Analyse der Innenklimatisierung von Automobilen

Erstellt von Dipl.-Ing. (TU) Stefan Merkle

20.07.2021

Aufgabenstellung / Berechnung

Wie gut die Innenklimatisierung in einem Fahrzeug funktioniert, merkt man am ehesten bei sehr kalten oder sehr warmen Außentemperaturen.

Sind die Außentemperaturen sehr kalt, soll das Fahrzeug möglichst schnell und gleichmäßig erwärmt werden. Im Winter sollen die Scheiben zudem schnell eisfrei werden. Man spricht hier auch von Deicing.

Bei brütenden Außentemperaturen soll dagegen die Temperatur des aufgeheizten Fahrzeugs heruntergekühlt und auf einem angenehmen Niveau beibehalten werden. Der Fachbegriff ist Pulldown.

Die Schnittstelle vom Klimagerät ins Fahrzeuginnere sind zum einen die Mannanströmer im Armaturenbrett, zum anderen aber auch die weniger sichtbaren Auslasskanäle an verschiedenen Stellen im Fahrzeug.

Die Luftverteilung im Fahrzeug erfolgt über sogenannte Klimakanäle. Da diese zu einem sehr späten Zeitpunkt im Fahrzeug festgelegt werden, können enge Stellen das Lüftungskonzept des Fahrzeugs negativ beeinflussen.

Methodenentwicklung

Merkle & Partner hat für die Innenklimatisierung von Fahrzeugen schon sehr früh in den 2000er Jahren Methoden entwickelt, wie mit Hilfe der Strömungsberechnung z.B. die Mannanströmer optimiert werden können.

Für Klimakanäle wurden automatische Verfahren zur Optimierung der Druckverluste getestet und eingesetzt.

Es wurde weiterhin untersucht, wie das subjektive Empfinden der Insassen durch greifbare Parameter beschrieben werden kann. Schließlich soll es ja nicht ziehen und die Temperatur soll überall möglichst gleichmäßig sein.

In einem Forschungsprojekt 2012/2013 wurde das Verfahren erweitert, um bei Elektrofahrzeugen zu sehen, wie die geringe, zur Verfügung stehende Wärme optimal genutzt werden kann bzw. wohin sie verschwindet.

Projektbeispiel

Das beiliegende Bild zeigt Projekte aus den 2000 er Jahren an einem Audi TT. Hier wurden unterschiedliche Düsenstellungen der Mannanströmer betrachtet und optimiert. Eigens entwickelte Module erlaubten damals erstmalig, eine halbautomatisierte Ausrichtung der Lamellen.

Die Genderthematik hat damals schon etwas Fahrt aufgenommen, da als Dummies im Rechenmodell zuerst ein Mann auf dem Fahrersitz und eine Frau auf dem Beifahrersitz gesessen ist, was für Empörung gesorgt hat. Zwischenzeitlich sitzen virtuell geschlechtslose Wesen auf allen Sitzen.

Die Zwischenzeitlichen Modelle sind noch sehr viel detaillierter. Auch die Fragestellungen sind präziser geworden und betrachten neben der Temperatur auch das akustische Verhalten.

Die gezeigten Bilder (mit freundlicher Genehmigung der Audi AG, Ingolstadt)

haben daher schon fast ein H-Kennzeichen verdient.