DE102004034677B4 - Passenger car with a flow control device - Google Patents

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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.Passenger car with a flow guide device (2) with an air guide profile (3) which can be moved from a retracted rest position into an extended active position in which it generates increased aerodynamic downforce, and which can be moved from the extended active position into a braking position in which it causes additional aerodynamic drag for braking the passenger car, the flow control device (2) being attached to the rear end area of a roof (1) of the passenger car - viewed in the direction of travel - and the air guide profile (3) being arranged on the vehicle roof (1) in the rest position is and does not protrude or only slightly beyond this to the rear.

Description

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung .The invention relates to a passenger car with a flow control device.

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.From the DE 102 22 082 A1 a flow guide device with an air guide profile for a passenger car is known, which is arranged in or on a tailgate of the passenger car. The air guide profile can be shifted from a rest position to a position of use and from this to a braking position.

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.Further prior art is from DE 38 37 730 A1 , the U.S.A. 4,170,377 and the DE 299 12 525 U1 known.

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.The object of the invention is to create a passenger car with a flow control device with an air-guiding profile, which reduces the air resistance of the passenger car and in which the air-guiding profile can be shifted into a braking position.

Diese Aufgabe wird mit einem Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This problem is solved with a passenger car with a flow control device with the features of patent claim 1 .

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.According to the invention, the flow guide device is attached to the rear end area of a roof of the passenger car, viewed in the direction of travel. The arrangement of the flow guide device at the rear end area of the roof has the advantage that it is located in an area in which the air flow along the vehicle is particularly strong. As a result, great effects can already be achieved with a relatively small air guide profile. A rear spoiler arranged on a tailgate of a limousine, on the other hand, is not located directly in the main flow above the vehicle and must therefore be made correspondingly large in order to be able to achieve comparable effects. In the active position, the flow guide device contributes to reducing the air resistance of the passenger vehicle and thus also to lowering the fuel consumption. In the braking position, on the other hand, the flow control device increases the air resistance and the downforce of the passenger car. Increasing drag directly decelerates the vehicle, while increasing downforce increases the effectiveness of the vehicle's conventional brakes by giving the tires more grip.

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.In the rest position, the air guide profile is arranged on the vehicle roof in such a way that it does not protrude backwards or only slightly beyond the vehicle roof. In this way, the flow guide device affects the visual appearance of the vehicle at most only slightly in the rest position. Only in the operative position does the air-guiding profile advantageously protrude backwards beyond the vehicle roof and thus influence the air flow above the vehicle roof. The air-guiding profile is preferably only shifted from the rest position to the active position once the vehicle has reached a defined minimum speed. Drag increases exponentially with vehicle speed. The effect of the airfoil is therefore very small at low speeds, but increases sharply with increasing speed. Accordingly, the airfoil can remain in the rest position at low speeds in order not to unnecessarily impair the visual appearance of the vehicle. At speeds above 80 km/h, for example, it is shifted into the active position, since it has a clear effect from this minimum speed. Even in the braking position, the air-guiding profile can only make a significant contribution to decelerating the vehicle above the minimum speed.

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.In the active position, the air-guiding profile preferably deflects at least part of the air flow above the vehicle roof while the passenger vehicle is being driven in such a way that it is directed over a rear window of the vehicle. This can create an air cushion on the rear window so that dirt particles cannot settle on the rear window while driving, and/or the air flow over the rear window carries away dirt particles that have already accumulated on the rear window.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further advantageous configurations are the subject matter of dependent claims.

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.
The drawing shows an exemplary embodiment of the invention, on the basis of which the invention will be described in more detail below. The individual figures show in a schematic representation:
  • 1 a perspective view of a passenger car from above with an air guide profile in a rest position,
  • 2 a perspective view of the passenger car of 1 with the air guide profile in the active position and
  • 3 a perspective view of the passenger car of 1 with the air guide profile in the braking position.

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 the figures 1 , 2 and 3 a station wagon type passenger car is shown. A vehicle roof 1 can be seen, on the rear end region of which—seen in the direction of travel—a flow guide device 2 is attached. The flow guide device 2 has an air guide profile 3 that can be displaced.

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.In 1 the air guide profile 3 is in the rest position, in which it has practically no influence on the aerodynamics of the vehicle. The air guide profile 3 lies in a plane approximately parallel to the vehicle roof 1 directly above the vehicle roof 1. Its rear edge is approximately flush with the rear edge of the vehicle roof 1. The flow guide device 2 has panels 4 on the side of the air guide profile 3, which integrate the air guide profile 3 harmoniously, so that the flow guide device 2 with the air guide profile 3 in the rest position has an appearance similar to that of a fixed roof spoiler.

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.At a speed of the passenger car from 100 km/h, the air guide profile 3 is externally actuated from the rest position into the - in 2 shown - shifted translational active position. In the operative position, the air guide profile 3 protrudes backwards over the vehicle roof 1. In this position, it significantly affects the vehicle's aerodynamics and reduces drag. Aerodynamics play a major role, especially at higher speeds of over 100 km/h. At lower speeds, the air guide profile 3 can remain in the rest position for optical reasons, since the achievable effects are only small at these speeds.

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.If emergency braking is detected at speeds over 100 km/h, the air guide profile 3 is externally actuated from the active position to the - in 3 shown - braking position shifted rotationally. For this purpose, the pivot axis is arranged in the front end region of the air guide profile 3 . In the braking position, the air-guiding profile 3 increases the aerodynamic resistance of the passenger car in contrast to the active position. This causes the vehicle to experience additional deceleration. In addition, the air guide profile 3 reduces the aerodynamic lift of the vehicle on the rear axle in the braking position, so that the friction of the rear wheels on the road is increased. This also supports deceleration, since higher braking forces can be transmitted through the rear wheels without the rear wheels losing grip.

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.The effectiveness of the flow guide device 2 increases exponentially with the vehicle speed. When planning such a flow guide device 2 on a vehicle, additional installation space must be planned in comparison to a vehicle without a flow guide device 2 .

Claims (6)

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.Passenger car with a flow guide device (2) with an air guide profile (3) which can be moved from a retracted rest position into an extended active position in which it generates increased aerodynamic downforce, and which can be moved from the extended active position into a braking position in which it causes additional aerodynamic drag for braking the passenger car, the flow control device (2) being attached to the rear end area of a roof (1) of the passenger car - viewed in the direction of travel - and the air guide profile (3) being arranged on the vehicle roof (1) in the rest position is and does not protrude or only slightly beyond this to the rear. Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitprofil (3) in der Wirkstellung über das Fahrzeugdach (1) nach hinten hinausragt.Passenger cars with a flow control device (2). claim 1 , characterized in that the air guide profile (3) protrudes backwards in the operative position over the vehicle roof (1). 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.Passenger car with a flow guide device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the air guide profile (3) in the active position while the passenger car is moving deflects at least a part of the air flow above the vehicle roof (1) in such a way that it escapes over a rear window of the vehicle is directed. 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.Passenger car with a flow guide device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the air guide profile (3) can be displaced translationally from the rest position into the active position. 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.Passenger car with a flow guiding device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the air guiding profile (3) can be displaced in rotation from the active position into the braking position. Personenkraftwagen mit einer Strömungsleitvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse im vorderen Endbereich des Luftleitprofils (3) angeordnet ist.Passenger cars with a flow control device (2). claim 5 , characterized in that the pivot axis is arranged in the front end area of the air guide profile (3).
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