DE4429924A1

DE4429924A1 - Unterbodenstruktur für Automobile

Info

Publication number: DE4429924A1
Application number: DE4429924A
Authority: DE
Inventors: Moritsune Nakata; Masatoshi Aoki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2014-08-24
Also published as: US5513893A; DE4429924B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterboden-Struktur eines Automobils.

Es ist eine Unterboden-Struktur für ein Automobil bekannt, deren aerodynamische Charakteristik durch Abflachen des Unterbodens verbessert werden kann. Fig. 1 zeigt eine Drunteransicht dieser vorerwähnten Unterbodenstruktur. In der Figur ist ein Fahrzeugkörper 1 des Automobils und ein Unterbodenmittelbereich 3 erkennbar. Ein Bodentunnel 4 ist zentral im Mittelbereich 3 angeordnet und erstreckt sich von der Vorderseite des Fahrzeugkörpers 1 durchgehend bis zur Heckseite. In Richtung des Bodentunnels 4 bis zum heckseitigen Unterbodenabschnitt 6 sind ein Getriebe 5 eine Antriebswelle 8 und ein hinteres Differential 7 in dieser Reihenfolge angeordnet. Um die Unterseite eines Motorraums 10 so glatt wie möglich zu gestalten, wird eine untere Öffnung des Motorraums 10 durch eine flache Unterabdeckung 113 verschlossen, die begrenzt wird durch ein linkes Vorderradhaus 9, ein rechtes Vorderradhaus 10 und eine untere Spritzblechplatte 11, wodurch die Geschwindigkeit einer Luftströmung entlang des Unterbodens angehoben wird, um den Widerstand der Luft zu verringern und auch die Auftriebskraft zu senken.

Wird die Öffnung des Motorraums 10 durch die Unterabdeckung 113 geschlossen, dann kann die durch eine nicht gezeigten Radiator ausgestoßene, erhitzte Luft im Motorraum 10 gestaut werden. Dadurch werden Temperatur und Druck im Motorraum 10 ansteigen. In konsequenter Weise entfällt ein Großteil der Unterabdeckung 110 viele Lüftungsschlitze 113a zum Ablassen der im Motorraum 10 enthaltenen aufgeheizten Luft. Diese Unterbodenstruktur wird im JP-Gebrauchsmuster (Kokai) Nummer 60-105526, offenbart.

Bei dieser bekannten Unterbodenstruktur wird jedoch, da ein Luftstrom mit niedriger Strömungsrate, das heißt, eine langsame Luftströmung, von nahezu der gesamten Fläche der Unterabdeckung 113 durch die Lüftungsschlitze 113 abgelassen wird, ein Luftstrom mit hoher Strömungsrate, das heißt ein schneller Luftstrom, der von der Front des Fahrzeugkörpers 1 kommt, unterhalb der Unterabdeckung 113 durch die langsame Strömung verzögert, die aus den Lüftungsschlitzen 113 austritt. Es gibt daher eine Geschwindigkeitsverteilung für die Luftströme, die unter dem Unterbodenmittelbereich 3 und dem Heckunterbodenbereich 6 auftreten, wie sie mit U11, U12, U13 und U14 in Fig. 1 angedeutet ist, und bei der die Länge jedes dargestellten Pfeiles im wesentlichen mit der Geschwindigkeit jeder Strömung korrespondiert. Die Geschwindigkeitsverteilung deutet an, daß die Geschwindigkeit im Mittelbereich des Unterbodens in Richtung der Breite des Fahrzeuges verringert wird.

Wie bei Windkanalversuchen mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 120 km/h festgestellt wurde, ist die Geschwindigkeit des kühlenden Windes relativ gering im Bereich des Getriebes 5 und des hinteren Differentials 7, wobei diese beiden Komponenten sogenannte "wärmeabstrahlenden Teile" konstituieren, die unter dem Unterboden vorliegen, so daß sie nicht ausreichend abgekühlt werden. Im Gegenteil, da die schnelle Luftströmung, die unter den Seitenbereichen des Unterbodens zu beiden Seiten des Fahrzeuges auftritt, gegen die hinteren Räder 15 direkt anströmt, wird der Luftwiderstand um die hinteren Räder 15 angehoben. Weiterhin schafft diese Geschwindigkeitsverteilung ein Phänomen, durch das die Auftriebs- oder Hebekraft an den Hinterrädern 15 größer wird als die Auftriebskraft, die an den Vorderrädern 19 wirksam ist, so daß die Fahrstabilität aufgrund dieses Ungleichgewichtes beeinflußt wird.

Weiterhin wird im Falle einer Geschwindigkeitsverminderung und da die aus dem Motorraum 10 durch die Lüftungsschlitze 113a abströmende Luft in der Lage ist, im Bereich der Unterabdeckung 113 ohne nach hinten abzuströmen zu verweilen, die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß die vom Motorraum 10 abströmende, erhitzte Luft erneut in den Radiator eingesaugt wird.

Aufgrund der vorerwähnten Umstände um den vorerwähnten Luftwiderstand an den Rädern zu verringern und den Kühleffekt der Luftströmung an den wärmeabstrahlenden Komponenten unter dem Unterboden zu erhöhen, wurde bereits eine Unterbodenstruktur vorgeschlagen, bei der eine Unterabdeckung 113 verwendet wird, wie sie in Fig. 2 der JP- Patentanmeldung Nummer 4-138440 (noch nicht veröffentlicht) gezeigt wird.

Um einen Luftstrom zu steuern, der dort von einem vorderen, Hochdruckbereich des Fahrzeuges austritt, und auch um den anderen Luftstrom zu steuern, der unter der Unterabdeckung 213 passiert, wird ein Paar Leitkanäle 217 in der Unterbodenstruktur vorgesehen, die jeweils in einem hinteren Abschnitt der Unterbodenstruktur angeordnet sind und einen schmalen Teil 221 zwischen sich einschließen, der zwischen den Leitkanälen 217 verläuft, um den letztgenannten Luftstrom einzuengen.

Im Betrieb wird der zunächst erwähnte Luftstrom durch die Leitkanäle 217 verzögert und in zwei langsame Ströme U3 aufgeteilt, die zu den Hinterrädern 15 gerichtet sind, wie dies in den Fig. 3 und 4 gezeigt wird. Dadurch läßt sich der Luftwiderstand, der auf die hinteren Räder 15 einwirkt, im Vergleich mit dem Luftwiderstand bei Vorliegen schneller Luftströme verringern. Auf der anderen Seite wird der zweite erwähnte Luftstrom, der vom engen Teil 221 entlang der Mittellinie des Fahrzeuges verläuft, durch einen Drosseleffekt beschleunigt, und in einen schnellen Luftstrom U2 umgewandelt. Aufgrund dieses Luftstroms mit angehobener Geschwindigkeit ist es möglich, den Kühleffekt des Luftstroms an den wärmeerzeugenden Komponenten unterhalb des Unterbodens des Fahrzeuges zu verstärken.

Jedoch hat diese erläuterte Unterbodenstruktur weiterhin einige zu lösende Probleme.

Zunächst wird, wie es mit Pfeilen in Fig. 3 angedeutet ist, der von der Fahrzeugfront kommende Luftstrom durch Zwischenräumen zwischen den jeweiligen langsamen Strömen U3, die aus den Leitkanälen 217 austreten, und den Vorderrädern 19, gedrosselt. Dadurch wird der Luftstrom der durch diese Zwischenräume hindurchgeht, so beschleunigt, daß Bereiche C mit hoher Geschwindigkeit hinter den Vorderrädern 19 entstehen, so daß dort der Luftwiderstand angehoben wird, aufgrund der Unebenheiten des Fahrzeugbodens. Weiterhin wird, da dieser Luftstrom, der zum Kühlen der vorderen Bremseinrichtungen zweckmäßig wäre, seitlich vom Fahrzeug abströmt ohne die vorderen Bremseinheiten zu bestreichen, die Kühlwirkung dieses Luftstroms nicht zufriedenstellend zum Tragen kommen.

Ein weiterer Aspekt ist, daß in dem Bereich B, in dem ein durch den engen Teil 221 verengter rascher Strom U2 strömt, der Luftdruck (ein negativer Druck) angehoben oder abgebaut wird durch eine Diffusion der langsamen Ströme U3 in Bereichen A seitlich des Bereiches B. Aus diesem Grund läßt sich der rasche Luftstrom U2 nicht in der Nachbarschaft des hintenliegenden Differentials 7 einsetzen, das einer der wärmeabstrahlenden Teile ist, so daß das Differential 7 nicht ausreichend gekühlt werden kann.

