Mariano Sánchez Gutiérrez - Métodos de unión y desunión de elementos fijos estructurales. TMVL0309

La aerodinámica vehicular tiene por objeto el estudio del conjunto de acciones y efectos que ejerce el aire en el vehículo en movimiento, así como la forma de lograr que estos sean lo más favorables posible.

Pueden distinguirse dos grupos de efectos asociados a dos flujos diferentes de aire:

Flujo de aire externo al vehículo:actúa sobre las superficies exteriores del vehículo, produce zonas de presión o depresión y rozamiento viscoso con las paredes. Origina esfuerzos que ofrecen una resistencia aerodinámica que afectan a las cargas sobre las ruedas y a la estabilidad del automóvil.

Flujo de aire que pasa a través de compartimentos del vehículo:la circulación interna del aire viene exigida por la refrigeración del motor y la aireación del habitáculo de pasajeros.

Una herramienta de investigación para el estudio aerodinámico es el túnel de viento o túnel aerodinámico, donde se simulan las distintas situaciones reales que afectarán al vehículo respecto al movimiento del aire.

Funcionamiento del túnel de viento

El funcionamiento del túnel de viento es muy simple, se introduce el vehículo modelo en el interior del túnel paralelo a las líneas de corriente del aire, el aire es soplado por un ventilador que proporciona el flujo y la velocidad necesaria para las distintas pruebas o ensayos. Al vehículo modelo se le colocan una serie de sensores en distintos puntos de su superficie, con el fin de obtener dónde se producen tanto el régimen laminar como el turbulento del aire. También existen unas balanzas que informan del comportamiento del vehículo frente a los distintos coeficientes aerodinámicos. De esta forma, los ingenieros pueden modificar el diseño del vehículo y proporcionar los distintos equipamientos auxiliares que harán al vehículo más seguro y menos resistente a la influencia del aire.

Nota

Los resultados prácticos obtenidos en el túnel de viento son comparados con los resultados teóricos anteriormente calculados.

El aire influye directamente sobre las prestaciones y consumo del vehículo, pero además:

Influye en la estabilidad lateral.

Ocasiona ruidos.

Influye en la habitabilidad.

Limita la eficacia de los limpiaparabrisas.

Produce ensuciamiento en la carrocería.

Túnel de viento

Se pretende conseguir que en la parte posterior del vehículo no se formen regímenes turbulentos.

Sabía que...

La forma geométrica ideal que produce menos rozamiento con el aire es la gota de agua. Esta forma no proporciona buena habitabilidad en el interior ni consigue una distribución óptima.

Los factores que determinan la resistencia aerodinámica total del vehículo son:

Tamaño del mismo.

Geometría de la carrocería.

Velocidad del vehículo respecto a la velocidad del aire.

Densidad del aire.

Superficie de la carrocería:

Régimen laminar: las partículas de aire tienen la misma dirección y velocidad que las demás.

Régimen turbulento: ciertas partículas de aire pierden velocidad y dirección respecto a las demás partículas.

Actividades

9. Buscar el significado de cabeceo y balanceo del vehículo.

Coeficientes aerodinámicos

Estos coeficientes se han definido para analizar las cualidades y comportamientos de cada vehículo, siendo:

Cx:coeficiente de penetración aerodinámica en el eje longitudinal. Depende de la forma del vehículo, su valor suele ser de 0,30.

CxA:para expresar la resistencia aerodinámica total del vehículo, se necesita conocer el coeficiente aerodinámico y la superficie frontal del mismo, llamada superficie de ataque A, que puede definirse como la superficie de proyección de la sombra del contorno que se origina cuando el vehículo es iluminado en sentido longitudinal por una luz paralela.

Cy:coeficiente de resistencia aerodinámica transversal. Análogo a Cx, pero aplicado de forma lateral al vehículo.

Cz:coeficiente de elevación. Hace referencia a las fuerzas aerodinámicas verticales que inciden sobre la carrocería del vehículo.