ES2273183T3 - Dispositivo aerodinamico para un vehiculo automotor y vehiculo automotor equipado con tal dispositivo aerodinamico. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo aerodinámico para un vehículo automotor, constando dicho dispositivo aerodinámico de al menos una hilera (10) de generadores de vórtice (11) los cuales pueden colocarse al menos por encima, o a nivel, o por debajo de, al menos una zona de torbellino de al menos un elemento (4, 5, 6) de la carrocería (2) del vehículo, dicha al menos una hilera de generadores de vórtice, pudiendo ser desplazada mediante un conjunto de control (20) entre una posición recogida y una posición desplegada que sobresale con respecto a dicho elemento de la carrocería para reducir la resistencia aerodinámica y la fuerza de sustentación del vehículo, caracterizada porque el dispositivo aerodinámico consta además de una cajita independiente (15), la hilera (10) de generadores de vórtice (11) está sustentada por dicha cajita (15) independiente y estando dicha cajita (15) independiente integrada a dicho elemento de la carrocería y constando, por una parte, de una tapa (16) provista de una serie de compartimientos (18) para dichos generadores de vórtice (11) en la posición recogida y, por otra parte, de un fondo (17) que forma con la tapa (15) un espacio (19) que constituye un compartimiento para el conjunto de control (20).
Description
Dispositivo aerodinámico para un vehículo
automotor y vehículo automotor equipado con tal dispositivo
aerodinámico.
La presente invención se refiere a un
dispositivo aerodinámico para un vehículo automotor, así como un
vehículo equipado con tal dispositivo aerodinámico.
Los vehículos automotores, cuando se desplazan,
se someten a un número de fuerzas que se oponen a su avance. Estas
fuerzas son en particular el rozamiento sólido, o sea, el contacto
de las ruedas con el suelo, y el rozamiento aerodinámico, como por
ejemplo, el rozamiento del aire sobre las paredes de la carrocería
del vehículo.
Además de ese rozamiento, los vehículos
automotores son sometidos a una tercera fuente de fuerza que se
opone también a su avance. Estas fuerzas son las fuerzas
aerodinámicas ejercidas sobre el vehículo a través de regiones de
supresión y de depresión. En efecto, a alta velocidad, esas fuerzas
se vuelven dominantes en relación con las otras y juegan un papel
esencial en el consumo y estabilidad del vehículo.
Esas fuerzas aerodinámicas son esencialmente
generadas por las depresiones creadas por los despegues, la
recirculación y los torbellinos longitudinales de aire. La
recirculación y por consiguiente, las regiones de baja presión son
importantes en la parte trasera del vehículo y particularmente a
nivel de la luna trasera y el maletero. En efecto, el flujo de aire
en la parte trasera de los vehículos automotores es complejo y, en
general, se produce un equilibro entre los despegues y los
torbellinos longitudinales.
Los dispositivos utilizados en aerodinámica
automovilística intervienen en el despegue que tiene lugar en la
parte trasera del vehículo, en particular en la zona de empalme
entre el techo y la luna trasera por una parte, y la luna trasera y
el maletero por la otra parte.
Los dispositivos clásicos están esencialmente
constituidos por los becquets, guardabarros o los deflectores o
deriva brisas colocados en esas zonas en la parte trasera del
vehículo.
El becquet se utiliza más frecuentemente para
reducir el coeficiente de penetración en el aire y los otros
sistemas son mayormente utilizados para reducir la fuerza
sustentadora.
El documento DE 4036540 describe un dispositivo
aerodinámico según el preámbulo de la reivindicación 1, y un
vehículo automotor según el preámbulo de la reivindicación 10.
La invención tiene como objeto proponer un
dispositivo aerodinámico que permita controlar los torbellinos
longitudinales y los despegues y de forma general, la estructura
global del flujo de aire sobre los elementos de la carrocería de un
vehículo automotor.
Este fin se alcanza con ayuda de un dispositivo
aerodinámico según la reivindicación 1 y la ayuda de un vehículo
automotor según la reivindicación 10.
La invención tiene por consiguiente por objeto
un dispositivo aerodinámico para un vehículo automotor,
caracterizado por que consta de al menos una hilera de generadores
de vórtices dispuesta al menos por encima, o a nivel, o por debajo
de al menos una zona de torbellino de al menos un elemento de la
carrocería del vehículo y que es desplazable por medio de un
conjunto de control entre una posición recogida y una posición
desplegada que sobresale con respecto a dichos elementos de la
carrocería para reducir la resistencia y la fuerza sustentadora de
este vehículo, la hilera de generadores de torbellinos está
sostenida por una pequilla caja independiente destinada a
integrarse en dicho elemento de la carrocería y que consta, por una
parte, de una tapa provista de una serie de compartimientos para
dichos generadores de vórtice en la posición recogida y, por otra
parte, un fondo que forma con la tapa un espacio para la ubicación
colocación del conjunto de control.