Ein weiterer Aspekt besteht darin, daß der rasche Luftstrom U2 nach dem Durchgang durch den engen Teil 221 vom Getriebe 5 wegströmt, so wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, so daß dieser Luftstrom zum Kühlen der Seitenflächen des Getriebes 5 nicht ausreichend nutzbar ist, obwohl das Getriebe 5 ebenfalls eine wärmeabstrahlende Komponente wäre.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Unterbodenstruktur für ein Automobil zu schaffen, die in der Lage ist, den Luftwiderstand unter dem Fahrzeugboden durch Steuern der Luftströmung unterhalb des Bodens zu reduzieren und die Kühlleistung an wärmeabstrahlenden Teile des Fahrzeuges zu verbessern, wie der Bremseinrichtungen, der Getriebeeinheit, der Differentialeinheit und dergleichen.

Um das vorerwähnte Ziel zu erreichen, schlägt die Erfindung eine Unterbodenstruktur für ein Automobil vor, die aufweist:
eine Unterabdeckung zum Abschließen einer Unterseite einer Hochdrucksektion mit relativ hohem Druck gegenüber der Atmosphäre wie einem Motorraum, der in einem Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Unterabdeckung besteht aus:
einem Paar Auslaßteilen, die bezüglich einer Mittellinie des Automobils in symmetrischen Positionen angeordnet sind und mit der Hochdrucksektion kommunizieren, um aufgeheizte Luft in Richtung zu den hinteren Rädern des Automobils abzuführen,
einem engen Teil zwischen den Auslaßteilen zum Verengen eines Luftstroms, der von der Front des Automobils entlang einer Unterseite des Unterbodens strömt, um diesen Luftstrom in Richtung zu wärmeabstrahlenden Komponenten zu leiten, die unter dem Fahrzeugboden und hinter der Unterabdeckung vorliegen, und
aus wenigstens einer Einrichtung, die in einem hinteren Teil der Unterabdeckung vorgesehen ist;
Einrichtungen zum Steuern der aufgeheizten Luftströmung zum Unterdrücken eines Druckanstiegs des Luftstroms entlang des Automobilunterbodens;
Einrichtungen zum Führen des aus dem engen Teil ausströmenden Luftstroms zu einem höherliegenden Teil des Automobilunterbodens, und
Einrichtungen zum Verhindern einer Trennung oder Ablösung des von dem engen Teil ausgestoßenen Luftstroms von den wärmeabstrahlenden Komponenten.

Mit dieser Ausbildung der Unterbodenstruktur, wobei wenigstens eine der Steuereinrichtungen zum Steuern einer Strömungsrichtung der erhitzten Luft vorgesehen ist, mit der eine Druckanhebung des Luftstromes verhinderbar ist, der unter dem Fahrzeugboden und entlang der hinteren Sektion des Automobils strömt, wobei ferner die Leiteinrichtungen zum Führen des vom engen Teil ausgestoßenen Luftstroms die Richtung des Luftstroms nach oben ändern, und Schutzeinrichtungen zum Verhindern einer Ablösung des Luftstroms aus dem engen Teil von den wärmeabstrahlenden Teilen vorgesehen sind, ist es möglich, den Luftstrom unter dem Fahrzeugboden so zu steuern, daß der Luftwiderstand reduziert und die Kühlleistung für die wärmeabstrahlenden Teile verbessert werden, wie beispielsweise für die Bremseinrichtungen, das Getriebe und dergleichen.

In der vorerwähnten Ausführung ist, vorzugsweise, das Paar der luftausstoßenden Teile so geformt, daß ihre Auslässe zur Querseiten des Automobils gerichtet sind. Durch diese Anordnung wird ein Bereich vergrößert und zu den Außenseiten des Fahrzeugs verlagert, in dem langsame Luftströme vorherrschen. Damit ist verbunden, daß ein Bereich erheblich verkleinert wird, in dem rasche und hinter den Vorderrädern des Automobils strömende Luftströme vorliegen, so daß der Luftwiderstand unter einem Mittelbereich des Unterbodens des Fahrzeuges verringert werden kann. Schließlich ist, da die raschen Luftströme auf die vorderen Bremseinrichtungen treffen, deren Kühlung verbessert. Weiterhin wird, da der Bereich der langsamen Luftströme nach außen verlagert wird, ein rascher Luftstrom unterhalb der Mittellinie des Automobils so gestaltet, daß er sich bis zu einer hinteren Sektion des Fahrzeugs ohne Druckanhebung erstreckt. Dadurch wird die Kühlleistung für die wärmeabstrahlenden Teile gesteigert, die in dieser hinteren Sektion angeordnet sind, wie beispielsweise das Getriebe. In bevorzugter Weise ist das Paar der Auslaßteile mit geneigten Seitenwänden ausgestattet, die zu den Querseiten des Automobils geneigt sind und durch die die Strömungsrichtung der erhitzten, in den Auslaßteilen strömenden Luft zu den Querseiten weist. In der oben beschriebenen Ausbildung ist der Luftwiderstand unter dem Fahrzeugboden weiter vermindert und wird auch die Kühlleistung an den wärmeabstrahlenden Teilen wie dem hinteren Differential, den vorderen Bremseinrichtungen und dergleichen gesteigert, da die nach außen gerichtete Strömungstendenz der erhitzten Luft verstärkt ist.

In besonders vorteilhafter Weise ist das Paar der Auslaßteile mit Steuerflächen ausgestattet zum Richtungssteuern der Luftströmung von den Auslaßteilen zu den Querseiten des Automobils. Bei dieser Anordnung werden eine Verminderung des Luftwiderstandes und eine Erhöhung der Kühlleistung an den wärmeabstrahlenden Teilen des Fahrzeuges erreicht, da die nach außen gerichtete Tendenz der erhitzten Luft verstärkt ist.

Der enge Teil ist vorzugsweise an seinem hinteren Endbereich mit Führungsplatten versehen, die die Richtung des durch den engen Teil verengten Luftstroms nach oben verlagern. In konsequenter Weise wird die Geschwindigkeit der Luftströmung in der Nähe der wärmeabstrahlenden Teile oberhalb des Automobilbodens angehoben, so daß die Kühlleistungen an diesen Teilen gesteigert ist.

In der vorliegenden Erfindung sind zweckmäßigerweise die Führungsplatten wenigstens bei einem innen liegenden Rand in Breitenrichtung des Automobils mit einer Trennwand versehen, die sich in einer Strömungsrichtung eines Luftstroms erstreckt, der im engen Teil strömt, um einen nach oben strömenden Luftstromteil von dem anderen Luftstromteil zu trennen, der in seiner Strömungsrichtung abgeführt wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, in der Nähe der inneren Ränder der Führungsplatte das Entstehen von Wirbeln zu unterdrücken. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der Luftströmung, die unter den wärmeabstrahlenden Teilen erzeugt wird, gesteigert, so daß die Kühlleistung verbessert wird.

Erfindungsgemäß ist ferner vorzugsweise die Unterbodenstruktur mit wenigstens einem Verbindungsrohr ausgestattet, das einen Raum des Hochdruckbereiches benachbart zu den wärmeabstrahlenden Teilen mit einem anderen Raum verbindet, in dem der Luftdruck geringer ist als in dem ersten erwähnten Raum. Da der Druck in dem Raum benachbart den wärmeabstrahlenden Teilen aufgrund dieser Kommunikation vermindert wird, ist es möglich, die Tendenz des Luftstroms, der aus dem engen Teil auf die wärmeabstrahlenden Teile gerichtet ist, gezielt auf die wärmeabstrahlenden Teile zu richten, so daß sich diese wirksamer kühlen lassen.

