Zusammenfassung
Kapitel 3 hat gezeigt: Die Fahrleistungen eines Personenwagens werden maßgeblich von dessen Luftwiderstand bestimmt. Das macht es unverzichtbar, dass bei einer Neuentwicklung der im Lastenheft festgeschriebene c W-Wert auch tatsächlich erreicht wird. Hieß es früher beim c W-Wert häufig nur „so niedrig wie möglich – und vom Design gerade noch hinnehmbar“, so geht es längst um die Erfüllung einer definitiven Vorgabe. Der Auftrieb des Fahrzeugs entlastet die Achsen und beeinflusst damit die Kraftübertragung zwischen Reifen und Fahrbahn. Hier gilt selbiges: Das Erreichen der Zielvorgaben für die Auftriebe, bezogen auf die Achsen, ist unerlässlich. Um an das Phänomen Luftwiderstand heranzuführen, sollen zunächst anhand Abb. 4.1 einige Körper gleicher Völligkeit verglichen werden, also Körper mit gleichem Verhältnis von Höhe h bzw. Durchmesser d des Körpers zu seiner Länge l. Für Pkw gilt h / l ≈ 0,3. Mit 0,5 > c W > 0,15 kann der Pkw zwischen dem Rotationskörper, für den c W ≈ 0,05 gilt, und dem längs angeströmten scharfkantigen Quader mit c W ≈ 0,9 eingeordnet werden.
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Notes
- 1.
Im Englischen „rating“ genannt.
- 2.
Bspw. in „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst“.
- 3.
Der Begriff „Schiebewinkel“ wurde aus der Flugzeugaerodynamik übernommen. „Anströmwinkel“ wurde nicht verwendet, da Verwechslungsgefahr mit dem Anstellwinkel begünstigt wird.
- 4.
Die Bezeichnung „Totwasser“ geht auf Helmholtz (1868) und Kirchhoff (1869) zurück. Deren Totwassermodell ging davon aus, dass innerhalb des Totwassers Ruhe herrscht. Erst später zeigte es sich, dass das nicht zutrifft, aber die Bezeichnung Totwasser wurde beibehalten.
- 5.
Das Rohrreibungsdiagramm wird auch als Moody-Diagramm bezeichnet, benannt nach dem US-amerikanischen Ingenieur Lewis Ferry Moody.
- 6.
Die Zusammenhänge wurden von Wiedemann in (Wiedemann 1986) ausführlich hergeleitet.
- 7.
Wie im übrigen auch der Rollwiderstand der Räder. Dieser resultiert aus der zur Radmittelebene unsymmetrischen Flächenpressung in der Reifen-Fahrbahn-Kontaktzone, s. hierzu Gerresheim (1974).
- 8.
In reibungsloser Strömung ergibt sich bei der Umströmung einer scharfen Kante (r = 0) c p = −∞.
- 9.
Bisher hat man sich von der Strömung im Totwasser ein anderes Bild gemacht, wie in früheren Auflagen dieses Buches beschrieben. Es wurde vermutet, dass sich im Totwasser zwei gegenläufige Wirbel formieren, deren Zirkulation als freie Wirbel nach hinter „abfließt“, dass sich also zwei Hufeisenwirbel bilden.
- 10.
Für b∕h P < 0,8 gehen Wirbel nur an den Seitenkanten ab. Die Vorstellung vom bogenförmigen Wirbel passt auch zu dem von Jenkins (2000) veröffentlichten Anstrichbild von einem Stufenheck. Die dort mit H5 gekennzeichneten Strukturen könnten die Fußabdrücke des Bogenwirbel sein.
- 11.
Der in Anlehnung an die Tragflächentheorie gern mit „Profilwiderstand“ bezeichnet wird.
- 12.
Messwerte, die Nouzawa et al. (1990) mitgeteilt haben, ließen sich nach diesem Schema überhaupt nicht ordnen.
- 13.
Die Achsskalierung „–c p“ im Diagramm ist zu beachten!
- 14.
Gelegentlich wird der Begriff „Aufplatzen“ verwendet, dieser soll hier aber weitestgehend vermieden werden.
- 15.
Solche Arbeiten werden auch als „aerodynamische Abstimmung“ bezeichnet.
- 16.
Dies ist der sogenannte Coanda-Effekt .
- 17.
Vgl. auch Howell et al. (2003), dort wird aber festgestellt, dass die Leistung zur Erzeugung des Luftstroms der Ausblasung den Gewinn an Leistung infolge des niedrigeren Widerstands übertrifft.
- 18.
Das Auftreten dieser Längswirbel war zur Zeit, als Ohtani et al. die Untersuchungen durchgeführt haben (1972), in der Fahrzeugaerodynamik nicht bekannt, wohl aber in der Tragflügelaerodynamik.
- 19.
Auch die Fahrzeugbreite b ist eine geeignete Bezugsgröße.
- 20.
Die Annahme eines mit der Kühlertiefe l 0,9K ansteigenden Wärmeübergangs ist als erste Näherung zu verstehen und kann aus Abb. 7.23 abgeleitet werden.
- 21.
Spoiler ist das englische Wort für Störer; der ursprüngliche Verlauf der Strömung wird gestört, um einen positiven Effekt zu erzielen.
- 22.
In Italien existierte bis vor einigen Jahren eine Gesetzesvorgabe, nach der alle zugelassenen Fahrzeuge eine Bodenfreiheit von 120 mm bei voller Zuladung einhalten mussten.
- 23.
Bei unveränderter Stirnfläche.
- 24.
Bei einer Geschwindigkeit, die auf den Autobahnen einiger europäischer Staaten für Gespanne durchaus zulässig ist.
- 25.
Die S-Klasse in der folgenden Abbildung fällt aus diesem Trend heraus; das liegt daran, dass das Modell von 1993 in seiner Größe vom Markt nur verhalten akzeptiert wurde, so dass der Nachfolger 1998 wieder etwas kleiner ausgelegt wurde.
- 26.
Offene Fenster bewirken nach Beobachtungen des Autors 20–30 Punkte c w-Anstieg.
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© 2013 Springer Fachmedien Wiesbaden
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Schütz, T., Krüger, L., Lentzen, M. (2013). Luftkräfte und deren Beeinflussung an Personenkraftwagen. In: Schütz, T. (eds) Hucho - Aerodynamik des Automobils. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2316-8_4
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Publisher Name: Springer Vieweg, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-8348-1919-2
Online ISBN: 978-3-8348-2316-8
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