Este sitio web utiliza cookies para mejorar la experiencia de usuario y obtener datos estadísticos. Si continua navegando se considera que acepta nuestra política de cookies. Aceptar
Diez automóviles que supusieron un paso adelante en eficiencia aerodinámica
 
La evolución del automóvil a lo largo de su historia ha estado marcado por la aparición de diseños que supusieron un paso adelante en eficiencia aerodinámica. Los ingenieros de diseño y aerodinámica han estado buscando la máxima eficacia en el avance del vehículo a través del aire, muchos han sido los prototipos experimentales realizados para ensayar diferentes diseños de mejora aerodinámica y finalmente algunos de ellos han dado paso a modelos de producción en serie para la venta al público. En este breve reportaje hemos querido recoger a diez modelos que han supuesto un hito importante de mejora aerodinámica respeto a sus cohetaneos en el momento de su salida al mercado, no están todos ya que sería un trabajo interminable, pero se ha hecho una selección entre los más representativos de la historia reciente, los cuales se muestran ordenados por coeficiente aerodinámico (Cx).

El Mercedes-Benz 190 (W201) contaba con buena aerodinamica en una carrocería diseñada por Bruno Sacco

La resistencia aerodinámica de un vehículo viene determinado casi totalmente por el SCx, que consiste en la multiplicación de dos factores, el factor de forma Cx y la superficie frontal S (m²). Siendo por tanto el coeficiente Cx la expresión de la resistencia que ofrece un cuerpo a moverse dentro de un fluido por razón de su forma. Al multiplicar el coeficiente de penetración Cx (tomado como número adimensional), por la superficie frontal expresada en m², queda un valor de resistencia aerodinámica SCx, expresado en también m². Este valor es el que determina la resistencia aerodinámica de un vehículo en movimiento.

El BMW 850i contaba con una preciosa carrocería con perfil en cuña y faros escamoteables en el frontal.


1- Volkswagen XL1 (0,19 Cx), 2014
El XL1 es un vehículo con una aerodinámica avanzadísima, de hecho ha sido diseñado con el objetivo de ser el vehículo producido en serie con el record en coeficiente aerodinámico y consumo de combustible, aunque para ello tenga que sacrificar otros aspectos como son la funcionalidad. Se trata de un vehículo híbrido de dos plazas, con un consumo homologado de 0.9 l/100 km. Posee una autonomía eléctrica de 50 km y una autonomía total de 499 km. Tiene un motor diésel TDI de dos cilindros de 830 cc, un motor eléctrico de 20 kW y una batería de iones de litio de 5,5 kWh. La velocidad máxima limitada eletrónicamente es de 160 km/h. De 0 a 100 km/h tarda 12,7 segundos. Largo: 3.888 mm / ancho: 1.665 mm / alto: 1.153 mm. Peso: 795 kg.

Volkswagen XL1 siendo probado en el tunel aerodinámico

Aerodinámica: Es un coche muy bajo. Dispone de lamas controladas eléctricamente en el sistema de admisión de aire, en los deflectores delante y detrás de las ruedas. La carrocería se estrecha hacia la parte trasera. Los asientos no se encuentran alienados para reducir la anchura del coche. Así se consigue un área frontal menor: 1,50 m2. Las ruedas traseras están completamente cubiertas para producir un flujo de aire uniforme y menos turbulencias. Los retrovisores exteriores están reemplazados por pequeñas cámaras en las puertas que transmiten lo que ocurre a unas pantallas interiores. El flujo de aire es más suave y no presenta las turbulencias producidas por los retrovisores convencionales.
Volkswagen XL1 mostrando la suavidad de sus linea aerodinámica


2- Mercedes Benz CLA (0,22 Cx), 2013.
El Mercedes CLA es en la actualidad uno de los coches más aerodinámicos del mundo. La joya de la corona es el Mercedes CLA 180 BlueEFFICIENCY Edition con un Cx de 0,22 y con un valor de resistencia SCx de sólo 0,49 m². Los motores del CLA van de 122 hp a 360hp, existiendo versiones diesel y gasolina. En el exterior destacan sus proporciones deportivas y su diseño dinámico y contundente. El CLA mide 4.630 mm de longitud, 1.777 mm de anchura y 1.437 mm de altura.
Mercedes Benz CLA muestra una erodinámica de record, solo CX: 0,22.

