TOBERA DE INYECCIÓN PARA LA MEJORA AERODINÁMICA EN VEHÍCULOS.

Tobera de inyección para la mejora aerodinámica en vehículos.

Tobera de inyección para la mejora aerodinámica de vehículos,

en particular motocicletas, que comprende un cuerpo principal alargado de forma curvada y sección variable, con una boca de entrada de aire en un primer extremo, para la recogida del flujo de aire incidente y, una boca de salida en un segundo extremo, para la salida del mismo.

El aire recogido por la boca de entrada es conducido a contracorriente por el cuerpo principal hasta la boca de salida, modificando el perfil aerodinámico del vehículo. El cuerpo principal puede comprender medios que eviten el desprendimiento de la capa límite y medios que aumentan la velocidad de salida del flujo de aire.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201132143.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE MALAGA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SIMON MATA,ANTONIO, CABRERA CARRILLO,JUAN ANTONIO, GARCÍA RUBIO,Antonio, DEL PINO PEÑAS,Carlos Manuel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B62D35/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B62 VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO QUE POR RAILES.B62D VEHICULOS DE MOTOR; REMOLQUES (dirección o guiado de máquinas o instrumentos agrícolas según un recorrido determinado A01B 69/00; ruedas, ruedecillas pivotantes, mejora de la adherencia de ruedas B60B; neumáticos para vehículos, inflado de neumáticos, cambio o reparación de neumáticos B60C; conexiones entre vehículos de un mismo tren o de un conjunto similar B60D; vehículos raíl-carretera, vehículos anfibios o transformables B60F; disposiciones de suspensión B60G; calefacción, refrigeración, ventilación u otros dispositivos de tratamiento del aire B60H; ventanas, parabrisas, techos descapotables, puertas o dispositivos similares, cubiertas de protección para vehículos fuera de servicio B60J; disposiciones de conjuntos de propulsión, accionamientos auxiliares, transmisiones, disposición de instrumentos o tableros de a bordo B60K; equipo eléctrico o propulsión de vehículos de tracción eléctrica B60L; alimentación de energía eléctrica para vehículos de tracción eléctrica B60M; disposiciones para pasajeros no previstas en otro lugar B60N; vehículos adaptados al transporte de cargas o para llevar cargas u objetos especiales B60P; adaptación de los dispositivos de señalización o de iluminación, su montaje o soporte, circuitos a este efecto, para vehículos en general B60Q; vehículos, equipos o partes de vehículos, no previstos en otro lugar B60R; servicio,limpieza, reparación, elevación o maniobra, no previstos en otro lugar B60S; frenos, sistemas de control de frenos o partes de estos sistemas B60T; vehículos de colchón de aire B60V; ciclos de motor, sus accesorios B62J, B62K; ensayo de vehículos G01M). › Cajas de vehículos caracterizadas por su aerodinamismo.
  • B62K11/00 B62 […] › B62K CICLOS; CUADROS PARA CICLOS; DISPOSITIVOS DE DIRECCION; MANDOS ACCIONADOS POR EL CONDUCTOR ADAPTADOS ESPECIALMENTE A LOS CICLOS; SUSPENSION DE CUBOS DE RUEDAS DE CICLOS; SIDECARS, REMOLQUES DELANTEROS O VEHICULOS ADICIONALES SIMILARES PARA CICLOS.Motocicletas, velomotores o scooters con una o dos ruedas (accesorios perfilados partes carenadas que no forman cuerpo con el cuadro B62J; transmisión del accionamiento de ruedas desde el motor B62M).
TOBERA DE INYECCIÓN PARA LA MEJORA AERODINÁMICA EN VEHÍCULOS.

Fragmento de la descripción:

Campo técnico de la invención La presente invención corresponde al campo técnico del motor, en concreto a las condiciones aerodinámicas aplicadas a los vehículos, especialmente los de dos ruedas, para obtener una mejora en sus prestaciones.

Antecedentes de la Invención En la actualidad, en el mundo del motor, tanto aplicado a los vehículos de cuatro como de dos ruedas, existe una lucha interna entre las distintas casas de los vehículos por encontrar el elemento clave, la mejora indispensable, … aquello que en definitiva, aumente las prestaciones del vehículo frente a los resultados obtenidos por la competencia. Esto se observa de forma muy explícita en las carreras automovilísticas y de motociclismo, en las que la aplicación de un determinado elemento en un vehículo, mejora sus tiempos, consumos,

rendimiento… Con este objetivo, el estudio de la aerodinámica es uno de los temas más analizados por ingenieros y mecánicos, pues conseguir la reducción de la resistencia que ejerce el aire al avance de un vehículo es de gran importancia en la mejora del comportamiento del mismo.

