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2023 | OriginalPaper | Buchkapitel

4. Aerodynamische Kräfte und Momente an Straßenfahrzeugen

verfasst von : Thomas Schütz

Erschienen in: Hucho - Aerodynamik des Automobils

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Kap. 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 cW-Wert auch tatsächlich erreicht wird. Hieß es früher beim cW-Wert häufig nur „so niedrig wie möglich und vom Design gerade noch hinnehmbar“, so geht es längst um die Erfüllung einer klaren Zielvorgabe. Der Auftrieb des Fahrzeuges 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.

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Fußnoten
1
Im Englischen „rating“ genannt.
 
2
Bspw. in „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst“
 
3
Der Begriff „Schiebewinkel“ wurde ebenfalls aus der Flugzeugaerodynamik übernommen. „Anströmwinkel“ wurde nicht verwendet, da Verwechslungsgefahr mit dem Anstellwinkel begünstigt wird.
 
4
= ideale Strömung
 
5
= reale Strömung
 
6
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.
 
7
Das Rohrreibungsdiagramm wird auch als Moody-Diagramm bezeichnet, benannt nach dem US-amerikanischen Ingenieur Lewis Ferry Moody
 
8
Die Zusammenhänge wurden von Wiedemann in [1032] ausführlich hergeleitet
 
9
Wie im übrigen auch der Rollwiderstand der Räder. Dieser resultiert aus der zur Radmittelebene unsymmetrischen Flächenpressung in der Reifen-Fahrbahn-Kontaktzone, s. hierzu [317].
 
10
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, sodass der Nachfolger 1998 wieder etwas kleiner ausgelegt wurde.
 