Erfindungsgemäß ist ferner vorzugsweise der Fahrzeugboden mit einem Bodentunnel ausgestattet, der sich in nach vorne und nach hinten im Automobil erstreckt. Die Leiteinrichtungen umfassen eine zentrale Unterabdeckung, die hinter dem engen Teil angeordnet ist. Der Mittelabschnitt der Unterabdeckung besitzt einen Einlaßkanal zum Einlassen der Luftströmung, die aus dem engen Teil kommt und nach oben gerichtet ist. Während der Fahrt des Automobils wird aufgrund des Drosseleffektes in dem engen Teil ein relativ rascher Luftstrom erzeugt, der unter dem Fahrzeugboden von der Front des Fahrzeuges bis zum Heck des Fahrzeuges strömt. Dieser Strom, der mit relativ niedriger Temperatur strömt, da er Luft von außerhalb des Fahrzeuges enthält, bestreicht besonders das Getriebe und das Differential entlang der Mittellinie des Fahrzeuges, wodurch das Getriebe und das Differential sehr wirksam gekühlt werden. Weiterhin ist es möglich, den Kühleffekt an den wärmeabstrahlenden Teilen wie dem Differential zu verbessern, da der kühle Luftstrom durch die zentrale Unterabdeckung nach oben geleitet wird.

Erfindungsgemäß hat der Einlaßkanal eine Weite, die enger ist als eine Weite eines Auslasses des engen Teils. Da die Weite des Einlaßkanals geringer ist als die Weite des engen Teils, ist es möglich, den ganzen Einlaßkanal dem Luftstrom auszusetzen. Das gestattet es, den zuverlässig erzeugten Luftstrom für eine wirksame Kühlung an der oberen Seite des Differentials einzusetzen.

In bevorzugter Weise ist die zentrale Unterabdeckung so ausgebildet, daß ein Niveau eines vorderen Endteiles davon höher oder gleich hoch liegt wie das Niveau einer unteren Fläche eines Getriebes, das hinter dem Motor angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann der unterhalb des Getriebes strömende Luftstrom nicht durch die Anordnung der Unterabdeckung gestört werden, so daß seine durchgehende Kühlleistung aufrechterhalten bleibt.

Vorzugsweise ist eine untere Fläche des Getriebes bündig mit einer unteren Fläche der zentralen Unterabdeckung. Dadurch kann das vordere Ende der zentralen Unterabdeckung die Strömung der Luft unter dem Fahrzeugboden nicht störend beeinträchtigen.

Erfindungsgemäß ist der Einlaßkanal mit einer Konfiguration ausgebildet, die den Anforderungen der Vorschriften NACA (Natinal Advisory Committee for Aeronautics) entspricht. Mit dieser Konfiguration des Einlaßkanals wird der Luftstrom, der unter dem Fahrzeugboden von der Frontseite des Fahrzeugs bis zur Heckseite durchgehend strömt, wirksam nach oben geleitet.

Zweckmäßigerweise ist der Unterbodentunnel ein Tunnel, der zur Unterbringung einer Antriebswelle ausgebildet ist, mit der das Abgabedrehmoment des Motors übertragbar ist. Eine Abschirmung ist vorgesehen, um einen Teil der Antriebswelle zu umgeben, gegen den ansonsten die von der zentralen Unterabdeckung geleitete Luft trifft. Durch diese Ausbildung wird die Kühlleistung für das Differential weiter verbessert, da die in den Bodentunnel eintretende Luft nicht durch die Drehbewegung der Antriebswelle gestört wird.

Die erfindungsgemäße Unterbodenstruktur enthält ferner ein Verbindungsrohr zum Verbinden eines Raumteils des Motorraums mit einem Raum in der Nähe der Seitenflächen des Getriebes. Durch diese Ausbildung ist es möglich, ein Überströmen erhitzter Luft zum Differential zu verhindern, da die oberhalb des Motors erhitzte Luft zu den Räumen unter den Seiten des Getriebes durch das Verbindungsrohr geleitet wird. Die Kühlleistung für das Differential wird auf diese Weise verbessert. Eine Aufheizwirkung der aus dem Motorraum abgelassenen Luft für das Getriebe läßt sich dadurch beschränken.

Erfindungsgemäß ist schließlich der Einlaßkanal am hinteren Ende mit einem Luftleitglied ausgestattet, daß die Strömungsrichtung eines Luftstromes steuert, der durch den Einlaßkanal hindurchgeht. Dadurch und durch eine bestimmte Einstellung des Luftleitgliedes kann der Luftstrom so gesteuert werden, daß er auf die obere und die beiden Seitenflächen des Differentials gerichtet ist.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Unterbodenstruktur gemäß dem Stand der Technik mit einer Strömungsratenverteilung der Luftströme unter dem Boden eines Fahrzeugs,

Fig. 2 eine Perspektivansicht einer Unterabdeckung als Teil einer Unterbodenstruktur, wie sie in einer nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung enthalten ist,

Fig. 3 die Unterbodenstruktur mit der Unterabdeckung von Fig. 2 und einer Strömungsratenverteilung der Luftströme unterhalb der Struktur,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Motors und einer Unterabdeckung der Fig. 2, bei der die durchgehenden Luftströme angedeutet sind;

Fig. 5 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unterbodenstruktur mit der Strömungsratenverteilung der Luftströme unter den Bodenabschnitten eines Fahrzeuges,

Fig. 6 eine Perspektivansicht einer Unterabdeckung der ersten Ausführungsform der Unterbodenstruktur gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine Perspektivansicht einer Unterabdeckung mit Strömungsleitflächen in einer Unterbodenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 die Unterbodenstruktur mit der Strömungsratenverteilung der Luftströme für die zweite Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 eine Unterabdeckung einer Unterbodenstruktur in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung und den durchgehenden Luftströmen,

Fig. 10 eine Seitenansicht des Motors und der Unterabdeckung von Fig. 9, wobei die durchgehenden Luftströme gezeigt sind,

Fig. 11 eine Unterabdeckung einer Unterbodenstruktur einer vierten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit durchgehenden Luftströmen,

Fig. 12 eine Perspektivansicht der Unterabdeckung der dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung und der durchgehenden Luftströme,

Fig. 13 eine Frontansicht einer Unterbodenstruktur einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 eine Seitenansicht des Motors und der Unterbodenstruktur von Fig. 13 mit durchgehenden Luftströmen,

Fig. 15 eine Druntersicht einer Unterbodenstruktur einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16 eine konzeptionelle Seitenansicht der Unterbodenstruktur der sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 17 eine Perspektivansicht einer Motorunterabdeckung der Unterbodenstruktur der sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 18 eine Perspektivansicht einer zentralen Unterabdeckung der Unterbodenstruktur der sechsten Ausführungsform,

Fig. 19 Luftströme, die durch die Motorabdeckung gemäß Fig. 17 entstehen,

Fig. 20 eine Druntersicht zur Verdeutlichung der Luftströme, die unter dem Fahrzeugboden durch die Motorunterabdeckung von Fig. 17 strömen,

Fig. 21 die von der Unterabdeckung von Fig. 18 erzeugten Luftströme;

Fig. 22 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung von Luftströmen, die durch die zentrale Unterabdeckung von Fig. 18 unter dem Fahrzeugboden verlaufen,

Fig. 23 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Effektes der sechsten Ausführungsform in bezug auf die Öltemperatur und die Fahrzeuggeschwindigkeit,

Fig. 24 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Effektes der sechsten Ausführungsform in bezug auf die atmosphärische Temperatur,

Fig. 25 ein Diagramm zum Effekt der sechsten Ausführungsform in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit,

Fig. 26 eine konzeptionelle Seitenansicht einer Unterbodenstruktur einer siebten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 27 eine konzeptionelle Seitenansicht der Unterbodenstruktur der siebten Ausführungsform,

Fig. 28 eine konzeptionelle Seitenansicht der Unterbodenstruktur einer achten Ausführungsform,

Fig. 29 eine konzeptionelle Perspektivansicht der Unterbodenstruktur der achten Ausführungsform,

Fig. 30 eine konzeptionelle Seitenansicht einer Unterbodenstruktur einer neunten Ausführungsform;

Fig. 31 eine konzeptionelle Draufsicht auf die Unterbodenstruktur der neunten Ausführungsform,

Fig. 32 eine Perspektivansicht einer zentralen Unterabdeckung einer Unterbodenstruktur einer zehnten Ausführungsform, und

Fig. 33 eine Druntersicht der zentralen Unterabdeckung von Fig. 32.

Eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nun anhand der Fig. 5 und 6 erläutert. Es ist hervorzuheben, daß in diesen Figuren Elemente, die denen der Fig. 1 bis 4 entsprechen, mit den selben Bezugszeichen angedeutet sind.

