Ingeniería Vehicular: Aerodinámica, Impactos y Geometría de Carrocerías

Coeficientes Aerodinámicos en Diseño Vehicular

Coeficiente de Penetración Aerodinámica (Cx)

El coeficiente Cx es un parámetro adimensional que mide la resistencia que ofrece una forma determinada al avance. Un valor bajo de Cx indica una mayor capacidad de penetración aerodinámica.

• Definición: Resistencia que ofrece una forma determinada al avance.
• Interpretación: Menos Cx, mayor capacidad de penetración aerodinámica.
• Naturaleza: Parámetro adimensional.
• Valor óptimo: Un buen valor de Cx es aproximadamente 0,30.

Coeficiente de Resistencia Aerodinámica Total (CxA)

Mientras que el coeficiente Cx hace referencia a la calidad de la forma del cuerpo sin considerar su tamaño, el CxA (Coeficiente de Resistencia Aerodinámica Total) integra tanto la forma como la superficie de ataque del vehículo.

• Relación con Cx: El coeficiente Cx se refiere a la forma del cuerpo sin considerar el tamaño (resistencia aerodinámica total).
• Impacto del tamaño: Entre dos vehículos con el mismo Cx, el más grande ofrecerá mayor resistencia.
• Impacto del frontal: Entre dos vehículos con el mismo frontal, el de menor Cx ofrecerá menor resistencia.
• Consideraciones: Tiene en cuenta la forma y la superficie de ataque (en m²).

Componentes del CxA

• Cx: Calidad de la forma de una carrocería.
• A: Superficie de ataque (área frontal proyectada).

Coeficiente de Deriva (Cy)

El Cy es el coeficiente de deriva, fundamental para la estabilidad del vehículo, especialmente bajo la influencia del viento lateral.

• Función: Afecta directamente a la estabilidad del vehículo.
• Influencia del viento lateral: El viento lateral influye en la deriva, la cual depende de:
  1. Forma y superficie de la carrocería.
  2. Peso total del vehículo.
  3. Adherencia de las ruedas.
  4. Batalla y vía.

Coeficiente de Sustentación (Cz)

El Cz es el coeficiente que engloba las fuerzas verticales que actúan sobre el vehículo, determinando si este experimenta empuje ascensional o asentamiento.

• Función: Engloba las fuerzas verticales.
• Efectos:
  • Empuje ascensional (levantamiento).
  • Asentamiento (fuerza descendente).

Factores de Deformación en Colisiones Vehiculares

Durante una colisión, la deformación que sufren los vehículos viene determinada por varios factores clave:

1. El ángulo y la dirección en que se ha producido el golpe.
2. La velocidad del/los vehículos implicados.
3. La zona del vehículo que ha intervenido en la colisión.
4. El área o superficie de contacto: Si un vehículo golpea contra un muro, la fuerza se reparte por toda la zona; si golpea contra una columna, se reduce la zona de contacto y los desperfectos son más graves.

Definición de Presión e Intensidad del Impacto

La presión o intensidad del impacto se define mediante la siguiente fórmula:

I = F/S en kilopondios/mm²

Donde:

• I: Intensidad del impacto.
• F: Fuerza aplicada.
• S: Superficie de contacto.

Las Cotas de la Carrocería: Medición Espacial

Las cotas de la carrocería determinan con exactitud todos sus puntos basándose en una medición espacial. Cada punto está definido por las coordenadas x, y, z.

• La coordenada x representa la cota de anchura.
• La coordenada y representa la cota de longitud.
• La coordenada z representa la cota de verticalidad.

El conocimiento de estas cotas es indispensable para la comprobación y reparación de la carrocería. Las cotas se establecen partiendo de unas líneas principales de referencia que se utilizan para dimensionar el vehículo en su plano horizontal, transversal y vertical.

Líneas de Referencia Clave en la Carrocería Vehicular

Línea Central

Es la línea que pasa longitudinalmente por el centro del vehículo, siendo también el eje de simetría. A partir de esta línea se definen:

• El ancho de vía.
• La distancia entre largueros.
• La distancia de los anclajes de la suspensión.

Línea "O"

Es una línea perpendicular a la línea central que puede estar situada en diferentes posiciones a lo largo de este eje. A partir de esta línea se toma la referencia para las cotas de longitud.

Línea de Referencia

Es una línea paralela al plano del vehículo en sentido vertical y a partir de la cual se obtienen todas las dimensiones verticales.