Auswirkungen einer Motorraumkapselung auf das Motorkühlsystem und den Kühlluftwiderstand

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Auswirkungen einer Motorraumkapselung auf das Motorkühlsystem und den Kühlluftwiderstand

Herbig, M. / Essers, U.

Es wird über Simulationen und Versuche zur Auswirkung von Motorkapselungen auf den Kühlluftwiderstand bei PKW-Motoren berichtet. An einem PKW BMW 535i wurde eine Austrittskassette mit unterschiedlichen Einstellungen am Wagenboden im Bereich des Schaltgetriebes angebracht. Das Rechenmodell berücksichtigt die Auswirkung verschiedenster Kapselgeometrien und -bauteile auf die innere und äussere Leckage der Kühlluftführung. Die Abweichungen zwischen Messung und Rechnung sind bei niedrigen Kühlmittelwärmeströmen (kleiner 10 kW) bis zu 20 % und reduzieren sich bei mehr als 40 kW auf unter 5 %. Bei leckagefreier Gestaltung kann der Volumenstrom bis 13 % und das Temperaturgefälle bis zu 17 Grad C verringert werden (Solobergfahrt 10 %, 20 km/h, 2. Gang). Das Rechenprogramm berücksichtigt unterschiedliche Kühlluftführungen bei der Bestimmung des Luftwiderstands und des Auftriebs eines Fahrzeugs. Gemessen wurden die Widerstands- und Auftriebskräfte mit einer Siebenkomponenten-Waage in einem Fahrzeugwindkanal (Uni Stuttgart). Messungen und Rechnungen für die volumenbezogenen Widerstandsbeiwerte sind für sieben Konfigurationen, für die Auftriebsbeiwerte sind sie für zehn Konfigurationen angegeben.