Ein Fahrzeugbodentunnel, der in den Figuren nicht gezeigt ist, ist in einem Mittelbereich des zentralen Bodens 3 vorgesehen und erstreckt sich von einer Front eines Fahrzeugkörpers 1 bis zur Heckseite. In Durchgangsrichtung des Bodentunnels bis zu einem hinteren Bodenteil 6 sind ein Getriebe 5, eine Antriebswelle (nicht gezeigt) und ein hinteres Differential 7 in dieser Reihenfolge angeordnet, wobei das Getriebe und das Differential wärmeabstrahlende Teile oder Komponenten des Fahrzeuges sind. Eine flache Unterabdeckung 13 verschließt eine untere Öffnung eines Motorraumes 10, die durch linke und rechte Vorderradhäuser 9 und eine untere Spritzblechplatte 11 begrenzt ist. Im allgemeinen besteht die ebene Unterabdeckung 13 aus zweckmäßigem Unterbodenmaterial, wie aus harzhaltigem Material, einer Stahlblechplatte oder dergleichen.

Die Unterabdeckung 13 ist zwischen den linken und rechten Vorderradhäusern 9 mit einem Paar von Kanälen 17 ausgestattet, die als Auslaßteile oder Steuereinrichtungen angesprochen werden und die symmetrisch zur Mittellinie des Fahrzeuges angeordnet sind, um die Luft aus dem Motorraum 10 zu den hinteren Rädern 15 zu leiten. Jeder der Kanäle 17 ist so geformt, daß er sich nach unten neigt und von einer oberen Fläche der Unterabdeckung 13 allmählich absinkt, je näher er dem hinteren Ende der Unterabdeckung kommt, wie es die Fig. 6 zeigt. Weiterhin ist ein hinteres Ende 17a jedes Kanals 16 schräg derart abgeschnitten, daß der Auslaß des Kanals zu einer der beiden Querseiten des Automobils gerichtet ist. Zwischen den beiden Kanälen 17 ist ein enger Kanal 21 angeordnet, der einen unter der Unterabdeckung 13 durchgehenden Luftstrom verengt und zu den wärmeabstrahlenden Teilen unter dem Bodenmittelbereich 3 und dem hinteren Bodenbereich 6 (Fig. 1) leitet, zum Beispiel zum Getriebe 5 und dem hinteren Differential 7 oder dergleichen. Der enge Teil 21 hat eine Weite, die ca. einem Drittel des Abstandes zwischen den linken und rechten Vorderradhäusern 9 entspricht und im wesentlichen korrespondiert mit der Breite des Getriebes 5, das einen Aufheizpunkt gerade hinter dem engen Teil 21 definiert.

Die vorerwähnte Unterabdeckung 13 funktioniert wie folgt.

Da die hinteren Enden 17a der Kanäle 17 schräg abgeschnitten sind, so daß ihre Auslaßöffnungen zu den Seiten des Fahrzeugs gerichtet sind, werden die Strömungsrichtungen der langsamen Luftströme U3 weiter zur Außenseite des Fahrzeuges geleitet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und verglichen mit denen der vorerwähnten Unterbodenstruktur gemäß Fig. 3. Durch den seitlichen Ableiteffekt ist es möglich, die aeromechanische Aktion der langsamen Ströme U3 auf die raschen Ströme U2 zu verringern, die entlang der Mittellinie des Fahrzeuges strömen. Dadurch wird der rasche Strom U2, dessen Geschwindigkeit durch die langsamen Ströme U3 nicht beeinträchtigt wird, bis nach oben zu dem hinteren Differential geführt, ohne den Druck in der Strömung U2 um das hintere Differential 7 anzuheben, so daß der Bereich B der raschen Strömung U2 bis zum hinteren Ende des Differentials aufrechterhalten reicht.

Andererseits wird durch die Richtungsänderung der langsamen Ströme U3 nach außen erreicht, daß die Bereich A, die von den langsamen Strömungen U3 bestrichen werden, sich fast über die gesamte Fläche des Bodenmittelbereiches 3 erstrecken, so daß die früher vorliegenden Bereiche C (Fig. 3), in denen die raschen Strömungen U1 hinter den Vorderrädern 19 wirksam waren, erheblich reduziert werden. Dadurch wird der Luftwiderstand unter dem Unterboden in den Bereichen um den Bodenmittelbereich 3 vermindert.

Weiterhin werden die früher auftretenden raschen Strömungen U1 zwischen den jeweiligen Kanälen 17 und den Vorderrädern 19 in Fig. 3 geändert in Strömungen U4, die direkt die Bremseinrichtungen an den Innenseiten der Vorderräder 19 bestreichen, da die Bereiche A, die mit den langsamen Strömungen U3 bestrichen werden, ausgedehnt sind. Auf diese Weise haben die Strömungen ein verbessertes Kühlvermögen an den vorderen Bremseinrichtungen.

Da bei der ersten Ausführungsform der Erfindung die hinteren Enden 17a durch eine schräg abgeschnittene Form zu den Fahrzeugseiten weisen, werden die Bereiche A zu den Außenseiten des Fahrzeuges vergrößert, entlang denen die langsamen Luftströme U3 verlaufen. Im Zusammenhang damit werden die Bereich C hinter den Vorderrädern 19 erheblich reduziert, entlang denen die schnellen Strömungen U1 verlaufen, so daß der Luftwiderstand unter dem Unterboden in den Bereichen der hohlen Mittelabschnitte 3 vermindert wird. Weiterhin haben die Strömungen eine bessere Kühlleistung an dem hinteren Differential 7, da die schnellen Strömungen U2 nach oben bis zu dem hinteren Differential 7 reichen, ohne den Druck zu erhöhen oder zu ändern, und zwar den negativen Druck. Da die schnellen Strömungen U1 in die Nachbarschaft der vorderen Bremseinrichtungen eingeführt werden, haben auch sie eine verbesserte Kühlleistung an den vorderen Bremseinrichtungen.

Nachfolgend wird die zweite erfindungsgemäße Ausführungsform unter bezug auf Fig. 7 erläutert. Die Unterschiede zwischen den Kanälen 17 dieser Ausführungsform und den Kanälen 17 der vorigen Ausführungsform sind wie folgt. Gemäß Fig. 7 ist jeder Kanal 17 mit einem Auslaß versehen, wobei die Auslässe mit gegensinnig schräg gestellten Seitenwänden ausgestattet sind, die gegen die Querseiten des Automobils gerichtet werden. Weiterhin ist jeder Kanal 27 zwischen den Seitenwänden 27b mit Steuer- oder Leitflächen 27c in Form von Finnen ausgestattet, die die Luftströme regulieren, welche durch die Kanäle 27 hindurchgehen, um die Richtungstendenz der Luftströme zu den Außenseiten des Fahrzeuges und dem hinteren Bereich des Fahrzeuges zu verstärken. Mit der vorerwähnten Anordnung wird ein gerichteter Verlauf der zu den Außenseiten verlaufenden Luftströme im Vergleich mit denen bei der ersten Ausführungsform erzwungen. Daraus resultiert, daß, wie in Fig. 8 gezeigt, jeder der Bereiche A vergrößert ist im Vergleich mit den Bereichen A der ersten Ausführungsform, wobei ,jeder dieser vergrößerten Bereiche A von einem langsamen Luftstrom U3 bestrichen wird.

Auf diese Weise wird bei der zweiten Ausführungsform, und da die Seitenwände 27b zum Entwickeln der nach außen gerichteten Strömungstendenz der Luftströme schräg gestellt sind, der Luftwiderstand unterhalb des Bodens weiter verringert, während die Kühlleistung an dem Getriebe 5 und dem hinteren Differential 7 und dergleichen weiter verbessert wird im Vergleich zur Kühlleistung bei der ersten Ausführungsform. Vorausgesetzt, daß die Steuerleitflächen 27c im Auslaß jedes Kanals 27 befestigt sind, wird aufgrund des regulierenden Einflusses der gerichtete Anteil der Luftströmung ideal, so daß sich der Luftwiderstand verringert und die Kühlleistung an den wärmeabstrahlenden Teilen des Fahrzeuges erhöht. Bei einer modifizierten Bauweise werden die vorerwähnten Strömungsleitflächen 27c an den schrägen hinteren Enden 17a (Fig. 6) der Kanäle der ersten Ausführungsform befestigt. In diesem Fall ist zu erwarten, daß die zwangsweise Führung der nach außen gerichteten Strömungsanteile aus den Kanälen 17 noch weiter verstärkt wird.

