AERODINÁMICA DE LOS AUTOMÓVILES

AERODINÁMICA DE LOS AUTOMÓVILES
ING. VICENTE ROMERO
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
CONTENIDO
Acciones aerodinámicas sobre los
sólidos.
Acciones aerodinámicas sobre los
vehículos automóviles
ACCIONES AERODINÁMICAS SOBRE LOS
SÓLIDOS CONCEPTOS GENERALES.
AERODINÁMICA VEHICULAR
Estudio del conjunto de acciones y efectos que ejerce el
aire sobre el vehículo cuando este se desplaza, así como la
forma de lograr que estos sean lo más favorables posible.
ACCIONES Y EFECTOS AERODINÁMICOS
FLUJO DE
AIRE
ACCIONES
EFECTOS
FUERZAS Y MOMENTOS.
VARIACIÓN DE PRESIÓN SOBRE LA
SUPERFICIE.
EXTERNO
ARRASTRE DE PARTÍCULAS.
RESISTENCIA AERODINÁMICA
 CARGA SOBRE RUEDAS.
INESTABILIDAD.
ENSUCIADO DE SUPERFICIES.
PERTURBACIONES EN EL CAMPO
DE
FLUJO.
(Separaciones,
Vórtices...)
RUIDO.
EFECTOS AEROELÁSTICOS.
ACCIONES Y EFECTOS AERODINÁMICOS
FLUJO DE
AIRE
ACCIONES
EFECTOS
FUERZAS Y MOMENTOS.
VARIACIÓN DE PRESIÓN SOBRE LA
SUPERFICIE.
RESISTENCIA AERODINÁMICA
 CARGA SOBRE RUEDAS.
INESTABILIDAD.
EXTERNO
ARRASTRE DE PARTÍCULAS.
ENSUCIADO DE SUPERFICIES.
PERTURBACIONES EN EL CAMPO DE
FLUJO. (Separaciones, Vórtices...)
RUIDO.
EFECTOS AEROELÁSTICOS.
100 km./h. Ra  80% Rt
FLUJO ALREDEDOR DE UN VEHÍCULO
AUTOMÓVIL
VALORES DE LA DENSIDAD Y DE LA VISCOCIDAD
CINEMÁTICA DEL AIRE EN FUNCIÓN DE LA ALTITUD
ALTITUD
Z (m)
0
500
1000
1.500
2.000
2.500
3.000
DENSIDAD
(Kg/m3)
1.225
1.168
1.112
1.059
1.007
0.957
0.909
VISCOSIDAD
CINEMÁTICA
(m2/s)
1.453 x 10-5
1.510 x 10-5
1.571 x 10-5
1.636 x 10-5
1.705 x 10-5
1.777 x 10-6
1.853 x 10-6
FLUJO EXTERIOR
BERNOUILLI
PT  P   2 .V 2  P   2 .V2  cte .
V

P
X
L
RESISTENCIA POR ROZAMIENTO
Rar    S cos  ds
S
Rar
C xr 
1 2 V2 A
RESISTENCIA AERODINÁMICA DE PRESIÓN
Rap   P .sen .ds
Rax  Rar  Rap
S
C xp 
Rap
 2V A
2

R . TOTAL 

C x  Rax  2 V2 A

COEFICIENTES DE RESISTENCIA AERODINÁMICA
PARA VARIOS CUERPOS
CUERPO
PLACA CIRCULAR
ORIENTACIÓN DEL FLUJO
CX
1.17
ESFERA
0.47*
SEMIESFERA
0.42*
CONO (60º)
0.5
CUBO
1.05*
CILINDRO (I/D>2)
0.82
CILINDRO (I/D<1)
1.15
CUERPO CURRENTILÍNEO I/D = 2.5
0.04
MEDIO CUERPO CURRENTILÍNEO
SOBRE EL SUELO
0.09
INFLUENCIA DE LA DISTANCIA AL SUELO DE UN CUERPO
CURRENTILÍNEO EN EL COEFICIENTE DE RESISTENCIA
AERODINÁMICA AL AVANCE
C x  f d 
H
d
D
AERODINÁMICA SOBRE LOS VEHÍCULOS
AUTOMÓVILES
Fuerzas y momentos sobre los vehículos
Resistencia al avance
Optimización de la forma del vehículo
Sustentación aerodinámica y momento de cabeceo
Fuerza lateral y momento de guiñada
Comportamiento dinámico
Momento de vuelco
FUERZAS Y MOMENTOS AERODINÁMICOS QUE
1
ACTÚAN SOBRE UN VEHÍCULO
F  C A V
2
xa
x f
2
1
Fya  C y A f V 2
2
1
2
Fza  C z A f V
2
1
M xa  C Mx A f LV 2
2
1
M ya  C My A f LV 2
2
1
M za  C Mz A f LV 2
2
ÁREA FRONTAL DE UN VEHÍCULO
A f  f .b .h
TIPO DE
AUTOMÓVIL
ÁREA
FRONTAL m2
MINI
MEDIO
≃ 1.8
≃ 1.9
MEDIO SUPERIOR
≃ 2.0
GRANDE
≃ 2.1
f  0.8 a 0.85
DISPOSICIONES ALTERNATIVAS DEL RADIADOR
Y SU INFLUENCIA EN LA RESISTENCIA
AERODINÁMICA
EFECTO DE LAS INCLINACIONES DEL
CAPOT Y PARABRISAS SOBRE Cx
Cx
Cx


INFLUENCIA DE LA PARTE DELANTERA
FORMAS USUALES DE LA TRASERA DE
VEHÍCULOS
INFLUENCIA DE LA PENDIENTE DE LA
SUPERFICIE TRASERA Cx
x