ES2277221T3 - Un dispositivo de reduccion de la resistencia al avance y de la competencia vertical y vehiculo automovil equipado con tal dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Vehículo automóvil, del tipo que comprende un dispositivo de reducción de la resistencia al avance y de la componente vertical, caracterizado porque el dispositivo comprende río arriba de un cárter de rueda (6) de al menos una rueda posterior (4) del vehículo, un cangilón (11) situado por debajo de los bajos (7) y que comprende una entrada (12) dirigida hacia la parte delantera del vehículo, estando el indicado cangilón (11) conectado por un conducto (14) con al menos una ranura (15) prevista en el indicado cárter de rueda (6) delante de la rueda posterior (4), para crear una cortina de aire vertical que impide la circulación exterior precipitarse en este cárter de rueda (6).
Description
Un dispositivo de reducción de la resistencia al
avance y de la componente vertical y vehículo automóvil equipado con
tal dispositivo.
La presente invención se refiere a un vehículo
automóvil equipado con un dispositivo de reducción de la resistencia
al avance y de la componente vertical.
Los vehículos automóviles, cuando se desplazan,
son sometidos a un cierto número de fuerzas que se oponen a su
avance. Estas fuerzas son en particular las fricciones sólidas, es
decir los contactos de las ruedas con el suelo, y las fricciones
aerodinámicas, como por ejemplo las fricciones del aire sobre las
paredes de la carrocería del vehículo.
Además de estas fricciones, los vehículos
automóviles están sometidos a una tercera fuente de fuerzas que se
oponen igualmente a su avance. Estas fuerzas son las fuerzas
aerodinámicas ejercidas sobre el vehículo a través de las zonas de
sobrepresión y depresión. En efecto, a alta velocidad, estas fuerzas
se vuelven dominantes con relación a las demás y juegan un papel
esencial en el consumo y la estabilidad del vehículo.
Estas fuerzas aerodinámicas son esencialmente
generadas por las depresiones creadas por las modificaciones de la
circulación de un fluido, las recirculaciones y los torbellinos
longitudinales del aire. Las recirculaciones y por consiguiente las
zonas de baja presión son importantes en la parte posterior del
vehículo y particularmente a nivel de la luneta posterior y del
maletero. En efecto, las circulaciones del aire en la parte
posterior de los vehículos automóviles son complejas y, en general,
se produce un equilibrio entre las modificaciones de la circulación
de un fluido y los torbellinos longitudinales.
Los dispositivos utilizados en aerodinámica
automóvil intervienen en las modificaciones de la circulación de un
fluido que tienen lugar en la parte posterior del vehículo, en
particular en la zona de la unión entre el pabellón y la luneta
posterior, por una parte, y la luneta posterior y el maletero, por
otra parte.
Si efectivamente las depresiones mayores y las
principales estructuras de torbellino y las modificaciones se
generan en la parte posterior del vehículo automóvil, la zona de las
ruedas y de los cárteres de rueda es igualmente una zona crítica. En
efecto, la circulación del aire se precipita en el cárter de ruedas
y se observa muy a menudo una modificación de la circulación río
debajo de éste.
Se observa igualmente siempre una estela
importante detrás de las ruedas del vehículo y la estela de las
ruedas delanteras encuentra las ruedas traseras y modifica su
estela. La estela de las ruedas y la circulación del aire por los
cárteres de ruedas actúan también directamente sobre la circulación
del aire a la altura de los bajos del vehículo, modificando así el
caudal de aire que sale por debajo del vehículo y por ello mismo
modifican la estructura de la circulación del aire en la parte
posterior del vehículo automóvil.
Así, la zona de las ruedas y de los cárteres de
ruedas es una zona muy sensible para la aerodinámica del vehículo y
los constructores estiman que estas zonas contribuyen por término
medio al 15% del valor de coeficiente de penetración en el aire del
vehículo automóvil.
El documento DE 10213188 A1 describe un vehículo
automóvil equipado río arriba de un cárter de rueda , un cangilón
que comprende una entrada dirigida hacia la parte delantera del
vehículo, estando el indicado cangilón previsto en el indicado
cárter de rueda, detrás de la rueda delantera.
La invención tiene por objeto proponer un
vehículo automóvil equipado con un dispositivo de reducción de la
resistencia al avance y de la componente vertical que permite
modificar la estructura de la circulación del aire a nivel de las
ruedas posteriores y de los cárteres de rueda posteriores y que
permite no solamente disminuir la componente vertical posterior y
por consiguiente mejorar la estabilidad, sino también favorecer la
disminución de la resistencia al avance del vehículo y por
consiguiente el consumo de este último.
