ES2207588T3 - Vehiculo con alerones deflectores movibles. - Google Patents

Abstract

Un vehículo (1) con alerones deflectores movibles, teniendo el vehículo al menos un alerón deflector movible (2, 3) entre una posición de ángulo mínimo que produce un incremento mínimo en la carga vertical, y una posición de ángulo máximo que produce un incremento máximo en la carga vertical; y medios de los alerones deflectores (5) para ajustar la posición del alerón deflector (2, 3) entre la mencionada posición de ángulo mínimo y la mencionada posición de ángulo máximo en función de la velocidad del vehículo (1); estando caracterizado el vehículo (1) porque los medios de accionamiento (5) de los alerones deflectores proporcionan, hasta una velocidad máxima dada (Vo), el ajuste de la posición del alerón deflector (2, 3) para incrementar la carga vertical conforme aumenta la velocidad, y para mantener la carga vertical con una valor dado substancialmente constante (Co) en tanto que la velocidad del vehículo supere la mencionada velocidad máxima (Vo).

Description

Vehículo con alerones deflectores movibles.

La presente invención está relacionada con un vehículo con alerones deflectores movibles.

Tal como se conocen, muchos vehículos de altas prestaciones tienen alerones deflectores situados debidamente sobre la carrocería del vehículo para incrementar la carga vertical sobre el vehículo en movimiento, y mejorar así el agarre a la carretera y la tracción.

Los alerones deflectores, no obstante, tienen el inconveniente principal de afectar negativamente a la eficiencia aerodinámica del vehículo, de forma se precisa de una potencia considerablemente mayor para conseguir y mantener una velocidad dada del vehículo.

A modo de una solución para el problema, algunos fabricantes de vehículos han equipado ciertos modelos con alerones deflectores que son movibles selectivamente por medio de ordenes para asumir una posición de reposo o con un ángulo mínimo en el cual la eficiencia aerodinámica del vehículo quede afecta al mínimo posible, o bien con una posición en que el alerón deflector es extraído o adopta una posición de ángulo máximo, para incrementar el agarre a la carrera y la tracción. El cambio entre la posición de ángulo mínimo a ángulo máximo se efectúa cuando el vehículo supera una velocidad de umbral predeterminada.

En los años recientes, la necesidad de reducir las emisiones contaminantes y la reducción del consumo de combustible han inducido a los fabricantes a perfeccionar la solución del alerón deflector movible, permitiendo que los alerones deflectores puedan configurarse en cualquier posición entre las posiciones de ángulo mínimo al ángulo máximo, permitiendo así el control de la posición del alerón deflector como una función de la velocidad del vehículo. Es decir, el ángulo del alerón deflector puede ser incrementado en proporción a la velocidad del vehículo, a fin de incrementar gradualmente la carga vertical sobre el vehículo conforme aumenta la velocidad.

Aunque excelente en términos de consumo de combustible, particularmente a baja velocidad, la solución anterior complica seriamente las prestaciones a alta velocidad del vehículo.

En primer lugar, conforme aumenta la velocidad, el vehículo tiende a hundirse peligrosamente en forma cercana a la superficie de la carretera.

En segundo lugar, conforme aumenta la velocidad, la carga vertical sobre el vehículo comprime y distorsiona gradualmente las suspensiones, haciendo así que el vehículo sea más duro de conducir. Más específicamente, la carga vertical sobre el vehículo afecta a ciertas características de las suspensiones, tal como al ángulo de inclinación de las ruedas, dando lugar así a un cambio radical en el rendimiento del vehículo en la presencia de variaciones de la postura provocadas al conducir sobre superficies con baches en la carretera. Este cambio puede ser solo compensado parcialmente mediante la adopción de soluciones altamente costosas y extremadamente complejas del diseño de la suspensión.

Aunque se mejora el agarre a la carretera y la tracción, el incremento gradual en la carga vertical implica también una dirección más dura, afectando negativamente por tanto al confort de la dirección en alta velocidad.

El vehículo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 es conocido a partir del documento JP-A-60012380.

