DISPOSITIVO REDUCTOR DE LA RESISTENCIA AERODINÁMICA EN VEHÍCULOS.

Dispositivo reductor de la resistencia aerodinámica en vehículos.



La presente invención se refiere a un dispositivo reductor de la resistencia aerodinámica, que comprende una pluralidad de alerones instalables en la superficie trasera de un vehículo, estando configurados dichos alerones para formar una multicavidad en dicha superficie trasera, formada por, al menos, cuatro cavidades, donde dichas cavidades poseen una forma preferentemente cuadrada o rectangular. La invención proporciona una notable mejora en la reducción de la resistencia aerodinámica en vehículos, especialmente en camiones, frente otros dispositivos conocidos. Además, el dispositivo de la invención puede ser instalado de forma sencilla y automatizable.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331101.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE CORDOBA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SANMIGUEL ROJAS,Enrique, HIDALGO MARTÍNEZ,Manuel, MARTÍN ALCÁNTARA,Antonio, GUTIÉRREZ MONTES,Cándido, MARTÍNEZ BAZÁN,Carlos.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B62D35/00 SECCION B — 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.

Fragmento de la descripción:

DISPOSITIVO REDUCTOR DE LA RESISTENCIA AERODINÁMICA EN VEHÍCULOS CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a dispositivos y métodos utilizados para la reducción de la resistencia aerodinámica de vehículos, preferentemente de aquellos vehículos que poseen la parte posterior roma o plana, tales como camiones o camiones-tráiler.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El efecto de la resistencia al avance de un vehículo se debe, entre otros factores, a la resistencia a la rodadura y a la resistencia aerodinámica, siendo ésta última la más importante. La resistencia aerodinámica se manifiesta como una fuerza, Fx, que se suele expresar en forma de coeficiente aerodinámico, Cx = Fx / (0,5 x p x V2 x A), donde p, V y A son, respectivamente, la densidad del aire, la velocidad del vehículo y el área frontal del vehículo. Por lo tanto, la potencia, Wa, que consume un vehículo para vencer la resistencia aerodinámica es, Wa = FXV = 0,5 x p x A x Cx x V3. Luego, cuanto menor sea el Cx, menor será la potencia empleada por el motor para vencer la resistencia aerodinámica. En la Tabla 1 del presente documento se incluye, para valores típicos de Cx y A, la potencia que consume un automóvil y un camión-tráiler para vencer la resistencia aerodinámica, así como, sus emisiones de dióxido de carbono asociadas a dicha potencia.

A (m2)

V (km/h)

cx

wa (C.V.)

C02 (gr/km)

Automóvil

0,3

Camión

0,8

800

Tabla 1. Potencia para vencer la resistencia aerodinámica. Se toma p = 1,225 kg/m3.

Teniendo en cuenta estos datos, un automóvil o un camión con unas potencias máximas de 90 y 400 C.V., respectivamente, utilizarían más del 20% de dicha potencia máxima en vencer la resistencia aerodinámica y, por lo tanto, cuando desarrollan potencias nominales inferiores a dicha potencia máxima, más del 30% del consumo de combustible (y de emisiones de C02) se emplea en vencer la fuerza aerodinámica. Durante décadas, los camiones se diseñaron como objetos rudimentarios de trabajo y no se tenía en cuenta ni el consumo de combustible ni, por supuesto, las emisiones de C02. Con el tiempo, el encarecimiento del combustible y los nuevos protocolos de emisiones de C02, han hecho

que, tanto los fabricantes de automóviles como de camiones, busquen diseños aerodinámicos cada vez más eficientes. Por ello, conseguir una reducción en el Cx de sólo un 1 % en la mayoría de los vehículos, supondría un enorme ahorro en combustible a nivel mundial y una notable disminución en las emisiones de C02. Intentar una mejora del Cx en vehículos muy aerodinámicos, como automóviles, no es fácil (hoy en día la mayoría de los automóviles tienen un Cx < 0,3), aunque en camiones sí resulta más factible, puesto que tienen un Cx, en la inmensa mayoría de los casos, mayor de 0,7.

En el estado de la técnica existen numerosas propuestas de métodos o dispositivos para mejorar la resistencia aerodinámica de vehículos, basados en la aplicación de elementos desplegables o alerones en la parte trasera de dichos vehículos. Como ejemplo de dichos dispositivos, las solicitudes de patente estadounidenses US 4234745 y US 2012/0104791 proponen dispositivos desplegables con forma esférica en la parte posterior de un tráiler. Por su parte, en la solicitud US 5348366 se propone colocar un dispositivo en forma de placa, paralela a una determinada distancia de la parte trasera del camión. Asimismo, el dispositivo descrito en la solicitud US 6854788 introduce unos alerones curvados hacia el interior, en los dos laterales verticales de la parte posterior del camión.

Otro grupo de invenciones dentro del estado de la técnica se refieren a la aplicación de "monocavidades" al vehículo, como fórmula para reducir su resistencia aerodinámica. Por ejemplo, la solicitud de patente internacional WO 2012051174 propone una monocavidad de tres laterales, plegables manualmente y de grandes dimensiones, en la parte posterior de un camión. Asimismo, la solicitud de patente europea EP 1870321 introduce una monocavidad de cuatro lados formada por paneles infiables, aunque no se justifica en ella ni la forma ni la profundidad de los mismos. Por último, las solicitudes de patente estadounidenses US 6595578 y US 8079634 introducen una doble cavidad en la parte trasera del camión.