11
Battery Electric Vehicle
 
12
Offene Fenster bewirken nach Beobachtungen des Autors 20 bis 30 Punkte cW-Anstieg
 
Literatur
76.
Zurück zum Zitat Beese, E.: Untersuchungen zum Einfluss der Reynolds-Zahl auf die aerodynamischen Beiwerte von Tragflügelprofilen in Bodennähe. Dissertation, Ruhr-Universität Bochum (1982) Beese, E.: Untersuchungen zum Einfluss der Reynolds-Zahl auf die aerodynamischen Beiwerte von Tragflügelprofilen in Bodennähe. Dissertation, Ruhr-Universität Bochum (1982)
457.
Zurück zum Zitat Hummel, D.: On the Vortex Formation Over a Slender Wing at large Angles of Incidence. AGARD CP – 247, 15 – 1 und 15 – 17 (1978) Hummel, D.: On the Vortex Formation Over a Slender Wing at large Angles of Incidence. AGARD CP – 247, 15 – 1 und 15 – 17 (1978)
587.
247.
Zurück zum Zitat Duell, E.G., George, A.R.: Experimental Study of a Ground Vehicle Body Unsteady Near Wake. SAE SP-1441, S. 197–208. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1999) Duell, E.G., George, A.R.: Experimental Study of a Ground Vehicle Body Unsteady Near Wake. SAE SP-1441, S. 197–208. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1999)
513.
Zurück zum Zitat Khalighi, B., Zhang, S., Koromilas, C., Balkanyi, S.R., Bernal, L.P., Iaccarino, G., Moin, P.: Experimental and Computational Studdy of Unsteady Wake Flow Behind a Bluff Body with a Drag Reduction Device. SAE SP-1600, S. 221–234. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2001) Khalighi, B., Zhang, S., Koromilas, C., Balkanyi, S.R., Bernal, L.P., Iaccarino, G., Moin, P.: Experimental and Computational Studdy of Unsteady Wake Flow Behind a Bluff Body with a Drag Reduction Device. SAE SP-1600, S. 221–234. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2001)
70.
Zurück zum Zitat Beauvais, F.N.: Aerodynamic Characteristics of a Car-Trailer Combination. SAE-Paper 670100. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1967) Beauvais, F.N.: Aerodynamic Characteristics of a Car-Trailer Combination. SAE-Paper 670100. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1967)
15.
Zurück zum Zitat Ahmed, S.R., Ramm, G., Faltin, G.: Some Salient Features of the Time-Averaged Ground Vehicle Wake. SAE-Paper 840300. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1984) Ahmed, S.R., Ramm, G., Faltin, G.: Some Salient Features of the Time-Averaged Ground Vehicle Wake. SAE-Paper 840300. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1984)
64.
Zurück zum Zitat Bearman, P.W.: Near wake flows behind two- an three-dimensional bluff bodies. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 69–71, 33–54 (1997)CrossRef Bearman, P.W.: Near wake flows behind two- an three-dimensional bluff bodies. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 69–71, 33–54 (1997)CrossRef
484.
Zurück zum Zitat Janssen, L.J., Hucho, W.-H.: The Effect of Various Parameters on the Aerodynamic Drag of Passenger Cars. Advances in Road Vehicle Aerodynamics. British Hydromechanical Association, Cranfield (1973) Janssen, L.J., Hucho, W.-H.: The Effect of Various Parameters on the Aerodynamic Drag of Passenger Cars. Advances in Road Vehicle Aerodynamics. British Hydromechanical Association, Cranfield (1973)
969.
Zurück zum Zitat Utz, H.-J.: Bestimmung der statistischen Verteilung der Anströmrichtung für Personenkraftwagen bei Autobahnfahrten in der Bundesrepublik Deutschland. Diplomarbeit, Universität Stuttgart (1982) Utz, H.-J.: Bestimmung der statistischen Verteilung der Anströmrichtung für Personenkraftwagen bei Autobahnfahrten in der Bundesrepublik Deutschland. Diplomarbeit, Universität Stuttgart (1982)
604.
Zurück zum Zitat Lindener, N., Miehling, H., Cogotti, A., Cogotti, F., Maffei, M.: Aeroacoustic Measurements in Turbulent Flow on the Road and in the Wind Tunnel. SAE Technical Paper Series 2007-01-1551. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2007) Lindener, N., Miehling, H., Cogotti, A., Cogotti, F., Maffei, M.: Aeroacoustic Measurements in Turbulent Flow on the Road and in the Wind Tunnel. SAE Technical Paper Series 2007-01-1551. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2007)
488.