La invención tiene por consiguiente por objeto
un vehículo automóvil, del tipo que comprende un dispositivo de
reducción de la resistencia al avance y de la componente vertical,
caracterizado porque comprende río arriba de un cárter de rueda de
al menos una rueda posterior del vehículo, un cangilón situado por
debajo de los bajos del vehículo y que comprende una entrada de aire
dirigida hacia la parte delantera de este vehículo, estando el
indicado cangilón conectado por un conducto a por lo menos una
ranura prevista en el indicado cárter de rueda delante de la rueda
trasera para crear una cortina de aire vertical que impida a la
circulación externa precipitarse en este cárter de rueda.
Según otras características de la invención:
- el cangilón se fija por debajo de los bajos
del vehículo,
- el cangilón se puede desplazar entre una
posición oculta integrada en los bajos del vehículo y una posición
desplegada fija que pasa por debajo de dichos bajos, siendo el
desplazamiento de este cangilón entre estas posiciones accionado por
al menos un órgano de accionamiento en función de las informaciones
proporcionadas por al menos un captador de asiento del vehículo y/o
de presión y/o de velocidad y/o de fricción implantado en la
carrocería del vehículo.
- el cangilón se puede desplazar entre una
posición oculta integrada en los bajos del vehículo y una posición
desplegada que pasa por debajo de dichos bajos, siendo la altura del
paso del cangilón variable y pilotada por al menos un órgano de
accionamiento en función de informaciones proporcionadas por al
menos un captador de asiento del vehículo y/o de presión y/o de
velocidad y/o de fricción implantado en la carrocería del
vehículo.
- la sección de entrada de aire del cangilón en
su posición desplegada está pilotada para controlar el caudal de
aire en función de informaciones proporcionadas por al menos un
captador de velocidad y/o de presión y/o de fricción.
- la relación entre la sección de entrada de
aire del cangilón y la sección de la indicada ranura se encuentra
comprendida entre 0,1 y 3,
- el fondo del cangilón presenta un perfil
longitudinal redondeado,
- el cangilón tiene una longitud comprendida
entre 10 y 60 cm,
- la indicada ranura de salida de aire es fija y
la dirección de la cortina de aire es constante,
- la indicada ranura de salida de aire es móvil
para pilotar la dirección de la cortina de aire en función de
informaciones proporcionadas por al menos un captador de asiento del
vehículo y/o de presión y/o de fricción y/o de velocidad montado en
la carrocería del vehículo,
- la indicada ranura está dispuesta sobre el
borde exterior del paso de rueda,
- la indicada ranura se extiende sustancialmente
desde el borde inferior del cárter de rueda hasta la cima de dicho
cárter de rueda,
- el conducto se estrecha desde la entrada a la
ranura y converge hacia la indicada ranura.
La invención se comprenderá mejor con la lectura
de la descripción que sigue, dada a título de ejemplo y realizada
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la Figura 1 es una vista esquemática por
debajo de un vehículo automóvil equipado con al menos un dispositivo
de reducción de la resistencia al avance y de la componente vertical
conforme a la invención;
- la Figura 2 es una vista esquemática por el
lado de la parte posterior del vehículo automóvil equipada con el
dispositivo conforme a la invención,
- la Figura 3 es una vista esquemática en
perspectiva del paso de rueda posterior equipado con el dispositivo
conforme a la invención.
Los vehículos automóviles, cuando se desplazan,
están sometidos a fuerzas que se oponen a su avance y que son las
fricciones sólidas, las fricciones aerodinámicas y, de alta
velocidad, las fuerzas aerodinámicas generadas por las depresiones y
por las modificaciones de la circulación, las recirculaciones y los
torbellinos longitudinales del aire.
Así, una carrocería 2 de un vehículo automóvil 1
comprende una parte posterior formada por elementos de carrocería
que generan zonas de depresión donde estos fenómenos son
particularmente importantes.
Pero, las ruedas delantera 3 y las ruedas
traseras 4 así como los cárteres de ruedas delanteros 5 y los
cárteres de ruedas traseros 6, como se ha mostrado en la figura 1,
son zonas igualmente críticas donde se producen también estos
fenómenos de depresión.
Cada rueda genera una estela importante y es
esta estela la que es responsable de las fuerzas que se oponen a su
avance individual de cada una de las ruedas.