Según otras características de la invención:
- -
- cada generador de vórtice está formado por una aleta disociadora del flujo de aire en la posición desplegada, de pequeñas dimensiones cuya forma está diseñada para generar los torbellinos por debajo de esta aleta.
- -
- la aleta tiene la forma de un paralelogramo cuyos lados tienen una longitud comprendida entre los 2 y los 60 mm,
- -
- la aleta tiene la forma de un trapecio de longitud que comprende entre los 2 y los 60 mm y que consta de una base grande y una base pequeña de longitud comprendida entre los 5 y los 40 mm,
- -
- las aletas de la hilera en su posición desplegada se inclinan en un ángulo variable que comprende entre 1 y 180º
- -
- el ángulo de inclinación de las aletas de la hilera es controlado mediante un conjunto de control accionado por el conductor del vehículo.
- -
- el ángulo de inclinación de las aletas de la hilera está controlado por medio de un conjunto de control en función de las informaciones proporcionadas por al menos un medidor de presión y/o de velocidad y/o de rozamiento introducido sobre al menos uno de los susodichos elementos de la carrocería del vehículo,
- -
- las aletas de la hilera son desplazables por medio de dicho conjunto de control entre la posición recogida y la desplegada en un frenaje de urgencia,
- -
- el conjunto de control comprende un eje sobre el que están fijadas, a intervalos regulares, las aletas y un motor eléctrico que pone en rotación dicho eje por medio de engranajes.
La invención también tiene por objeto un
vehículo automotor, caracterizado por que consta al menos un
dispositivo aerodinámico como el anteriormente mencionado.
La invención será comprendida mejor al leer la
descripción que aparece a continuación, proporcionada a modo de
ejemplo y hecha en referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- la Fig. 1 es una vista esquemática en
perspectiva de la parte trasera de un vehículo automotor equipado
con al menos un dispositivo aerodinámico conforme a la
invención,
- la Fig. 2 es una vista esquemática a mayor
escala de un ejemplo de inserción de un dispositivo aerodinámico
sobre el empalme transversal entre el techo y la luna trasera de un
vehículo automotor,
- la Fig. 3 es una vista esquemática en
perspectiva ampliada del dispositivo aerodinámico conforme a la
invención,
- la Fig. 4 es una vista esquemática en corte
transversal de la cajita del dispositivo aerodinámico conforme a la
invención,
- la Fig. 5 es una vista esquemática en
perspectiva de un ejemplo de la realización del conjunto de control
del dispositivo aerodinámico conforme a la invención,
- las Figs. 6A y 6B son dos vistas esquemáticas
en perspectiva de dos modos de realización de una aleta del
dispositivo aerodinámico conforme a la invención,
- La Fig. 7 es una vista esquemática en
desviación que muestra los torbellinos longitudinales generados por
una aleta del dispositivo aerodinámico conforme a la invención,
- La Fig. 8 es una vista esquemática aérea que
muestra los torbellinos longitudinales generados por una aleta del
dispositivo aerodinámico conforme a la invención.
Los vehículos automotores, cuando se desplazan,
se someten a fuerzas que se oponen a su avance y que son los
rozamientos sólidos aerodinámicos y, a alta velocidad, el rozamiento
aerodinámico generado por las depresiones y por los despegues, las
recirculaciones y los torbellinos longitudinales de aire.
De esta forma una carrocería (2) de un vehículo
automotor (1), como se representa en las Figs. 1 y 2, contiene zonas
de baja presión donde esos fenómenos son particularmente
importantes.
Esas zonas de la carrocería (2) del vehículo
automotor (1) son por ejemplo el empalme (3) entre el techo (4) y la
luna trasera (5) y las columnas traseras (6), como se muestra en la
Fig. 1.
Esas zonas de la carrocería son también por
ejemplo, las columnas delanteras, el empalme transversal entre el
techo y el parabrisa, las aletas traseras, las zonas que rodean los
guardabarros delanteros y/o los guardabarros traseros y las zonas
base que rodean los guardabarros delanteros y/o los guardabarros
traseros.
Al referirse a las Figs. 2 y 3, el dispositivo
aerodinámico según la invención está introducido en el empalme
transversal (3) entre el techo (4) y la luna trasera (5). Los
dispositivos aerodinámicos introducidos en las otras zonas de
elementos de la carrocería (2) son idénticos.