Zurück zum Zitat Jessing, C.: Charakterisierung instationärer Anströmsituationen und Analyse ihrer Einflüsse auf die Fahrzeugaerodynamik. Dissertation Universität Stuttgart (2021) Jessing, C.: Charakterisierung instationärer Anströmsituationen und Analyse ihrer Einflüsse auf die Fahrzeugaerodynamik. Dissertation Universität Stuttgart (2021)
494.
Zurück zum Zitat Jungmann, J.: Eine experimentell validierte Methodik zur numerischen Simulation und Analyse des aerodynamischen und fahrdynamischen Verhaltens von Personenkraftwagen bei realitätsnaher, querdynamischer Fahrzeuganregung. Dissertation, Technische Universität Darmstadt (2020) Jungmann, J.: Eine experimentell validierte Methodik zur numerischen Simulation und Analyse des aerodynamischen und fahrdynamischen Verhaltens von Personenkraftwagen bei realitätsnaher, querdynamischer Fahrzeuganregung. Dissertation, Technische Universität Darmstadt (2020)
43.
Zurück zum Zitat Baker, C.J.: Measures to control vehicle movement at exposed sites during windy periods. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 25, 151–161 (1987). Elsevier Science Publishers B.V., AmsterdamCrossRef Baker, C.J.: Measures to control vehicle movement at exposed sites during windy periods. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 25, 151–161 (1987). Elsevier Science Publishers B.V., AmsterdamCrossRef
181.
Zurück zum Zitat Cogotti, A.: Flow-Field Surveys Behind Three Squareback Car Models Using a New Fourteen-Hole Probe. SAE-Paper 870243. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1987) Cogotti, A.: Flow-Field Surveys Behind Three Squareback Car Models Using a New Fourteen-Hole Probe. SAE-Paper 870243. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1987)
175.
Zurück zum Zitat Cogotti, A.: A Strategy for Optimum Surveys of Passenger-Car Flow Fields. SAE-Paper 890374. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1989) Cogotti, A.: A Strategy for Optimum Surveys of Passenger-Car Flow Fields. SAE-Paper 890374. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1989)
185.
Zurück zum Zitat Cogotti, A.: Prospects for Aerodynamic Research in the Pininfarina Wind Tunnel. Paper 905149, XXIII FISITA Congress, Torino (1990) Cogotti, A.: Prospects for Aerodynamic Research in the Pininfarina Wind Tunnel. Paper 905149, XXIII FISITA Congress, Torino (1990)
184.
Zurück zum Zitat Cogotti, A.: Generation of a controlled turbulent flow in an automobile wind tunnel and its effect on car aerodynamics and acoustics. In: Wiedemann, J., Hucho, W.-H. (Hrsg.) Progress in Vehicle Aerodynamics III – Unsteady Flow Effects, S. 150–176. Expert, Renningen (2004) Cogotti, A.: Generation of a controlled turbulent flow in an automobile wind tunnel and its effect on car aerodynamics and acoustics. In: Wiedemann, J., Hucho, W.-H. (Hrsg.) Progress in Vehicle Aerodynamics III – Unsteady Flow Effects, S. 150–176. Expert, Renningen (2004)
1025.
Zurück zum Zitat Wickern, G., Wagner, A., Zörner, C.: Induced Drag of Ground Vehicles and its Interaction with Ground Simulation. SAE-paper 2005-01-0872. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2005) Wickern, G., Wagner, A., Zörner, C.: Induced Drag of Ground Vehicles and its Interaction with Ground Simulation. SAE-paper 2005-01-0872. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2005)
440.
Zurück zum Zitat Hucho, W.-H. (Hrsg.): Aerodynamics of Road Vehicles, 4 Aufl.. SAE, Warrendale (1998) Hucho, W.-H. (Hrsg.): Aerodynamics of Road Vehicles, 4 Aufl.. SAE, Warrendale (1998)
899.
Zurück zum Zitat Soja, H., Wiedemann, J.: The interference between exterior and interior flow on road vehicles. Société des Ingénieurs de l’Automobile (S. I. A.). Journée d’etude: Dynamique du vehicule – Sécurité active, 101–105 (1987) Soja, H., Wiedemann, J.: The interference between exterior and interior flow on road vehicles. Société des Ingénieurs de l’Automobile (S. I. A.). Journée d’etude: Dynamique du vehicule – Sécurité active, 101–105 (1987)
130.
Zurück zum Zitat Buchheim, R., Deutenbach, K.-R., Lückoff, H.-J.: Necessity and Premises for Reducing the Aerodynamic Drag of Future Passenger Cars. SAE-Paper 810185. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1981) Buchheim, R., Deutenbach, K.-R., Lückoff, H.-J.: Necessity and Premises for Reducing the Aerodynamic Drag of Future Passenger Cars. SAE-Paper 810185. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (1981)