En efecto, la circulación del aire se precipita
en los cárteres de ruedas 5 y 6 y se produce muy a menudo una
modificación de la circulación río abajo de estos. Las ruedas 3 y 4
generan igualmente una estela importante detrás de éstas si bien la
estela de las ruedas delanteras 3 encuentra las ruedas traseras 4 y
modifica su estela. Así, la estela de las ruedas 3 y 4 de la
circulación del aire en los cárteres de ruedas 5 y 6 actúan también
directamente sobre la circulación del aire en los bajos 7 del
vehículo automóvil modificando así el caudal de aire que sale por
debajo de este vehículo y por ello mismo modifica la estructura de
la circulación del aire en la parte posterior del vehículo
automóvil.
Así como se ha representado en las figuras, el
vehículo automóvil 1 está equipado, a nivel de los cárteres de
ruedas 5 de las ruedas delanteras 3 y/o de los cárteres de ruedas 6
de las ruedas posteriores 4 , con un dispositivo 10 de reducción de
la resistencia al avance y de la componente vertical de dicho
vehículo automóvil.
Cada dispositivo 10 está formado por un cangilón
11 situado por debajo de los bajos 7 del vehículo y río arriba del
cárter de rueda 5 de la rueda delantera 3 correspondiente y/o del
cárter de rueda 6 de la rueda posterior 4 correspondiente. Esta
cangilón 11 comprende una entrada 12 dirigida hacia la parte
delantera del vehículo y de preferencia que se extiende
perpendicularmente al eje longitudinal de este vehículo
automóvil.
En lo que sigue, la descripción se realizará
para un cangilón 11 situado delante de una rueda posterior 3, siendo
el cangilón 11 situado delante de una rueda delantera 3
idéntico.
Así como se muestra más particularmente en las
figuras 2 y 3, el cangilón 11 comprende en su parte superior una
abertura 13 que está conectada por un conducto 14 a al menos una
ranura 15 prevista en el cárter de rueda 6.
De preferencia, el fondo 11a del cangilón 11
presenta un perfil longitudinal redondeado y este cangilón 11 tiene
una longitud comprendida entre 10 y 60 cm.
La ranura 15 está de preferencia situada sobre
el borde exterior 6a del cárter de rueda 6, así como se ha
representado en la Figura 3 y esta ranura 15 se extiende
sustancialmente desde el borde inferior de este cárter de rueda
hasta la cima de dicho cárter de rueda 6.
Según una variante, varias ranuras 15 pueden
disponerse las unas paralelamente a las otras y que están conectadas
con la entrada 12 del cangilón 11 por el conducto 14. Este conducto
14 se estrecha de la entrada 12 a la ranura 15 y converge hacia la
ranura 15n así como se muestra en la figura 1.
El cangilón 11 situado delante de cada rueda
trasera 4 permite recuperar el aire allí donde la presión es
importante lo cual permite obtener un caudal importante cuando el
vehículo marcha a alta velocidad. Este flujo de aire es dirigido
hacia el cárter de rueda 6 correspondiente con la ayuda del conducto
14 y este flujo de aire sale de nuevo por la ranura 15 prevista en
el cárter de rueda 6 con el fin de formar una cortina de aire
vertical representada en las figuras 2 y 3 por las flechas
"f".
Este flujo de aire "f" protege la rueda
posterior 4 del impacto de aire incidente que permite así crear una
faldilla fluida, es decir una protección fluida delante de la rueda
posterior 4 y un carenado fluido, es decir una protección fluida del
cárter de rueda 6.
La creación de este carenado fluido tiene por
objeto impedir al aire que circula alrededor del vehículo se
precipite en el cárter de rueda 6 correspondiente y evitar así la
creación de importantes zonas de recirculación y de circulación
complejas que penalizan la resistencia al avance y la componente
vertical del vehículo.
Además, la presencia del cangilón 11 delante de
la rueda posterior 5 permite proteger esta rueda del impacto del
aire incidente y por consiguiente reducir las zonas de modificación
de la circulación alrededor de la parte delantera de esta rueda
posterior 4.
De preferencia, la relación entre la sección Ae
de la entrada 12 del cangilón 11 y la sección As de la ranura 15
está comprendida entre 0,1 y 3.
Por este motivo, la velocidad del flujo de aire
así creada es inferior o igual a la velocidad del aire alrededor del
vehículo lo cual asegura una buena eficacia de este dispositivo.
Según un primer modo de realización, el cangilón
11 es fijo por debajo de los bajos 7 del vehículo.
Según un segundo modo de realización, el
cangilón 11 se puede desplazar entre una posición oculta integrada
en los bajos 7 y una posición desplegada fija que pasa por debajo de
estos bajos 7.
El desplazamiento del cangilón 11 entre estas
dos posiciones es accionado por al menos un órgano de accionamiento
de tipo clásico, no representado, en función de informaciones
proporcionadas por al menos un captador, no representado, de asiento
del vehículo y/o de presión y/o de velocidad y/o de fricción montado
en la carrocería del vehículo automóvil.