De forma general, el dispositivo aerodinámico
está compuesto por al menos una hilera de generadores de vórtice
(11) dispuestos al menos por encima, o a nivel, o por debajo de
dicha zona de torbellino y esta hilera (10) de generadores de
vórtice (11) se puede desplazar entre una posición desplegada y
sobresaliente en relación con el techo (4) para reducir la
resistencia y la fuerza sustentadora de ese vehículo automotor.
Cada generador de vórtice (11) está formado por
una aleta (12) disociadora de flujo en la posición desplegada, como
se representa en las Figs. 1 y 2, y de pequeñas dimensiones, cuya
forma está diseñada para generar torbellinos por debajo de esta
aleta (12), como se verá posteriormente.
Ese tipo de aletas está descrito en la solicitud
de patente francesa No. 0305923 del 16 de mayo del 2003 a nombre de
la Demandante.
Cada generador de vórtice (11) formado por una
aleta (12) está colocado en una cajita independiente designada por
la referencia 15 en las Figs. 2 a la 4. Esta cajita (15) está
ubicada en un compartimiento (8) de forma complementaria a esta
cajita (15) y colocado en el elemento de la carrocería destinado a
recibir dicha cajita (15), como por ejemplo el empalme transversal
(3) entre el techo (4) y la luna trasera (5).
La cajita (15) presenta una forma general
paralelepípedo y consta de una tapa (16) y de un fondo (17). La tapa
(16) está provista de una serie de compartimientos (18) teniendo
cada uno una forma complementaria a una aleta (12) de forma tal que
le permita recibir las aletas (12) en la posición plegada de la
hilera (10).
De este modo, en la posición recogida, las
aletas (12) se introducen en los compartimientos (18) y, de esa
forma, se colocan al nivel de la superficie de la tapa (16) y del
elemento de la carrocería en el cual se ha introducido la cajita
(15).
La tapa (16) y el fondo (17) de la cajita (15)
forman un compartimiento para un conjunto de control designado por
la referencia general 20 para desplazar la hilera (10) de aletas
(12) desde la posición recogida hacia la posición desplegada en la
que sobresalen.
Como se muestra en la Fig. 5, este conjunto de
control (20) está constituido por un eje (21) sobre el cual se
fijan, a intervalos regulares, las aletas (12) y por un motor
eléctrico (22) que hace rotar dicho eje (21) y por consiguiente las
aletas (12) por medio del engranaje (23). El motor eléctrico (20)
está formado por ejemplo por un servo-motor, un
motor paso a paso, un motor de corriente continua o un
motor-reductor o cualquier otro dispositivo de
acciona-
miento.
miento.
Según un primer modo de realización representado
en la Fig. 6a, cada aleta (12) tiene la forma de un paralelogramo
cuyos lados tienen una longitud comprendida entre 2 y 60 mm.
Según un segundo modo de realización
representado en la Fig. 6B, cada aleta (12) tiene la forma de un
trapecio de una longitud (L) comprendida entre 2 y 60 mm y consta
de una base grande (12a) y una base pequeña (12b) de longitud (11 y
12 respectivamente) comprendida entre 5 y 40 mm.
Se pueden tener en cuenta otras formas para cada
aleta (12).
Según se muestra en la Fig. 4, esas aletas (12)
de la hilera (10) forman, en la posición desplegada de dicha hilera,
un ángulo \alpha con la tapa (18) de la cajita (15) comprendido
entre 1 y 180º.
Según un primer modo de realización, el ángulo
"\alpha" de inclinación de las aletas (12) de la hilera (10)
está controlado por medio de un conjunto de control (20) accionado
por el conductor de vehículo.
Según un segundo modo de realización, el ángulo
"\alpha" de inclinación de las aletas (12) de la hilera (10)
está controlado por medio de un conjunto de control (20) en función
de la información proporcionada por medio de un medidor de presión,
no representado, y/o de velocidad y/o de rozamiento colocado en al
menos uno de los elementos de la carrocería del vehículo
automotor.
La velocidad a la cual las aletas (12) de la
hilera (10) giran en posición desplegada puede establecerse
arbitrariamente a un valor determinado.
Según un tercer modo de realización, las aletas
(12) de la hilera (10) son desplazables por medio de un conjunto de
control (20) entre las posiciones recogida y desplegada, por ejemplo
al efectuar un frenado de emergencia.
Así mismo, el conjunto de control (20) se activa
muy rápidamente de forma que mejore la fuerza sustentadora trasera
del vehículo y ayude al conductor a mantener el control del
vehículo.