572.
Zurück zum Zitat Kuthada, T.: Die Optimierung von Pkw-Kühlluftführungssystemen unter dem Einfluss moderner Bodensimulationstechniken. Dissertation IVK Universität Stuttgart (2006) Kuthada, T.: Die Optimierung von Pkw-Kühlluftführungssystemen unter dem Einfluss moderner Bodensimulationstechniken. Dissertation IVK Universität Stuttgart (2006)
1032.
Zurück zum Zitat Wiedemann, J.: Optimierung der Kraftfahrzeugdurchströmung zur Steigerung des aerodynamischen Abtriebes. Automob. Z. 88(7/8), 429–431 (1986) Wiedemann, J.: Optimierung der Kraftfahrzeugdurchströmung zur Steigerung des aerodynamischen Abtriebes. Automob. Z. 88(7/8), 429–431 (1986)
758.
Zurück zum Zitat Potthoff, J.: The Aerodynamic Layout of UNICAR Research Vehicle. International Symposium on Vehicle Aerodynamics. VW AG, Wolfsburg (1982) Potthoff, J.: The Aerodynamic Layout of UNICAR Research Vehicle. International Symposium on Vehicle Aerodynamics. VW AG, Wolfsburg (1982)
874.
Zurück zum Zitat Schütz, T. (Hrsg.): Hucho – Aerodynamik des Automobils. ATZ/MTZ-Fachbuch, 6. Aufl. Springer Fachmedien, Wiesbaden (2013). ISBN: 13: 978-3834819192 Schütz, T. (Hrsg.): Hucho – Aerodynamik des Automobils. ATZ/MTZ-Fachbuch, 6. Aufl. Springer Fachmedien, Wiesbaden (2013). ISBN: 13: 978-3834819192
1003.
Zurück zum Zitat Wäschle, A.: Numerische und experimentelle Untersuchung des Einflusses von drehenden Rädern auf die Fahrzeugaerodynamik. Dissertation, Universität Stuttgart (2006) Wäschle, A.: Numerische und experimentelle Untersuchung des Einflusses von drehenden Rädern auf die Fahrzeugaerodynamik. Dissertation, Universität Stuttgart (2006)
317.
Zurück zum Zitat Gerresheim, M.: Experimenteller und theoretischer Beitrag zu Fragen des Reifenverhaltens. Dissertation, TU München (1974) Gerresheim, M.: Experimenteller und theoretischer Beitrag zu Fragen des Reifenverhaltens. Dissertation, TU München (1974)
944.
Zurück zum Zitat Tesch, G., Modlinger, F.: Die Aerodynamikfelge von BMW – Einfluss und Gestaltung von Rädern zur Minimierung von Fahrwiderständen. Tagung: Fahrzeug-Aerodynamik – Neue Chancen und Perspektiven für die Kraftfahrzeugaerodynamik durch CO2-Gesetzgebung und Energiewende. Haus der Technik, München (2012) Tesch, G., Modlinger, F.: Die Aerodynamikfelge von BMW – Einfluss und Gestaltung von Rädern zur Minimierung von Fahrwiderständen. Tagung: Fahrzeug-Aerodynamik – Neue Chancen und Perspektiven für die Kraftfahrzeugaerodynamik durch CO2-Gesetzgebung und Energiewende. Haus der Technik, München (2012)
606.
Zurück zum Zitat Link, A.: Analyse, Messung und Optimierung des aerodynamischen Ventilationswiderstands von Pkw-Rädern. Dissertation Universität Stuttgart. Springer Fachmedien, Wiesbaden (2018). ISBN: 978-3-658-22285-7 Link, A.: Analyse, Messung und Optimierung des aerodynamischen Ventilationswiderstands von Pkw-Rädern. Dissertation Universität Stuttgart. Springer Fachmedien, Wiesbaden (2018). ISBN: 978-3-658-22285-7
1029.
Zurück zum Zitat Wiedemann, J.: Aerodynamik I. Umdruck zur Vorlesung im Wintersemester 2008/2009. Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen, Universität Stuttgart (2008) Wiedemann, J.: Aerodynamik I. Umdruck zur Vorlesung im Wintersemester 2008/2009. Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen, Universität Stuttgart (2008)
246.
Zurück zum Zitat Dubs, F.: Aerodynamik der reinen Unterschallströmung, 5 Aufl.. Birkhäuser, Basel (1987)MATH Dubs, F.: Aerodynamik der reinen Unterschallströmung, 5 Aufl.. Birkhäuser, Basel (1987)MATH
833.
Zurück zum Zitat Schlichting, H.: Aerodynamische Untersuchungen an Kraftfahrzeugen. Hochschultag, Kassel (1953) Schlichting, H.: Aerodynamische Untersuchungen an Kraftfahrzeugen. Hochschultag, Kassel (1953)
445.
Zurück zum Zitat Hucho, W.-H.: Designing cars for low drag – state of the art and future potential. Int. J. Veh. Des. SP 3, 1–8 (1983) Hucho, W.-H.: Designing cars for low drag – state of the art and future potential. Int. J. Veh. Des. SP 3, 1–8 (1983)
443.