Nachfolgend wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 erläutert. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 9 ist ein Paar Führungsplatten 21 oder Führungseinrichtungen am hinteren Ende des engen Teils 21 befestigt, um die durch den Teil 21 verengte Luftströmung im Fahrzeug nach oben zu leiten. In Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken sich die Führungsplatten 21a über eine Länge, ausgenommen die Breite des Getriebes 5, um bis zu den äußeren Rändern des engen Teils 21 zu reichen. Ferner sind die Führungsplatten 21 schräg nach oben angestellt in Relation zum engen Teil 21, und zwar mit einem vorbestimmten Winkel.

Durch das Anbringen der Führungsplatten 21a werden linke und rechte Anteile der raschen Strömungen U2, die durch den engen Teil 21 bereits verengt wurde, entlang den schrägen Oberflächen der Führungsplatten 21a nach oben angehoben, um rasche Strömungen U5 zu bilden. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Luftströmung, die in der Nähe des Getriebes 5 vorbeigeht, das oberhalb des Unterbodens angeordnet ist, gesteigert, so daß die Kühlleistung für diesen wärmeabstrahlenden Teil des Fahrzeugs verbessert ist.

Wie sich bei Überprüfungen herausstellte, ist die Geschwindigkeit der Luftströmung neben dem Getriebe 5 bei dieser Ausführungsform dreimal so groß wie bei einem Unterboden und einer Unterabdeckung ohne Führungsplatten. Die Öltemperatur im Getriebe 5 wird und mehr als 5°C gesenkt.

Auf diese Weise, und da bei dieser dritten Ausführungsform der Erfindung die Geschwindigkeit der Luftströmungen entlang der Seitenflächen des Getriebes 5 mittels der Führungsplatten 21a am hinteren Ende des engen Teils 21 gesteigert werden kann, wird die Kühlleistung am Getriebe 5 weiter gesteigert.

Die vierte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 11 angedeutet, wo ein Paar vertikaler Trennwände 21b an den inneren Enden der Führungsplatten 21a befestigt sind, wobei sich die Führungsplatten 21a in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken.

Im Betrieb werden durch die Trennwände 21a die zu den Seitenflächen des Getriebes nach oben gehobenen Luftströme von dem Luftstrom getrennt, der gegen die Unterseite des Getriebes 5 gerichtet ist, und zwar auf perfekte Weise. Es ist dadurch möglich, Strömungswirbel in dem Luftstrom zur Unterseite des Getriebes 5 und in der Nähe der inneren Ränder der Führungsplatten 21a zu vermeiden. Im gegenteiligen Fall, in dem diese Trennwände 21b nicht wie in Fig. 12 vorgesehen sind, wird die rasche Strömung U8 entlang der Unterseite des Getriebes 5 durch die Strömungwirbel U7 gestört, so daß sie auf eine langsame Strömung U6 verzögert wird. Um deshalb die schnelle Strömung im Mittelbereich des Fahrzeugs sicher zustellen, ist es zweckmäßig die Trennwände 21b an den Führungsplatten 21a zu befestigen.

Wie sich in Überprüfung herausgestellt hat, wird bei dieser Ausführungsform die Geschwindigkeit der Luftströmung unterhalb des Getriebes im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der Luftströmung entlang der Unterabdeckung ohne die Führungsplatte 21a.

Auf diese Weise ist bei der vierten Ausführungsform durch Anordnen der Trennwände 21b die Geschwindigkeit der Luftströmung unterhalb des Getriebes 5 angehoben, so daß die Kühlfähigkeit der Luftströmung am Getriebe 5 verbessert werden kann.

Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig. 13 und 14 erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist ein Paar linker und rechter Verbindungsrohre oder Unterdrückungseinrichtungen 31 (Fig. 13) vorgesehen, um zu verhindern, daß sich die Luftströmung von dem Getriebe 5 entfernt oder ablöst. Gemäß der Fig. 13 und 14 weist jedes Verbindungsrohr 31 ein Öffnungsende 31a auf, das benachbart zum Getriebe 5 positioniert ist, und ein anderes Öffnungsende 31b, das benachbart zu einer Längsseite 33 des Fahrzeuges liegt.

Aufgrund der Verbindungswirkung dieser Rohre 31 ist es möglich, einen Raum mit hohem Druck benachbart zum Getriebe 5 mit den Querseiten 33, an denen der Luftdruck niedriger ist als der Druck in dem Raum, kommunizieren zu lassen. Die rasche Luftströmung entlang des engen Teils 21 wird in eine rasche Strömung U9 umgewandelt, die zum Getriebe 5 angehoben wird, so daß die Kühlleistung dieser Luftströmung verbessert ist.

Auf diese Weise wird bei der fünften Ausführungsform mit den Verbindungsrohren 31 der Luftdruck im Bereich des Getriebes 5 reduziert, so daß die Kühlwirkung der Luftströmung am Getriebe 5 angehoben wird.

Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme und auf die Fig. 15 bis 18 erläutert. Fig. 15 ist eine konzeptionelle Druntersicht einer Unterbodenstruktur des Fahrzeuges; Fig. 16 ist eine konzeptionelle Seitenansicht dieser Unterbodenstruktur.

In Fig. 15 sind die Vorderräder 310FL und 310FR und die Hinterräder 310RL und 310RR erkennbar. Bei diesem Automobil wird die Antriebskraft eines Motors 301 auf die hinteren Räder 310RL und 310RR durch ein Getriebe 302, eine Antriebswelle 303, ein Differential 304 und eine Hinterachse 305 übertragen (Heckantrieb). Dieses Automobil gehört damit zum Typ eines heckgetriebenen Fahrzeugs mit Frontmotor. Ein Auspuffrohr 306 verbindet den Auslaßteil des Motors 301 mit einem Schalldämpfer 307.

Unterhalb des Motors 301 ist eine Unterabdeckung 320 vorgesehen, die den Motorraum abschließt, in dem der Motor 301 untergebracht ist. Die Unterabdeckung 320, die zum Beispiel aus Kunstharz, Stahl oder dergleichen besteht, ist so geformt, daß sie im wesentlichen flach ist wie in Fig. 17 gezeigt und im allgemeinen horizontal am Fahrzeugkörper befestigt ist. Weiterhin ist die Unterabdeckung 320 mit einem Paar Auslaßkanälen 320A und einem engen Teil 320b ausgestattet.

Jeder der Auslaßkanäle 320A bildet eine Nut, bestehend aus einem Grundteil 320a und Seitenteilen 320b an beiden Seiten des Grundteils 320a. Der Grundteil 320a ist so geformt, daß die Nut in Richtung zum Heckbereich des Fahrzeugs graduell tiefer wird. Die Auslaßkanäle 320a, von denen die oberen Seiten zum Motorraum offen sind, sind nach außen schräg gestellt, so daß ihre hinten liegenden Öffnungen zu den hinteren Rädern 310RL und 310RR weisen.

Der enge Teil 320b, der durch die sich gegenüberliegenden Seitenteile 320b der Kanäle 320a definiert ist, ist so geformt, daß er sich nach vorne, nach hinten und nach unten öffnet und koaxial zur Mittellinie des Fahrzeuges erstreckt. Seine Weite ist in etwa gleich der Breite des Getriebes 302. Um einen Ölwechsel des Motors 301 an der Ölwanne 301a ohne Abbauen der Unterabdeckung 320 zu ermöglichen, ist eine Öffnung 320c im engen Teil 320b geformt, derart, daß die Unterseite des Motors 301 von hinten im Teil 320B zugänglich ist.

Hinter dem Getriebe 302 ist eine zentrale Unterabdeckung 325 vorgesehen, die einen Teil des Bodentunnels 321 (siehe Fig. 16) abdeckt. Der Bodentunnel 321 wird von einer Nut gebildet, die sich von vorne nach hinten entlang des Unterbodens erstreckt, um die Antriebswelle 303 aufzunehmen. Die zentrale Unterabdeckung 325 ist ebenfalls aus synthetischem Harz, Stahl oder dergleichen hergestellt. Sie ist im wesentlichen eben wie in Fig. 18 gezeigt und im allgemeinen horizontal am Fahrzeugkörper befestigt. Die mittlere Unterabdeckung 325 ist in ihrer Mitte und in Fahrzeugbreitenrichtung mit einem Einführkanal 325A ausgestattet, der sich entlang der Mittellinie des Fahrzeuges erstreckt und geschaffen wird, indem ein Teil der Unterabdeckung 25 nach oben gebogen ist.

