend aus einem Zelt-Tunnel, dessen Wände parallel zu der Mittellinie 4 verlaufen und seitlich neben dem Testobjekt 2 angeordnet sind, erstrecken sich vom Bereich der Schneekanone 3 bis zu dem Testobjekt 2.
Die Prüfung des Schneeansaugverhaltens des Testobjektes 2 erfolgt bei einer Umgebungstemperatur, die –10°C oder niedriger ist, vorzugsweise an einer im freien errichteten Prüfvorrichtung.
Vor Beginn des Prüfverfahrens ist das Testobjekt 2 in einen Zustand zu bringen, der dem Betriebszustand nahekommt oder diesen simuliert. So soll die Ansauggeschwindigkeit im Motorraumtrakt eines Kraftfahrzeuges sowie der Staudruck im Ansaugbereich von Heizung- und Lüftung eines Kraftfahrzeuges den Werten entsprechen, wie sie bei einem realen Kraftfahrzeug gegeben sind. Diese Werte können selbstverständlich durch Hilfsgeräte, z. B. durch elektrisch betriebene Lüfter erzeugt werden. Da Schneeablagerungen auch von der am Testobjekt 2 real auftretenden Temperatur abhängig sind, ist erforderlichenfalls auch die an einem Kraftfahrzeug real auftretende Temperatur zu erzeugen, wobei auch veränderbare Temperaturbereiche, z. B. in Analogie zur Erwärmung eines startenden Fahrzeuges, durchmessen werden können.
Danach wird das Testobjekt 2 mit dem Strahl der Schneekanone über eine Zeit von 20 min angeblasen. Dabei sollen die Schneekristalle vor dem Testobjekt 2 über den Boden der Plattform 1 streichen. Die nach dieser Zeit am Testobjekt, z. B. im Rohluftteil eines Luftfilters und an der Filterpatrone des Ansaugtraktes einer im Kraftfahrzeug eingebautenm Brennkraftmaschine angesaugte bzw. festgesetzte Menge Schnee wird gewogen und kann so verglichen werden mit anderen Prüfergebnissen.
Als Testobjekt kann anstelle eines kompletten Kraftfahrzeuges auch nur dessen Vorderbau auf der Plattform aufgesetzt sein, wobei die vollständigen Aggregate nicht enthalten sein müssen. Es reicht aus, wenn die zu beurteilenden Aggregateteile in einer dem Betrieb analogen Art enthalten sind. So können innerhalb kurzer Zeit mehrere Prüfungen mit gut vergleichbaren Ergebnissen durchgeführt werden. Die Prüfungen sind unabhängig von Schneefall und geeigneten Straßen durchführbar. Die bei üblichen Straßenprüfungen bestehende Unfallgefahr entfällt.

Claims

Verfahren zur Prüfung des Schneeansaugverhaltens von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Testobjekt (2) stationär auf einer Plattform (1) aufgestellt und gegenüber einer waagerechten Ebene ausgerichtet wird, das Testobjekt (2) so ausgerüstet wird, dass die in seiner inneren und äußeren Konfiguration bei Betrieb auftretenden Strömungsverhältnisse und Temperaturverhältnisse vorliegen, das Testobjekt (2) von in Fahrtrichtung vorn mit dem Strahl einer Schneekanone (3) bei einer Umgebungstemperatur unter 0°C über eine definierte Zeit angeblasen wird, wobei die Mitte des Düsenkranzes (5) der Schneekanone (3) auf gleicher Höhe wie das Zentrum des Testobjektes (2) steht und deren Strahl so ausgerichtet ist, dass die ausgeblasenen Schneekristalle vor dem Testobjekt (2) über den Boden der Plattform (1) streichen, und die im Testobjekt abgelagerte Menge der Schneekristalle aus der Schneekanone (3) gemessen und bewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als definierte Zeit 20 min gelten.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur niedriger als –10°C ist und für die Schneekanone (3) Wasser mit einer Temperatur von 0°C bis 5°C eingesetzt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine das Testobjekt (2) in Funktionslage aufnehmende Plattform (1), einer in vorgesehener Fahrtrichtung des Testobjektes (2) und von diesem in einem Abstand (a) von 20 m bis 30 m angeordneten Schneekanone (3), sowie Mitteln (7) zum Abschirmen von seitlich einfallendem Wind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zum Abschirmen von Wind aus einem zeltartigen Tunnel im Bereich zwischen der Schneekanone (3) und dem Testobjekt (2) bestehen, wobei dessen Durchgangsrichtung mit der Strahlrichtung der Schneekanone (3) übereinstimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zum Abschirmen von Wind von einer oder von zwei parallel zur Strahlrichtung der Schneekanone (3) aufgestellten Wänden gebildet sind.