Fahrzeugaerodynamik unter Seitenwind (PDF)

In der Fahrzeugentwicklung spielt die Aerodynamik eine wichtige Rolle hinsichtlich der Optimierung der Fahrzeugform unter Berücksichtigung günstiger Beiwerte. Die Fahrzeuge werden in den Windkanälen unter idealen Bedingungen untersucht, bei denen der Anströmwinkel β = 0° angenommen wird. Aber in der Realität werden die Fahrzeuge bei Straßenfahrt unter kleinen Schräganströmwinkeln aufgrund des natürlichen Windes und anderer Störungen beeinflusst. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht der Einfluss der im Windkanal untersuchten Designvarianten an Mercedes-Benz-Fahrzeugen (CLS- und B- Klasse) unterschiedlicher Heckformen auf die wichtigen aerodynamischen Beiwerte bei einer speziell festgelegten Winkelreihe, die zwischen 0° und 5° liegt. Die Windkanalmessungen wurden in 1:1- und 1:4-Modellen jeweiliger Fahrzeuge in FKFS-Windkanälen in Stuttgart unter einer festgelegten Winkelreihe von 0°, 1°, 2,5°, 4° und 5° (in beiden Ästen) durchgeführt. An diesen Modellen wurden Optimierungsmaßnahmen in 7 Kategorien (Kühlluft, Front, Unterboden, Heck, Greenhouse, Räder-Radhaus, Standhöhen) untersucht und dabei nur die Beiwerte vom Luftwiderstand cW, Heckauftrieb cAH und Giermoment cN berücksichtigt. Es wurde festgestellt, dass die Kühlluftbeschränkung, die scharfen Abrisskanten am Heck, die Fahrzeugverlängerung nach hinten, die glattflächig abgedeckten Räder, die Schwellerabsenkung, der verkleidete Unterboden, die Heckdeckelverlängerung und die Bombierung der Windschutzscheibe die Werte deutlich verbessern. Unter diesen erwähnten Parametern haben „Kühlluft“ und „Heck“ ein hohes Potenzial und hohe Wirkung auf die untersuchten Beiwerte unter kleinen Schräganströmwinkeln.