Uno de los sistemas más extendido es la utilización del mismo aire que se opone al avance del vehículo, en beneficio propio, recogiéndolo inicialmente para después volver a expulsarlo contrarrestando el aire incidente.

En el estado de la técnica se han encontrado varios ejemplos de documentos que tratan la mejora de la aerodinámica en los vehículos, mediante esta técnica, pudiendo mencionarse a modo de ejemplo las de referencia US2010181434-A1, SU1096155-A, DE1817080-A1, JP9169295-A y DE19520515-A1, ES2289920-A1.

En el primero de los casos, el documento de referencia US2010181434-A1, es un sistema utilizado en aviones, en el que se presenta un método de modificación pasiva de superficies aerodinámicas microperforadas, mediante una entrada de aire que capta el aire exterior y que, mediante un difusor, conecta la entrada a una cavidad de succión próxima a la superficie porosa, donde el aire conducido a contracorriente se utiliza para mejorar la estabilidad y sustentación de los aviones aprovechando el aire incidente sobre una parte del mismo, generalmente las alas.

En el caso de los documentos de referencia SU1096155-A, DE1817080-A1 y JP9169295-A son sistemas que tratan la mejora aerodinámica de un vehículo mediante la impulsión de cortinas de aire a contracorriente para lo que utilizan dispositivos tales como compresores u otros similares.

En el documento SU1096155-A, se utiliza un compresor para crear un colchón de aire con un ángulo de circulación forzada tal que la trayectoria del mismo modifique la del aire incidente por encima de la altura del vehículo.

En el caso de los documentos DE1817080-A1 y JP9169295-A, se aplica a la mejora de la circulación de un barco y utilizan unas hélices que son las que generan la impulsión del flujo de agua dentro de una tobera en el primer caso y, una bomba que impulsa hacia la parte frontal el agua succionada a través de aberturas, en el segundo.

Para el caso de los documentos de referencia DE19520515-A1 y ES2289920-A1, los sistemas de mejora de aerodinámica utilizan la impulsión de cortinas de aire en direcciones diferentes a la dirección principal del flujo.

En la primera de ellas, la DE19520515-A1, al menos un canal incorporado al parabrisas de una motocicleta, toma el aire de más abajo y lo desvía hacia arriba, de manera que este aire desvía el viento que fluye sobre el parabrisas hacia arriba mejorando el confort de la conducción.

En la segunda, la ES2289920-A1, aplicada especialmente a ferrocarriles, se generan corrientes de aire en la parte anterior del vehículo, más o menos perpendiculares a la dirección del avance.

Como puede observarse en los ejemplos existentes en el estado de la técnica son métodos que tratan, en el primer caso, la mejora de la estabilidad y sustentación de un avión, aspecto que difiere de la aerodinámica en sí de un vehículo en su conjunto y, en el resto de los casos mencionados, la mejora aerodinámica mediante la interposición de un flujo o cortina de aire que desvía el flujo de aire que incide directamente sobre el vehículo, disminuyendo la resistencia que este ejerce al avance del vehículo en cuestión. En algunos casos se hace a contracorriente y en otros en direcciones diferentes a la del flujo incidente.

Se observa que para conseguir este fin, se necesita en varios de los ejemplos mencionados, concretamente los que crean un flujo de aire a contracorriente, algún tipo de dispositivo que genere dicho flujo. Esto supone ya una complicación en la fabricación y montaje, pudiendo no ser válido en algunos tipos de vehículos como las motocicletas por ejemplo, con menos espacio para la instalación de dispositivos nuevos.

Existe, tal y como se ha visto, un documento en el estado de la técnica, que utiliza un difusor que conduce el flujo de aire a contracorriente hacia la región aguas arriba sin necesidad de ningún dispositivo adicional. Sin embargo, este sistema no tiene el objetivo de variar la forma aerodinámica del vehículo, en su caso un avión, sino la de modificar el flujo de perfiles aerodinámicos o alas. Además, en este documento US2010181434-A1 del estado de la técnica, la toma de aire se realiza en un lateral donde el aire incide tangencialmente, por lo que debe colocarse en la entrada una superficie que intercepte una porción del flujo de aire y lo conduzca al interior del difusor, no consiguiéndose por tanto una captación efectiva del aire al no formar la entrada un determinado ángulo con respecto a la dirección principal del flujo.

Por otro lado, salvo estos documentos, con creación de flujo a contracorriente, mediante dispositivos añadidos, el resto de documentos genera un colchón de aire en otras direcciones, que lo que tratan es de interponer una barrera de resistencia al aire incidente, imponiendo o formando un perfil algo más aerodinámico del vehículo.