Der Einführkanal 325A, der nach unten offen ist, besteht aus einem oberen Teil 325a und dreieckigen Seitenteilen 325b an beiden Seiten des oberen Teils 325a. Der obere Teil 325a ist schräg gestellt, so daß sich ein gradueller Anstieg in Richtung zum hinteren Ende des Fahrzeugs ergibt. Der Einführkanal 325 ist so geformt, daß er der sogenannten NACA-Kanalkonfiguration derart entspricht, daß seine Weite in Richtung zum hinteren Ende des Fahrzeuges graduell zunimmt.

Gemäß Fig. 16 ist die mittlere Unterabdeckung 325 auf einem Niveau angeordnet, das höher oder gleich einer Linie L liegt, die die Höhe der unteren Seite des Getriebes 302 repräsentiert. Zusätzlich und wie in Fig. 15 gezeigt ist, ist die maximale Weite W1 des Einführkanals 325A geringer als die Weite W2 des engen Teils 320B.

Die Unterabdeckung 320 und 325 dieser Ausführungsform haben im Betrieb folgende Funktion.

In Fig. 19 sind die Luftströme mit Pfeilen angedeutet, die während der Fahrt aufgrund der Motorunterabdeckung 320 entstehen. Sie entstehen dadurch, daß die aufgeheizte Luft im Motorraum zur Unterseite des Fahrzeugbodens durch die Kanäle 320A abströmt, wobei relativ langsame Strömungen U2 mit hoher Temperatur an den Grundpunkten der jeweiligen Kanälen 320A erzeugt werden. Da dann die Kanäle 320A zu den hinteren Rädern 310RL und 310RR weisen und weil die Breite des engen Teils 320B im wesentlichen gleich der Breite des Getriebes 302 ist, gehen die jeweiligen Strömungen U2 von den Seitenflächen des Getriebes 302 weg, so daß sie die hinteren Räder 310RL und 310RR anströmen und diese umgeben. Dadurch werden aerodynamische Kräfte, die auf die hinteren Räder 310RL und 310RR ausgeübt werden, reduziert und auch der Luftwiderstand auf den Fahrzeugkörper verringert, wodurch der Treibstoffverbrauch des Fahrzeuges reduziert wird. Auf der anderen Seite wird aufgrund des Drosseleffektes entlang des engen Teils 320B und der Einengungseffekte durch die langsamen Strömungen u2 eine relativ rasche Strömung u1 erzeugt, die unterhalb des Fahrzeugbodens von der Front des Fahrzeugs bis zum Heck verläuft. Diese Strömung u1, die auch relativ geringe Temperatur hat, da sie aus Luft besteht, die von der Außenseite des Fahrzeugs kommt, strömt unter dem Getriebe 302 und dem Differential 304 entlang der Mittellinie des Fahrzeuges, wie in Fig. 20 gezeigt, so daß sie das Getriebe 302 und das Differential 304 wirksam kühlt. Da erfindungsgemäß die Luftströmung u1 durch Unterabdeckung 320 erzeugt wird, ist es möglich, den Kühleffekt am Getriebe 302 und am Differential 304 als wärmeabstrahlende Teile des Fahrzeuges zu verbessern.

Weiterhin gestattet es bei dieser Ausführungsform die Zusammenwirkung der Strömungen u1 und u2, die Anhebekräfte an den hinteren Rädern erheblich zu verringern. Der Grund für diese Verringerung ist vermutlich der, daß die Luftströmungen u1 gerade entlang der Mittellinie verlaufen, während die Strömungen u2 zu den hinteren Rädern 310RL und 310RR gerichtet sind, ein Auflösungsbereich in der Nähe der hinteren Achse 305 erzeugt wird, der dort zu einem negativen Druck führt.

In weiterer Folge strömt die Luftströmung u1 unter der mittleren Unterabdeckung 325, die gerade hinter dem Getriebe 302 angeordnet ist. Da der Einführkanal 325A der Unterabdeckung 325 mit einer NACA-Kanalkonfiguration ausgebildet ist, durch die die Luft nachdrücklich angesaugt werden kann, wird ein Teil der Luftströmung u1, die unter der Unterabdeckung 325 durchgeht, zum Fahrzeugkörper durch den Einführkanal 325A angehoben, wodurch eine Luftströmung u3 wie in Fig. 21 gezeigt, erzeugt wird. Da weiterhin der hintere Abschnitt des Einführkanals 325A so geformt ist, daß er schräg nach oben weist, strömt die Luftströmung u3 in den Bodentunnel 321 nach hinten ein, um eine obere Fläche des Differentials 304 wie in Fig. 22 gezeigt, zu bestreichen. Da dann bereits die Geschwindigkeit in der Strömung u3 ähnlich der Geschwindigkeit der Strömung u1 ist, wird die Strömung u3 nach der Außenseite des Bodentunnels 321 abgelassen, so daß sie hinter dem Differential 304 ohne Strömungsverzögerung austritt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Verweilen der heißen Luft oberhalb des Differentials 304 zu vermeiden, die aus dem Motorraum durch den Bodentunnel 321 zum Differential 304 geleitet wurde.

Mit anderen Worten erlaubt diese Ausbildung eine wirksame Kühlung des Differentials 304 von seiner Oberseite her, da die Luftströmung u3 aufgrund der Wirkung des Einführkanals 325A entlang der oberen Seite des Differentials 304 als einem der wärmeabstrahlenden Teile verläuft und die Temperatur dieser Strömung u3 relativ gering ist, ähnlich wie die Temperatur der Strömung u1.

Auf diese Weise wird mit dieser Ausführungsform der Kühleffekt der Luftströmung an beiden Seiten und den oberen und unteren Abschnitten des Differentials 304 verbessert, so daß die Umgebungstemperatur dort soweit reduziert ist, daß die Öltemperatur im Differential 304 in einem spürbaren Bereich gesenkt wird.

Die Fig. 23 bis 25 verdeutlichen verschiedene Veränderungen der Öltemperatur im Differential 304, die Umgebungstemperatur beim Differential 304 und die Strömungsgeschwindigkeiten, wobei diese Parameter im Vergleich mit den Charakteristika der ohne eine mittlere Unterabdeckung 325 ausgebildeten Unterbodenstruktur zu werten sind.

Gemäß Fig. 23 ist bei dieser Ausführungsform eine Verringerung der Öltemperatur in einem Ausmaß von 15°C im Hochgeschwindigkeitsbereich oberhalb von 100 km/h gegenüber der konventionellen Unterbodenstruktur erreicht. Es ist aus den Fig. 24 und 25 ohne weiteres zu entnehmen, daß diese Temperaturverringerung abgeleitet wird von einer Abnahme der Umgebungstemperatur beim Differential 304 und einer Anhebung der Strömungsgeschwindigkeiten um das Differential. Es wird in anderen Worten durch die Anordnung der zentralen Unterabdeckung, die die Luftströmung u3 erzwingt, die Kühlwirkung für das Differential 304 bemerkenswert gesteigert.

Da weiterhin die Weite W1 des Einführkanals 325A kleiner ist als die Weite W2 des engen Teils 325B, wird es möglich, den gesamten Einführkanal 325A in die Luftströmung zu setzen. Diese Anordnung stellt sicher, daß die Luftströmung u3 erzeugt wird, mit der es möglich ist, den Kühleffekt auf der oberen Seite des Differentials 304 zuverlässig zu verbessern.

Da bei dieser Ausführungsform die mittlere Unterabdeckung 325 horizontal und derart angeordnet ist, daß ihre untere Seite oberhalb der unteren Seite (Linie L) des Getriebes 302 liegt, das sich vor der Unterabdeckung 325 befindet, kann die Luftströmung u1 nicht durch die Unterabdeckung 325 gestört werden. Dadurch wird vorerwähnte spezielle Kühleffekt aufrechterhalten. Es ist dabei hervorzuheben, daß bei einer anderen Ausführungsform die mittlere Unterabdeckung 325 so angeordnet werden kann, daß ihre untere Seite im wesentlichen auf der gleichen Höhe liegt wie die Linie L.