Ambos grupos de invenciones comprenden dispositivos de gran tamaño y muy complejos en el despliegue/pliegue de los alerones, siendo necesaria la intervención manual para su instalación, lo que resulta extremadamente difícil o, en ocasiones, hasta imposible de automatizar. Por otro lado, su realización práctica resulta poco efectiva, dado que su reducción de la resistencia aerodinámica una vez instalados no llega a ser significativa. Existe, pues, una necesidad en el estado de la técnica de encontrar nuevos dispositivos para la reducción de la resistencia aerodinámica en vehículos, que puedan ser instalados de forma sencilla y automatizable, proporcionando además una reducción sustancial de la

resistencia aerodinámica, especialmente en camiones, que sea superior a la de los dispositivos conocidos. La presente invención está destinada a resolver dicha necesidad.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es un dispositivo reductor de la resistencia aerodinámica, que comprende una pluralidad de alerones instalables en la superficie trasera de un vehículo, y configurados dichos alerones para formar una cavidad múltiple en dicha superficie, a la que se denominará de ahora en adelante "multicavidad", donde dicho término se interpreta como una pluralidad de cavidades formadas por el conjunto de los alerones desplegados. Dicha multicavidad está formada, preferentemente, por al menos cuatro cavidades.

Se consigue con ello un medio efectivo para reducir la resistencia aerodinámica en vehículos terrestres, acuáticos o aéreos, estando preferentemente orientada a su aplicación en camiones, ya sean o no del tipo tren o tráiler, autobuses o autocares, furgonetas y turismos, especialmente, del tipo monovolumen, todoterreno y todo-camino.

En una realización preferente de la invención, cada cavidad posee forma cuadrada o rectangular. Más preferentemente, el dispositivo comprende una pluralidad de alerones verticales y una pluralidad de alerones horizontales formando cada una de las cavidades. Se consigue con ello un dispositivo fácilmente instalable que resulta, además, adaptable a la mayoría de vehículos cuya parte posterior es roma o plana.

En otra realización preferente de la invención, las cavidades de la multicavidad son lateralmente estancas al paso del aire. Se consigue con ello un medio de aumentar la reducción de la resistencia aerodinámica en vehículos. Preferentemente, el espesor de los alerones es igual o inferior a 1,5 cm, con el objetivo de utilizar elementos ligeros que presenten el menor impacto por vibraciones posible ante el contacto con el aire. Con el mismo objetivo, los alerones están fabricados preferentemente con materiales ligeros, por ejemplo, fibra de composite, fibra de carbono, plástico rígido o aluminio. En distintas aplicaciones de la invención en función del tipo de vehículo, los alerones poseen una anchura preferente igual o inferior a 30 cm (especialmente indicada para camiones) y, más preferentemente, igual o inferior a 15 cm (especialmente indicada para coches).

En una realización adicional, el dispositivo comprende medios de actuación configurados para disponer los alerones en, al menos, una posición de despliegue y/o una posición de plegado donde, preferentemente, la posición de plegado comprende el giro de los alerones sobre la posición de despliegue, hacia el interior o hacia el exterior de la parte trasera del vehículo. Dichos medios de actuación pueden comprender, por ejemplo, bisagras conectando los alerones con la superficie trasera del vehículo, pudiendo opcionalmente estar gobernados por actuadores eléctricos, hidráulicos o neumáticos para plegar y/o desplegar los alerones. Opcionalmente, los medios de actuación pueden estar configurados para plegar/desplegar los alerones al alcanzar el vehículo una velocidad de crucero predeterminada.

En una realización preferente de la invención, la configuración de despliegue de los alerones comprende una posición de dichos alerones formando un ángulo menor o igual a 90° con el plano definido por la superficie trasera del vehículo. Se obtiene con ello una configuración...

 


Reivindicaciones:

1.- Dispositivo reductor de la resistencia aerodinámica que comprende una pluralidad de alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) instalables en la superficie trasera de un vehículo, caracterizado por que dichos alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) están configurados para formar una multicavidad en dicha superficie compuesta por, al menos, cuatro cavidades (10, 11, 12, 13).

2.- Dispositivo según la reivindicación anterior, donde las cavidades (10, 11, 12, 13) poseen una forma cuadrada o rectangular, o una sección poligonal.

3.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de alerones verticales (1, 2, 3) y una pluralidad de alerones horizontales (4, 5, 6, 7, 8, 9) formando las cavidades (10, 11, 12, 13).

4 - Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las cavidades (10, 11, 12, 13) son lateralmente estancas al paso del aire.

5.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el espesor de los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) es igual o inferiora 1,5 cm.

6.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de actuación configurados para disponer los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) en, al menos, una posición de despliegue y/o una posición de plegado.

7.- Dispositivo según la reivindicación anterior, donde la posición de plegado comprende el giro de los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) sobre la posición de despliegue, hacia el interior o hacia el exterior de la parte trasera del vehículo.

8.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, donde los medios de actuación comprenden bisagras, conectando los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) con la superficie trasera del vehículo.

9.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 6-8, donde los medios de actuación comprenden actuadores eléctricos, hidráulicos o neumáticos para plegar y/o desplegar los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).

10.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 6-9, donde los medios de actuación están configurados para plegar/desplegar los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) al alcanzar el vehículo una velocidad de crucero predeterminada.

11.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la configuración

de los alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) comprende una posición de despliegue donde dichos alerones (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) forman un ángulo menor o igual a 90° con el plano definido por la superficie trasera del vehículo.

12.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los alerones (1,

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) están fabricados con, al menos, uno de los siguientes materiales: fibra de composite, fibra de carbono, plástico rígido, aluminio.

13.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los alerones (1,

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) poseen una anchura igual o inferior a 30 cm.

14.- Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el vehículo es un camión, un camión tráiler, un autobús, un autocar, una furgoneta, todoterreno, todo-camino o un turismo.


 

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