Finalmente, el ángulo "\alpha" de
inclinación de las aletas (12) de la hilera (10) puede ser
controlado a cada instante por el conjunto de control (20) en
función de la velocidad del vehículo.
Este conjunto de control (20) es lo
suficientemente fuerte para soportar las fuerzas aerodinámicas
ejercidas sobre las aletas por el flujo de aire y también permite
la reintegración de esas aletas a la cajita incluso aunque el
vehículo se desplace a alta velocidad. También presenta una dinámica
rápida de forma que pueda desplegar las aletas veloz y
repetidamente.
Cada aleta (12) disociadora del flujo de aire
presenta por tanto, una forma determinada que genera torbellinos
(A) por debajo de dicha aleta (12), como se muestra en las Figs. 7 y
8, lo que permite reducir la resistencia aerodinámica y la fuerza
sustentadora del vehículo automotor, sea éste monochasis,
bi-chasis o chasis integral. Detrás de cada aleta
(12), se produce igualmente una zona de recirculación (B). Esas
aletas desvían las estructuras de torbellino generadas alrededor de
la carrocería del vehículo automotor.
Finalmente, el dispositivo aerodinámico según la
invención presenta la ventaja de constituir una ligera sobrecarga
con el fin de facilitar su integración a un vehículo de producción
en serie y presenta un precio que resulta asequible.
Claims (10)
1. Dispositivo aerodinámico para un vehículo
automotor, constando dicho dispositivo aerodinámico de al menos una
hilera (10) de generadores de vórtice (11) los cuales pueden
colocarse al menos por encima, o a nivel, o por debajo de, al menos
una zona de torbellino de al menos un elemento (4, 5, 6) de la
carrocería (2) del vehículo, dicha al menos una hilera de
generadores de vórtice, pudiendo ser desplazada mediante un conjunto
de control (20) entre una posición recogida y una posición
desplegada que sobresale con respecto a dicho elemento de la
carrocería para reducir la resistencia aerodinámica y la fuerza de
sustentación del vehículo, caracterizada porque el
dispositivo aerodinámico consta además de una cajita independiente
(15), la hilera (10) de generadores de vórtice (11) está sustentada
por dicha cajita (15) independiente y estando dicha cajita (15)
independiente integrada a dicho elemento de la carrocería y
constando, por una parte, de una tapa (16) provista de una serie de
compartimientos (18) para dichos generadores de vórtice (11) en la
posición recogida y, por otra parte, de un fondo (17) que forma con
la tapa (15) un espacio (19) que constituye un compartimiento para
el conjunto de control (20).
2. Dispositivo aerodinámico según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada generador de
vórtice (11) está formado por una aleta (12) disociadora del flujo
de aire en la posición desplegada, de pequeñas dimensiones y de
forma determinada para generar torbellinos por debajo de esta aleta
(12).
3. Dispositivo aerodinámico según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la aleta (12)
presenta forma de paralelogramo cuyos lados tienen una longitud
comprendida entre 2 y 60 mm.
4. Dispositivo aerodinámico según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la aleta (12)
tiene la forma de un trapecio de longitud comprendida entre 2 y 60
mm y que consta de una base grande y de una base pequeña de longitud
comprendida entre 5 y 40 mm.
5. Dispositivo aerodinámico según una cualquiera
de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado porque
las aletas (12) de la hilera (10) en su posición desplegada están
inclinadas en un ángulo variable comprendido entre 5 y 120º.
6. Dispositivo aerodinámico según una cualquiera
de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque
el ángulo de inclinación de las aletas (12) de la hilera (10) puede
controlarse por medio del conjunto de control (20) accionado por el
conductor del vehículo.
7. Dispositivo aerodinámico según una cualquiera
de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque
el ángulo de inclinación de las aletas (12) de la hilera (10) puede
controlarse por medio del conjunto de control (20) en función de
las informaciones proporcionadas por al menos un medidor de presión
y/o de velocidad y/o de fricción colocado en al menos uno de dichos
elementos de la carrocería del vehículo.
8. Dispositivo aerodinámico según una cualquiera
de las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizado porque
las aletas (12) de la hilera (10) son desplazables por medio de
dicho conjunto de control (20) entre las posiciones recogida y
desplegada cuando se realiza un frenado de emergencia.
9. Dispositivo aerodinámico según una cualquiera
de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado porque
el conjunto de control (20) consta de un eje (21) sobre el cual se
fijan, a intervalos regulares, las aletas (12) y un motor eléctrico
(22) que hace girar dicho eje (21) por medio de engranajes (23).
10. Vehículo automotor, caracterizado
porque consta de al menos un dispositivo aerodinámico (10) según una
de cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
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