Da ferner bei der vorerwähnten Ausführungsform eine Unterbodenstruktur verwendet wird, bei der die erhitzte Luft aus dem Motorraum schräg nach oben durch die Kanäle 320a entlassen wird, die in der Unterabdeckung 320 geformt sind, können die Luftströmungen u2 zu den hinteren Rädern 310RL und 310RR ohne Verweilen unter der Unterabdeckung strömen, auch wenn das Fahrzeug gerade verzögert wird, zum Beispiel bei einem Stau. Es wird auf diese Weise verhindert, daß die bereits abgelassene erhitzte Luft nochmals einen nicht gezeigten Radiator erhitzt. Dabei ist hervorzuheben, daß die Anordnung dieser Ausführungsform keine besonderen Herstellungsaufwand bedeutet, da die Unterabdeckung 320 aus keinem nennenswert teuren Material besteht.

Die Fig. 26 und 27 verdeutlichen die siebte Ausführungsform der Erfindung, die der sechsten Ausführungsform gemäß Fig. 16 ähnlich ist. Es ist zu dieser Ausführungsform hervorzuheben, daß die den Elementen der sechsten Ausführungsform ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so daß sich eine Wiederholung hier erübrigt. Weiterhin sind andere Elemente, die in den Figuren nicht gezeigt sind, denen des sechsten Ausführungsbeispiels ähnlich.

Bei dieser Ausführungsform ist hervorzuheben, daß die mittlere Unterabdeckung 325 so angeordnet ist, daß ein frontseitiges Ende davon auf der gleichen Höhe liegt wie die Unterseite des Getriebes 302, und daß die Unterabdeckung 325 mit dem Getriebe 302 verbunden ist.

Selbst wenn bei dieser Ausbildung die mittlere Unterabdeckung 325 aufgrund eines Fehlers schräg am Getriebe 302 angebracht wird, oder wenn die Unterabdeckung 325 aufgrund eines Stoßes von außen schräg vom Getriebe weggebogen ist, zum Beispiel durch hochspringende Steine, und nicht mehr wie zunächst in horizontaler Ausrichtung liegt, wird der Luftstrom unter dem Fahrzeugboden nicht durch die zentrale Unterabdeckung 325 gestört. Es ist vielmehr sichergestellt, daß der Luftstrom u3 in den Bodentunnel 321 sicher eingeleitet wird, damit der anhand der sechsten Ausführungsform erörterte Kühleffekt zuverlässig erreicht wird.

Die Fig. 28 und 29 sind Ansichten einer achten Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 28 Fig. 16 der sechsten Ausführungsform ähnlich ist und eine konzeptionelle Seitenansicht der Unterbodenstruktur an der Grundseite des Fahrzeuges darstellt. Fig. 29 ist eine Perspektivansicht wichtiger Teile dieser Ausführungsform. Hier nicht gezeigte andere Elemente entsprechen weitgehend denen der sechsten Ausführungsform.

Unter der Voraussetzung, daß hierbei eine sich drehende Welle vorliegt, zum Beispiel die Antriebswelle 303 im Bodentunnel 321, würde der durch die mittlere Unterabdeckung 325 in den Bodentunnel eingeführte Luftstrom u3 darin durch die Drehbewegung der Antriebswelle 303 gestört, so daß der Kühleffekt am Differential 304 nachließe. Um dieses Problem zu lösen, ist bei dieser Ausführungsform ein eimerförmiges Luftführungselement 330 mit offener Oberseite vorgesehen, um den Teil der Antriebswelle bei 103 zu umgeben, gegen der Luftstrom u3 anströmt.

Da bei dieser Anordnung der Luftstrom u3 den Bodentunnel 321 mit Sicherheit ohne durch die Drehbewegung der Antriebswelle 303 gestört zu sein, durchströmt, wird die Kühlung des Differentials 304 in der anhand der sechsten Ausführungsform erläuterten Weise weiter verbessert.

Die Fig. 30 und 31 sind Ansichten einer neunten Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 30 ähnlich Fig. 16 der sechsten Ausführungsform eine konzeptionelle Seitenansicht ist, die die Unterbodenstruktur an der Bodenseite des Fahrzeugs darstellt. Fig. 31 ist eine Draufsicht zu wesentlichen Teilen dieser Ausführungsformen. Auch bei dieser Ausführungsform sind nicht gezeigte andere Elemente vorgesehen, die denen der sechsten Ausführungsform gleich sind.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Verbindungsrohr 336 vorgesehen, das den Raum hinter dem Motor mit Räumen unter beiden Seiten des Getriebes 302 verbindet. Das Verbindungsrohr 336 hat eine gabelartige Konfiguration und liegt quer über dem Getriebe 302. An seinem oberen, dem Motorraum mit einem Ansaugeinlaß 336A zugewandten Ende ist das Verbindungsrohr etwas weiter als das Getriebe 302. Weiterhin ist das Rohr 336 an seinen unteren Enden an beiden Seiten des Getriebes 302 mit Auslässen 336B ausgestattet, welche schräg nach außen weisen.

Mit dieser Anordnung wird die erhitzte Luft oberhalb des Motors 301 in die Räume unter den Seiten des Getriebes 302 mittels des Verbindungsrohres 336 geführt. Es wird damit verhindert, daß die erhitzte Luft auf das Differential 304 strömt. Für das Differential 304 ist eine wirksamere Kühlung möglich. Die Aufheizwirkung der erhitzten Luft aus dem Motorraum für das Getriebe 302 ist nur beschränkt. Da weiterhin die Auslässe 336B des Verbindungsrohres 336 so angeordnet sind, daß sie schräg nach außen unter beiden Seiten des Getriebes 302 gerichtet sind, wird die erhitzte Luft, die aus den Auslässen 336B austritt, nicht in den Einlaßkanal 325A der mittleren Unterabdeckung 325 eingesaugt und auch nicht in den Bodentunnel 321 eingeführt. Die anderen funktionellen Effekte dieser Ausführungsform sind ähnlich denen der sechsten Ausführung.

Die Fig. 32 und 33 sind Ansichten einer zehnten Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 32 eine Perspektivansicht der mittigen Unterabdeckung 325 und Fig. 33 eine Druntersicht sind. Auch bei dieser Ausführungsform sind nicht gezeigte weitere Elemente ähnlich denen der sechsten Ausführungsform.

Obwohl die mittlere Unterabdeckung 325 im wesentlichen gleich ist wie die der sechsten Ausführungsform, und zwar im Hinblick darauf, daß der Einführkanal 325A eine NACA- Kanalkonfiguration hat und in der Mitte der Unterabdeckung 325 eingeformt ist, ist der Kanal 325A an seinem hinteren Ende mit einem Luftkanal 337 ausgestattet, der die Richtung der Luftströmung steuert, die aus dem Kanal 325A austritt.

Der Luftkanal 337 wird durch ein Paar ebener Platte 337A und 337B definiert, die an oberen und unteren Rändern des Auslasses des Einführkanals 325A angeordnet sind, und durch vier vertikale Platten 337a bis 337b, die zwischen den ebenen Platten 337A und 337B vorgesehen sind. In dieser Ausführungsform ist ein Abstand zwischen den vertikalen Platten 337a und 337b und ein Abstand zwischen den vertikalen Platten 337c und 337d so bemessen, daß er zwischen ca. 1/5 und 1/6 der Weite der ebenen Platten 337A oder 337B beträgt. Weiterhin, und um nicht zu verhindern, daß der Luftstrom u3 angehoben wird, ist zumindest die obere ebene Platte 337A an dem Kanal 325A derart befestigt, daß ein hinterer Teil der Platte 337A ein wenig nach oben schräg gestellt ist.

Dies bedeutet, daß die Luftführung 337 in einem Mittelbereich und in beiden Richtungen mit einem Kanal 338A versehen ist, dessen hintere Öffnung in Breitenrichtung des Fahrzeugs divergiert. An beiden Seiten des Kanals 338 sind Kanäle 338B vorgesehen, die ebenfalls schräg nach außen von der Mittellängsachse des Fahrzeugs weg nach außen weisen.