En la búsqueda de la forma que ofrezca una menor resistencia aerodinámica se ha conseguido determinar la forma ideal que permite disminuir el rozamiento y por tanto aumentar la velocidad. Dicha forma es la de un perfil esbelto, entendiendo por éste, aquel perfil que posee una adaptación más óptima al flujo incidente. De hecho esta forma, aparece constantemente en la naturaleza, como por ejemplo en el cuerpo y las alas de los pájaros, en el cuerpo de lo peces, de los delfines…

De este modo, si se consigue generar en un vehículo una forma aerodinámica, lo más cercana a un perfil esbelto, el resultado será una menor resistencia aerodinámica y como consecuencia un mejor funcionamiento y prestaciones del mismo.

No obstante, todos los documentos encontrados en el estado de la técnica generan diversas modificaciones respecto a la forma original del vehículo tratando de mejorar su aerodinámica, pero en ningún caso consiguen obtener la forma aerodinámica de un perfil esbelto, sino que tratan de suavizar la figura del vehículo, generando una cortina de aire que desvía el flujo para impedir un impacto frontal del aire incidente con el vehículo.

Por tanto no se obtienen las máximas reducciones de resistencia aerodinámica que se podrían obtener con una forma más aproximada a la de un perfil esbelto.

Descripción de la invención La tobera de inyección para la mejora aerodinámica de vehículos, especialmente motocicletas, que aquí se propone, comprende un cuerpo principal alargado de forma curvada que presenta una boca de entrada de aire en un primer extremo, y una boca de salida en un segundo extremo del mismo.

La forma de dicha tobera de inyección, consigue mediante un efecto Venturi, aumentar la velocidad de salida del aire sin la utilización de ningún otro tipo de dispositivo. Para ello, el flujo de aire incidente que se recoge en la boca de entrada de la misma, es conducido a contracorriente por el cuerpo principal hasta la boca de salida de aire, por donde sale de nuevo al exterior, modificando el perfil aerodinámico del vehículo, aproximándolo a la forma de un perfil más esbelto, que se adapte mejor al flujo incidente.

La sección de la boca de entrada de aire, puede ser de cualquier forma geométrica, al igual que la sección de la boca de salida, de manera que, la invención aquí descrita es válida para cualquier tipo de sección desde la entrada hasta la salida.

Para conseguir la forma de tobera convergente a la hora de realizar la fabricación, se utiliza cualquier tipo de material con buenas propiedades de acabado superficial, ya sea liso o rugoso, tanto en la superficie exterior como en la interior. En la superficie interior del cuerpo principal de la tobera de inyección que aquí...

 


Reivindicaciones:

1. Tobera de inyección (1) para la mejora aerodinámica de vehículos, en particular motocicletas, caracterizada por que comprende -un cuerpo principal (2) alargado de forma curvada que comprende una boca de entrada (3) de aire en un primer extremo, para la recogida del flujo de aire incidente y, una boca de salida (4) en un segundo extremo de dicho cuerpo principal (2) , para la salida del aire recogido por la boca de entrada (3) , -donde el cuerpo principal (2) presenta una sección variable con un diámetro principal D1 en la boca de entrada (3) de aire y un diámetro principal D2 en la boca de salida (4) , -donde el aire recogido por la boca de entrada (3) es conducido a contracorriente por el cuerpo principal (2) hasta la boca de salida (4) , modificando el perfil aerodinámico del vehículo.

2. Tobera de inyección (1) , según la reivindicación 1, caracterizada por que el cuerpo principal (2) puede comprender en la superficie interior de la zona de curvatura unos medios que evitan el desprendimiento de la capa límite (5) , preferentemente formados por unos álabes guía.

3. Tobera de inyección (1) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el cuerpo principal (2) puede comprender en la superficie interior de la zona próxima a la boca de salida (4) del flujo de aire, unos medios que aumentan la velocidad (6) de salida del mismo, preferentemente formados por unos álabes en forma de tornillo sin fin.

4. Tobera de inyección (1) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el cuerpo principal (2) se encuentra en la parte interior del carenado (8) .

5. Tobera de inyección (1) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la boca de salida (4) de aire se encuentra situada en el vértice delantero (7) del carenado (8) , cambiando localmente el perfil aerodinámico.

6. Tobera de inyección (1) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la boca de entrada (3) de aire se encuentra en un lateral de la parte frontal del carenado (8) , aprovechando una de las entradas de aire al motor (9) , en caso de poseerlas dicho vehículo.

7. Tobera de inyección (1) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que puede instalarse al menos una tobera de inyección a cada lado del vehículo de forma simétrica, uniéndose ambos flujos antes de su salida, reubicando al menos una de las entradas de aire al motor (9) en otro lugar del carenado (8) .


 

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