Es por tanto un objeto de la presente invención proporcionar un vehículo con alerones deflectores movibles, diseñados para eliminar los inconvenientes antes mencionados.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un vehículo con alerones deflectores movibles, teniendo el vehículo al menos un alerón deflector movible entre una posición de ángulo mínimo que produce un incremento mínimo en la carga vertical, y una posición de ángulo máximo que produce un incremento máximo en la carga vertical; y medios de los alerones deflectores para ajustar la posición del alerón deflector entre la mencionada posición de ángulo mínimo y la mencionada posición de ángulo máximo en función de la velocidad del vehículo; estando caracterizado el vehículo porque los medios de accionamiento de los alerones deflectores proporcionan, hasta una velocidad máxima dada, el ajuste de la posición del alerón deflector para incrementar la carga vertical conforme aumenta la velocidad, y para mantener la carga vertical con una valor dado substancialmente constante en tanto que la velocidad del vehículo supere la mencionada velocidad máxima.

Se describirá una realización no limitante de la presente invención a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva, con los componentes extraídos para mayor claridad, de un vehículo con alerones deflectores movibles de acuerdo con las características expuestas de la presente invención;

la figura 2 muestra una vista en perspectiva de un detalle del lado inferior frontal del vehículo de la figura 1;

la figura 3 muestra una sección esquemática de la parte trasera del vehículo de la figura 1;

la figura 4 muestra una vista esquemática de un dispositivo de accionamiento de un alerón deflector del vehículo de la figura 1;

la figura 5 muestra un gráfico de la carga vertical producida por los alerones deflectores en función de la velocidad del vehículo.

Con referencia a las figuras 1, 2 y 3, el número 1 indica como un conjunto un vehículo que tiene uno o más alerones deflectores movibles, situados debidamente en la carrocería del vehículo para incrementar la carga vertical en el vehículo 1 en movimiento y para mejorar así el agarre a la carretera y la tracción.

En el ejemplo mostrado, el vehículo 1 comprende un alerón deflector 2 y un alerón deflector 3, ambos movibles entre una posición de reposo o de ángulo mínimo que produce un incremento mínimo en la carga vertical generada por los alerones deflectores, y afectando negativamente en lo mínimo posible el rendimiento global aerodinámico del vehículo, y una posición de extracción total de los alerones o de ángulo máximo que produce un incremento máximo en la carga vertical generada por los alerones deflectores.

Más específicamente, el alerón deflector frontal 2 y el alerón deflector trasero 3 pueden adoptar cada uno cualquier posición entre las posiciones de ángulo mínimo y ángulo máximo, a fin de generar, bajo una orden, cualquier incremento en la carga vertical entre un incremento mínimo y un incremento máximo.

Con referencia a la figura 2, en el ejemplo mostrado, el alerón frontal 2 está definido mediante dos apéndices planos, cada uno de los cuales está abisagrado a una parte respectiva del borde periférico 4a del fondo plano 4 del vehículo 1, de forma que pueda girar en forma de aleta alrededor de un eje A de rotación, paralelo al borde del fondo plano 4.

Más específicamente, cada apéndice plano 2 está abisagrado al borde periférico 4a del fondo plano 4 en el extremo trasero de un extractor en pendiente 4b formado en el fondo plano 4, y que girar en forma de aleta para adoptar cualquier posición entre una posición de ángulo mínimo, en la cual el apéndice plano 2 es substancialmente coplanar con la parte del fondo plano 4 que define el extremo trasero del extractor en pendiente 4b, de forma que no interfiera con el flujo de aire f que circula a lo largo del fondo plano 4, y una posición de ángulo máximo, en la cual el apéndice plano 2 se inclina con un ángulo predeterminado \alpha_{max} con respecto a la parte del fondo plano 4, definiendo el extremo trasero del extractor en pendiente 4b, con el fin de conseguir un ángulo dado de incidencia del flujo de aire f en el apéndice plano 2.