Bei dieser Ausbildung und wie in Fig. 33 gezeigt, wird ein Mittelteil der Strömung u3 durch den Kanal 338A durchgehen und zu einem Luftstrom u31 verformt, der in den Bodentunnel ohne Abweichung von der Fahrzeugmittelachse eingeführt wird, sobald der Luftstrom u3 aus dem Kanal 325A die Luftführung 337 erreicht. Andererseits werden Teile des Luftstroms u3 in Luftströme u32 umgewandelt, die durch die Kanäle 338B hindurchgehen und nach außen in Breitenrichtung des Fahrzeugs gerichtet sind. Da diese Luftströme u32 die beiden Seitenflächen des Differentials 304 beaufschlagen, werden an alle Flächen des Differentials kühlende Strömungen herangeführt, wodurch die Kühlwirkung am Differential 304 verbessert wird. Die anderen funktionellen Effekte dieser Ausführungsform sind denen der sechsten Ausführungsform gleich.

Obwohl eine Vielzahl von Strukturen offenbart werden, die bevorzugt zum wirksamen Kühlen des Differentials 304 seine Hitze abstrahlende Komponente erläutert werden, muß nicht notwendigerweise nur das Differential 304 auf die erfindungsgemäße Weise gekühlt werden. Beispielsweise kann durch Einstellen einer Öffnungsrichtung entweder das Einführkanals 325A oder der Luftführung 337 der Luftstrom u3 auch zu anderen wärmeabstrahlenden Teilen geführt werden, die zu kühlen sind, zum Beispiel zum Treibstofftank.

Weiterhin ist den vorerwähnten Ausführungsformen, obwohl die Unterabdeckung 320 für den Motor zusätzlich zu der mittigen Unterabdeckung 325 vorgesehen ist, es auch möglich, die Motorunterabdeckung wegzulassen oder durch eine andere Unterabdeckung zu ersetzen. In so einem Fall wird angenommen, daß die Luftströmung unter dem Fahrzeugboden bei Fahrt nach oben in den Einlaßkanal der mittigen Unterabdeckung 325 geführt wird und dadurch die Kühlfähigkeit etwas verringert wird im Vergleich zu Ausführungsformen, bei denen die Motorunterabdeckung 320 vorgesehen ist. Es ist jedoch auch in solchen Fällen möglich, einen ähnlichen Kühleffekt zu erzielen wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen.

Schließlich ist, obwohl nur eine mittige Unterabdeckung 325 bei jeder Ausführungsform gezeigt worden ist, es möglich, eine Vielzahl solcher Unterabdeckungen der Unterbodenstruktur vorzusehen, die in Fahrzeuglängsrichtung oder Fahrzeugbreitenrichtung vor der dargestellten Lage der Unterabdeckung vorgesehen sind.

Claims

1. Unterbodenstruktur für Automobile, gekennzeichnet durch:
eine Unterabdeckung (13, 320) zum Abschließen einer Unterseite einer Hochdrucksektion mit relativ hohem Druck gegenüber der Atmosphäre wie einem Motorraum (10) in einem Frontabschnitt des Automobils, wobei die Unterabdeckung (13, 320) aufweist:
ein Paar bezüglich der Mittellängsachse des Automobils symmetrisch angeordneter Auslaßteile (17, 27, 320B), die mit dem Hochdruckbereich (10) kommunizieren, um darin enthaltene, erhitzte Luft in Richtung auf die Hinterräder (15, 310RL, 310RR) des Automobils abzulassen; und
einen zwischen den Auslaßteilen (17, 27, 320A) angeordneten engen Teil (21) zum Verengen einer Luftströmung, die von der Front des Automobils entlang der Unterseite der Bodenplatte strömt, wobei der Luftstrom in Richtung auf einen wärmeabstrahlenden Teil abgeführt wird, der unter dem Fahrzeugboden und hinter der Unterabdeckung (13, 320) vorliegt,
und durch wenigstens eine Einrichtung, die bei einem hinteren Teil der Unterabdeckung (13, 320) vorgesehen ist,
durch Einrichtungen zum Steuern der Strömungsrichtung der erhitzten Luft zum Unterdrücken eines Druckanstiegs in der Luftströmung entlang der Automobilunterbodenstruktur,
durch Einrichtungen zum Führen des aus dem engen Teil (21, 320b) austretenden Luftstroms zu einem höher liegenden Teil eines Automobilunterbodens, und
durch Einrichtungen zum Verhindern einer Ablösung der von dem engen Teil austretenden Luftströmung von dem wärmeabstrahlenden Teil.

2. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der Auslaßteile (17, 27, 320A) derart geformt ist, daß ihre Auslässe (17a) zu Längsseiten des Automobils hingerichtet sind, und daß die Auslaßteile (17, 27, 320A) die Steuereinrichtungen konstituieren.

3. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der Auslaßteile (17, 23A, 27) mit geneigten Seitenwänden (27b, 320b) ausgebildet in die in Richtung zu den Längsseiten des Automobils schräg gestellt sind, und daß die schrägen Seitenwände (27b, 320b) die Steuereinrichtungen konstituieren.

4. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der Auslaßteile (17, 27, 320A) mit Steuer- oder Leitflächen (27c) in Finnenform versehen sind, mit denen die Luftströmungen aus den Auslaßteilen (17, 27, 23A) zu den Längsseiten des Automobils leitbar sind.

5. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen Führungsplatten (121a) aufweisen, die an einem hinteren Ende des engen Teils (21) in einem Weitenbereich außerhalb der Quererstreckung des wärmeabstrahlenden Teils angeordnet sind, und daß die Führungsplatten oder -leitflächen (21a) in Relation zum engen Teil (21) schräg gestellt sind, um die Richtung des durch den engen Teil (21) verengten raschen Luftstroms (U5) nach oben umzulenken.

6. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- oder Leitflächen (21a) zumindest an wenigstens einem der inneren Ränder in Breitenrichtung des Automobils mit einer Trennwand (21b) versehen sind, die sich in Strömungsrichtung eines Luftstromes erstrecken, der in den engen Teil (21) eingeführt ist, um den Luftstrom in einen nach oben in dem Automobil gerichteten Luftstrom (U5) und wenigstens einen anderen Luftstrom (U8) zu teilen.

7. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verhindern eines Druckaufbaus wenigstens ein Verbindungsrohr (31, 336) sind, die einen Raum in der Nachbarschaft des wärmeabstrahlenden Teils mit dem anderen Raum verbinden, in dem der Luftdruck geringer ist als in erst genanntem Raum.

8. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeugboden ein Bodentunnel (321) vorgesehen ist, der sich im Fahrzeug von vorne nach hinten erstreckt, und daß die Führungseinrichtungen eine mittige Unterabdeckung (325) aufweisen, die sich hinter dem engen Teil (320B) befindet und einen Einführkanal (325A) zum Einführen des aus dem engen Teil (320B) austretenden Luftstroms und zum Umleiten dieses Luftstromes nach oben aufweist.

9. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführkanal (325B) eine Weite (W) aufweist, die kleiner ist als die Weite (W) eines Auslasses des engen Teils (320B).

10. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Unterabdeckung (325) derart angebracht ist, daß das Niveau ihres vorderen Endteils höher liegt als oder auf der gleichen Höhe liegt wie eine untere Fläche (L) eines Getriebes (302), das in Fahrtrichtung vor dem Motor (301) vorgesehen ist.

11. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Getriebes (302) im wesentlichen bündig ist mit einer unteren Seite der mittigen Unterabdeckung (325).

12. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführkanal (325A) mit einer NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) Konfiguration geformt ist.

13. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodentunnel (321) ein Tunnel (321) ist, der eine Antriebswelle (303) zum Übertragen der Antriebskraft des Motors (301) enthält und daß eine, vorzugsweise eimerförmige Luftstrom- Abweiseeinrichtung (330) vorgesehen ist, die jenen Teil der Antriebswelle (303) umgibt, gegen den ein Luftstrom (U3) anströmt, der durch die mittige Unterabdeckung (325) geleitet ist.

14. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsrohr (336) vorgesehen ist, das einen Raumteil des Motorraumes mit einem Raum in der Nähe der Seitenflächen des Getriebes (302) verbindet.

15. Unterbodenstruktur für ein Automobil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführkanal (325A) an seinem hinteren Ende mit einem Luftleitglied (337) zum Steuern der Strömungsrichtung des Luftstromes versehen ist, der durch den Einführkanal (325A) hindurchtritt.