Neben der Minimierung des Luftwiderstandes und der Druckwellen ist die Bestimmung der Randbedingungen für alle Kühlluftströme ein wichtiges Auslegungsthema der Fahrzeugaerodynamik. Ausgehend von den unterschiedlichen Kühlleistungsanforderungen werden die einzelnen Aggregattypen (z.B. ÖI-/Wasserkühler der Traktionseinheiten, Klimaanlagen oder Bremswiderstände) jeweils nach ihrer thermischen Sensitivität und ihrer Gegendruckempfindlichkeit bewertet. Die Gegendruckempfindlichkeit ergibt sich aus der Ventilatorkennlinie und dem Auslegungspunkt, in dem der Ventilator betrieben wird. Bauart und Typ des Ventilators werden entsprechend der Kühleranforderung und den Bauraumeinschränkungen festgelegt. Der Gegendruck stellt sich je nach Stromlinienkrümmung und Luftgeschwindigkeit der Außenströmung ein. Dieses gilt auch für das Einsaugen von Kühlluft, bei der sich die Außenströmung in Richtung Fahrzeug krümmen muss. Der dabei entstehende Unterdruck wirkt der Zwangsbelüftung entgegen. Tendenziell steigt der Gegendruck linear mit der Außengeschwindigkeit an, wenn der spezifische Impuls der Außenströmung größer als zweimal der Kühlluftimpuls ist. Insbesondere im Hochgeschwindigkeitsverkehr ist daher eine Analyse der Drucksituation an den Kühlluftöffnungen erforderlich. Die Drucksituation auf der Ansaugseite kann durch die Einlaufgestaltung zur Umlenkung der anliegenden Außenströmung oder durch Erzeugung von günstigen Wirbeln verbessert werden. Auch großflächige, in Hauptströmungsrichtung lang gestreckte Einlassgitter mit quer zur Fahrtrichtung liegenden Gitterteilern zur Nutzung von Staueffekten und zur Homogenisierung der Abströmung hinter dem Gitter tragen dazu bei. Die Drucksituation auf der Ausblasseite kann durch Vorkrümmung der Außenstromlinien durch Windabweiser und durch Ausblasung in Totwassergebiete verbessert werden. Einige dieser Maßnahmen können jedoch die Luftverteilung hinsichtlich des Wärmeabtransportes ungünstig beeinflussen. Um diese Effekte zu bewerten, werden die thermischen Eigenschaften der Aggregate in die Betrachtung einbezogen.
Die Fahrzeugaerodynamik von Triebzügen als Auslegungsrandbedingung für luftgekühlte Aggregate
2006
3 Seiten, 4 Bilder
Conference paper
German
TIBKAT | 1941
|SLUB | 1941
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