Zurück zum Zitat Hucho, W.-H. (Hrsg.): Aerodynamik des Automobils, 5 Aufl.. Vieweg + Teubner, Wiesbaden (2005). isbn:3-528-03959-0 Hucho, W.-H. (Hrsg.): Aerodynamik des Automobils, 5 Aufl.. Vieweg + Teubner, Wiesbaden (2005). isbn:3-528-03959-0
420.
Zurück zum Zitat Howell, J.: Shape Features Which Influence Crosswind Sensitivity. C466/036/93 IMechE (1993) Howell, J.: Shape Features Which Influence Crosswind Sensitivity. C466/036/93 IMechE (1993)
334.
Zurück zum Zitat Glück, H.-D.: Klassierung der cW-Werte von Pkw nach EADE-Daten (2004) Glück, H.-D.: Klassierung der cW-Werte von Pkw nach EADE-Daten (2004)
626.
Zurück zum Zitat MakePeace, C.: Compilation of drag coefficients from EADE data. Adam Opel AG, Rüsselsheim (1991) MakePeace, C.: Compilation of drag coefficients from EADE data. Adam Opel AG, Rüsselsheim (1991)
591.
Zurück zum Zitat Leyhausen, H.-J.: Die Meisterprüfung im Kfz-Handwerk, 13 Aufl.. Vogel, Würzburg (1993). isbn:3-8023-1504-9 Leyhausen, H.-J.: Die Meisterprüfung im Kfz-Handwerk, 13 Aufl.. Vogel, Würzburg (1993). isbn:3-8023-1504-9
877.
Zurück zum Zitat Schütz, T.: WLTP – on the increased importance of aerodynamics and impact on development procedures. In: Documentation Volume 1. 16th Stuttgart International Symposium, Stuttgart (2016) Schütz, T.: WLTP – on the increased importance of aerodynamics and impact on development procedures. In: Documentation Volume 1. 16th Stuttgart International Symposium, Stuttgart (2016)
561.
Zurück zum Zitat Krist, S., Mayer, J., Neuendorf, R.: Aerodynamik und Wärmehaushalt des neuen BMW 5er. ATZ extra. D 58922, 148–153 (2003) Krist, S., Mayer, J., Neuendorf, R.: Aerodynamik und Wärmehaushalt des neuen BMW 5er. ATZ extra. D 58922, 148–153 (2003)
879.
Zurück zum Zitat Schütz, T., Klußmann, R., Neuendorf, R.: Automobile Aerodynamik 2020. Automobiltechnische Zeitschrift, Ausgabe Nr.: 2016-12 (2016) Schütz, T., Klußmann, R., Neuendorf, R.: Automobile Aerodynamik 2020. Automobiltechnische Zeitschrift, Ausgabe Nr.: 2016-12 (2016)
875.
Zurück zum Zitat Schütz, T., Vollmer, H.: Some aspects on on-road aerodynamics. 11th FKFS conference, Progress in Vehicle Aerodynamics. Stuttgart (2017) Schütz, T., Vollmer, H.: Some aspects on on-road aerodynamics. 11th FKFS conference, Progress in Vehicle Aerodynamics. Stuttgart (2017)
287.
Zurück zum Zitat Fischer, O., Kuthada, T., Widdecke, N., Wiedemann, J.: CFD Investigations of Wind Tunnel Interference Effects. Vehicle Aerodynamics 2007, SAE-Paper 2007-01-1045. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2007) Fischer, O., Kuthada, T., Widdecke, N., Wiedemann, J.: CFD Investigations of Wind Tunnel Interference Effects. Vehicle Aerodynamics 2007, SAE-Paper 2007-01-1045. Society of Automotive Engineers (SAE), Warrendale (2007)
10.
Zurück zum Zitat Ahmed, S.R.: Influence of base slant on the wake structure and drag of road vehicles. Transactions of the ASME. J. Fluids Eng. 105, 429–434 (1984)CrossRef Ahmed, S.R.: Influence of base slant on the wake structure and drag of road vehicles. Transactions of the ASME. J. Fluids Eng. 105, 429–434 (1984)CrossRef
377.
Zurück zum Zitat Heft, A.I., Indinger, T., Adams, N.A.: Introduction of a New Realistic Generic Car Model for Aerodynamic Investigations. SAE-Paper No. 2012-01-0168 (2012) Heft, A.I., Indinger, T., Adams, N.A.: Introduction of a New Realistic Generic Car Model for Aerodynamic Investigations. SAE-Paper No. 2012-01-0168 (2012)
616.
Zurück zum Zitat Mack, S., Indinger, T., Adams, N.A., Blume, S, Unterlechner, P.: The interior design of a 40 % scaled DdrivAer body and first experimental results. In: Proceedings of the ASME Fluids Engineering Summer Meeting FEDSM 2012-72371, Puerto Rico, USA, (2012) Mack, S., Indinger, T., Adams, N.A., Blume, S, Unterlechner, P.: The interior design of a 40 % scaled DdrivAer body and first experimental results. In: Proceedings of the ASME Fluids Engineering Summer Meeting FEDSM 2012-72371, Puerto Rico, USA, (2012)
Metadaten
Titel
Aerodynamische Kräfte und Momente an Straßenfahrzeugen
verfasst von
Thomas Schütz
Copyright-Jahr
2023
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-35833-4_4

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