Se subraya que en todas las posiciones entre las posiciones de ángulo mínimo y de ángulo máximo, el apéndice plano 2 se inclina con un ángulo \alpha menor que el ángulo \alpha_{max}.

Con referencia a la figura 3, en el ejemplo mostrado, el alerón deflector trasero 3 está definido mediante un panel contorneado montado en forma movible en el extremo trasero del vehículo 1, con el fin de poder girar alrededor de un eje substancialmente horizontal C de giro.

Más específicamente, el panel contorneado 3 gira alrededor del eje C para adoptar cualquier posición entre una posición de ángulo mínimo, en la que el panel contorneado 3 es substancialmente coplanar con la carrocería periférica del vehículo 1, con el fin de no interferir con el flujo de aire f que circula a lo largo de la superficie de la carrocería del vehículo, y una posición de ángulo máximo, en la cual el panel contorneado 3 se inclina con un ángulo predeterminado \beta_{max} con respecto a la carrocería periférica del vehículo, con el fin de conseguir un ángulo dado de incidencia del flujo de aire f en el panel contorneado 3.

Se subraya que en todas las posiciones entre las posiciones de ángulo mínimo y ángulo máximo, el panel contorneado 3 se inclina con un ángulo \beta menor que el ángulo \beta_{max}.

Con referencia a las figuras 3 y 4, el vehículo 1 comprende también un dispositivo 5 de accionamiento de los alerones deflectores, para determinar sobre la base de la velocidad instantánea del vehículo 1, y posiblemente también sobre otras variables de estado, tales como el ángulo de rotación del volante de dirección, aceleración longitudinal y transversal del vehículo, posición del pedal del acelerador, etc., las mejores posiciones de los alerones deflectores frontal y trasero 2 y 3, y entonces configurar los alerones deflectores en la forma correspondiente.

Obviamente, las mejores posiciones determinadas para los alerones deflectores frontal y trasero 2 y 3 tienen que caer dentro de las correspondientes posiciones de ángulo mínimo y ángulo máximo.

En el ejemplo mostrado, el dispositivo de accionamiento 5 comprende varios accionadores electromecánicos para ajustar los alerones deflectores frontal y trasero 2 y 3, de acuerdo con una orden, a cualquier posición entre las posiciones de ángulo mínimo y ángulo máximo; y una unidad de control electrónico 6 para controlar los accionadores electromecánicos en función de la información adquirida de otras unidades centrales de control electrónico y/o de los sensores 7 en el vehículo 1.

Con referencia a la figura 5, se subraya que la unidad central de control electrónico 6 controla los accionadores electromecánicos con el fin de incrementar la carga vertical en el vehículo 1, en función de la velocidad, hasta una velocidad máxima V_{o} (por ejemplo, 240 km/h), y entonces mantener la misma con un valor substancialmente constante C_{o} en tanto que la velocidad del vehículo 1 supere la velocidad máxima V_{o}.

Con referencia a las figuras 3 y 4, los accionadores electromecánicos son de un tipo conocido y preferiblemente, aunque no necesario, que suministren una señal eléctrica de salida que indique la posición instantánea del alerón deflector al cual están conectados.

En el ejemplo en particular mostrado, el dispositivo de accionamiento 5 comprende dos accionadores electromecánicos angulares 8a, en que cada uno mueve, bajo una orden, el respectivo apéndice plano 2 sobre el fondo plano 4; y al menos un accionador electromecánico lineal 8b para mover el panel contorneado 3 bajo una orden.

Más específicamente, cada accionador electromecánico angular 8a tiene el eje de salida conectado mecánicamente al respectivo apéndice plano 3, a fin de hacer girar el apéndice plano 2, bajo una orden, alrededor del eje respectivo A; mientras que el accionador electromecánico lineal 8b tiene dos extremos axiales abisagrados respectivamente al panel contorneado 3 y al bastidor 9 del vehículo 1, y se desplaza en la longitud axial, bajo una orden, para elevar y girar el panel contorneado 3, bajo una orden, alrededor del eje C.