Según un tercer modo de realización, la altura
de paso del cangilón 11 en su posición desplegada por debajo de los
bajos 7 es variable y está pilotada por al menos un órgano de
accionamiento de tipo clásico, no representado, en función de
informaciones proporcionadas por al menos un captador, no
representado, de asiento del vehículo y/o de presión y/o de
velocidad y/o de fricción montado en la carrocería de este vehículo
automóvil.
Según otra variante, la ranura 15 de salida de
aire es fija y la dirección de la cortina de aire es constante sean
cuales fueren las condiciones exteriores, como por ejemplo la
velocidad del vehículo automóvil.
Según también otra variante, la ranura 15 de
salida del aire es móvil lo cual permite pilotar la dirección de la
cortina de aire en función de las condiciones exteriores. A título
de ejemplo, la dirección de esta cortina de aire puede ser pilotada
por medios adecuados de tipo clásico, por ejemplo por un captador,
no representado, de asiento y/o de presión y/o de fricción y/o de
velocidad.
El dispositivo de reducción de la resistencia al
avance y de la componente vertical se aplica a un vehículo automóvil
ya sea monoespacio, de dos cuerpos o tres cuerpos y permite por
consiguiente reducir la resistencia al avance y la componente
vertical de este vehículo y, por este hecho, disminuir el consumo de
energía y aumentar la estabilidad de dicho vehículo.
Claims (13)
1. Vehículo automóvil, del tipo que comprende un
dispositivo de reducción de la resistencia al avance y de la
componente vertical, caracterizado porque el dispositivo
comprende río arriba de un cárter de rueda (6) de al menos una rueda
posterior (4) del vehículo, un cangilón (11) situado por debajo de
los bajos (7) y que comprende una entrada (12) dirigida hacia la
parte delantera del vehículo, estando el indicado cangilón (11)
conectado por un conducto (14) con al menos una ranura (15) prevista
en el indicado cárter de rueda (6) delante de la rueda posterior
(4), para crear una cortina de aire vertical que impide la
circulación exterior precipitarse en este cárter de rueda (6).
2. Vehículo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cangilón (11) se fija por debajo de
los bajos (7) del vehículo.
3. Vehículo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cangilón (11) es desplazable entre
una posición oculta integrada en los bajos (7) del vehículo y una
posición desplegada fija que pasa por debajo de dichos bajos (7),
siendo accionado el desplazamiento de este cangilón (11) entre estas
posiciones por al menos un órgano de accionamiento en función de las
informaciones proporcionadas por al menos un captador de asiento del
vehículo y/o de presión y/o de velocidad y/o de fricción implantado
en la carrocería (2) del vehículo automóvil.
4. Vehículo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cangilón (11) se puede desplazar
entre una posición oculta integrada en los bajos (7) del vehículo y
una posición desplegada que pasa por debajo de los indicados bajos
(7), siendo la altura de paso del cangilón (11) variable y pilotado
por al menos un órgano de accionamiento en función de informaciones
proporcionadas por al menos un captador de asiento del vehículo y/o
de presión y/o de fricción implantado en la carrocería (2) del
vehículo.
5. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la sección de
entrada de aire (12) del cangilón (11) en su posición desplegada
está pilotada para controlar el caudal de aire en función de
informaciones proporcionadas por al menos un captador de velocidad
y/o de depresión y/o de fricción.
6. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la relación
entre la sección de entrada de aire (12) del cangilón (11) y la
sección de la ranura (15) se encuentra comprendida entre 0,1 y
3.
7. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el fondo (11a)
del cangilón (11) presenta un perfil longitudinal redondeado.
8. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cangilón (11)
tiene una longitud comprendida entre 10 y 60 cm.
9. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la indicada
ranura (15) de salida de aire es fija y la dirección de la cortina
de aire es constante.
10. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la indicada
ranura (15) de salida de aire es móvil para pilotar la dirección de
la cortina de aire en función de informaciones proporcionadas por al
menos un captador de asiento del vehículo y/o de presión y/o de
fricción y/o de velocidad implantado en la carrocería del vehículo
automóvil.
11. Vehículo según un a cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la indicada
ranura (15) está dispuesta sobre el borde exterior del cárter de
rueda (6).
12. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la indicada
ranura (15) se extiende sustancialmente desde el borde inferior del
cárter de rueda (6) hasta la parte superior de dicho cárter de rueda
(6).
13. Vehículo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el conducto
(14) se estrecha desde la entrada (12) a la ranura (15) y converge
hacia la indicada ranura (15).
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