Ambos tipos de accionadores electromecánicos tienen codificadores y sensores con topes para suministrar una señal eléctrica de salida que indique la configuración de los accionadores, con el fin de permitir a la unidad central de control electrónico 6 determinar las posiciones instantáneas de los alerones deflectores frontal y trasero 2 y 3.

El funcionamiento del vehículo 1 es fácilmente deducible a partir de la descripción anterior sin que se precisen explicaciones adicionales.

Las ventajas del vehículo 1 que incorpora los alerones deflectores 2 y 3 operando tal como se muestra en la figura 5 son evidentes: mantener una carga vertical substancialmente constante cuando la velocidad del vehículo 1 supera la velocidad máxima V_{o}, lo cual impide que el fondo del vehículo 1 llegue a estar en forma peligrosa cerca de la superficie de la carretera, y lo que es más importante, que es impedir que la carga vertical excesiva deforme las suspensiones del vehículo 1 y haciendo que el vehículo 1 sea duro de conducir.

Se subraya que numerosas pruebas en carretera de los vehículos utilizados actualmente con alerones deflectores movibles han demostrado sorprendentemente que la carga vertical sobre el vehículo a alta velocidad es muy superior a la necesaria para asegurar un excelente agarre a la carretera y una excelente tracción.

Las pruebas han demostrado también que mantener una carga vertical constante cuando la velocidad del vehículo 1 supera una velocidad máxima V_{o}, proporciona una reducción significativa en el consumo de combustible en el vehículo 1.

Está claro que pueden efectuarse cambios en el vehículo 1 según lo descrito e ilustrado sin desviarse, no obstante, del alcance de la presente invención.

En particular, la unidad central de control electrónico 6 puede ser programada para producir una carga máxima vertical en el vehículo 1 al desacelerar bruscamente, a fin de maximizar la capacidad de frenado del vehículo 1.

Claims (7)

1. Un vehículo (1) con alerones deflectores movibles, teniendo el vehículo al menos un alerón deflector movible (2, 3) entre una posición de ángulo mínimo que produce un incremento mínimo en la carga vertical, y una posición de ángulo máximo que produce un incremento máximo en la carga vertical; y medios de los alerones deflectores (5) para ajustar la posición del alerón deflector (2, 3) entre la mencionada posición de ángulo mínimo y la mencionada posición de ángulo máximo en función de la velocidad del vehículo (1); estando caracterizado el vehículo (1) porque los medios de accionamiento (5) de los alerones deflectores proporcionan, hasta una velocidad máxima dada (V_{o}), el ajuste de la posición del alerón deflector (2, 3) para incrementar la carga vertical conforme aumenta la velocidad, y para mantener la carga vertical con una valor dado substancialmente constante (Co) en tanto que la velocidad del vehículo supere la mencionada velocidad máxima (V_{o}).

2. Un vehículo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de accionamiento del alerón deflector (5) comprenden al menos un accionador (8a, 8b) electromecánico para ajustar el mencionado alerón deflector (2, 3), bajo una orden, a cualquier posición entre la posición de ángulo mínimo y la posición de ángulo máximo.

3. Un vehículo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de accionamiento (5) de los alerones deflectores comprenden una unidad central de control electrónico (6) que controla el mencionado accionador electromecánico (8a, 8b) en función de la información adquirida de otras unidades centrales de control electrónico y/o sensores en el mencionado vehículo (1).

4. Un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos un alerón deflector (3) en la parte trasera del vehículo (1).

5. Un vehículo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos un alerón deflector (2) en la parte frontal del vehículo (1).

6. Un vehículo según la reivindicación 5, caracterizado porque el alerón frontal (2) está definido por dos apéndices planos (2), en el que cada uno está abisagrado a una parte respectiva del borde periférico (4a) del fondo plano (4) del vehículo (1), de forma que gire en forma de aleta en el mencionado borde.

7. Un vehículo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque cada apéndice plano (2) está abisagrado al borde periférico (4a) del fondo plano (4) en el extremo trasero de un extractor en pendiente respectivo (4) formado en el fondo plano (4).