Aerodinámica: La silueta destaca por contar con un techo de línea tendida descendente hacia atrás y el contorno redondeado de la luneta trasera que otorgan al CLA un típico carácter de coupé. Su carrocería destaca por tener gran cantidad de superficies cóncavas y convexas como ocurría con el Concept Style Coupé. El radiador solo se abre cuando el motor necesita enfriarse. El flujo de aire debajo del vehículo ha sido optimizado con un laborioso artesonado de paneles debajo de la carrocería más un revestimiento adicional en la zona media del eje trasero con un silenciador aerodinámicamente optimizado seguido por un difusor. Por otra parte, con ruedas especiales y alerones dentados en las ruedas se has conseguido reducir apreciablemente el flujo de aire alrededor de los neumáticos.
Mercedes Benz CLA mostrando los detalles aerodinámicos.


3- Audi A2 (0,24 Cx), 2001.
El Audi A2 es el resultado cuando un equipo de ingenieros deciden crear un nuevo vehículo basándose en parámetros metemáticos y sin la intervención de los estilistas y diseñadores, es decir dejando de lado el aspecto estético del nuevo diseño. El A2 se comercializó entre los años 1999 y 2005, es decir durante 6 años, y supso un fracaso comercial. Es un cuatro plazas con motor delantero y tracción delantera. En menos de 4 metros Audi había logrado condensar cuatro plazas (opcional 5), un maletero de 390 litros. El modelo con motor de gasolina, 1,6 litros de cuatro válvulas por cilindro, con inyección directa de combustible, desarrollaba 110 CV que le permitían una velocidad de 202km/h. Las dimensiones exteriores son; largo: 3.825 mm / ancho: 1.675 mm / alto: 1.555 mm, peso 1.070kg. Su carrocería y chasis están construidos en aluminio, lo que lo hace mucho más liviano de lo habitual.
Audi A2 mostrando su perfil Kammback.

Aerodinámica: Su diseño aerodinámico se estudió siguiendo los principios de las tesis de Kamm (el denominado diseño Kammback), en el que la carrocería se prolonga en forma de lágrima hasta la zaga con una ligera caída del techo que termina en una ruptura hacia una importante caída vertical. Es el diseño que hoy en día emplean algunos híbridos como por ejemplo el Toyota Prius.
El Audi A2 fue un vehículo adelantado a su tiempo.


4- Tesla Model S (0,24 Cx), 2012.
El Tesla Model S Tesla model S es el vehículo eléctrico más avanzado del mundo. Se trata de un sedán eléctrico de gama alta actualmente en producción desde el año 2012. El modelo base (60 kWh) tiene una autonomía de 370 km y una aceleración de 0 a 100 km/h de 6.2 segundos. Potencia 302 hp (225 Kw). Par motor: 430 Nm de 0-5000 rpm, velocidad máxima: 190 km/h. Las dimensiones exteriores son; largo: 4.976 mm / ancho: 1.963 mm / alto: 1.435 mm, peso 2.108 kg.
Tesla Model S mostrando su puereza de lineas en vista lateral.

Aerodinámica: Las formas de la carrocería son muy similares a las del Jaguar XF, pero mientras este tiene un Cx de 0,29, el Tesla S lo rebaja hasta 0,24. La aerodinámica ha sido estudiada hasta los últimos detalles, por ejemplo los tiradores de las puertas están “incrustados” para evitar perturbar el flujo del aire. También al carecer de un motor convencional de combustión interna no necesita tomas de aire en el frontal para refrigerar el radiador, lo cual mejora su penetración en el aire. Los bajos, como es de esperar, están completamente carenados para optimizar el flujo de aire.
El Tesla Model S es el vehiculo eléctrico más avanzado del mundo.


5- Mercedes Clase C (0,24 Cx), 2014.
El nuevo Mercedes Clase C, código interno W205, apareció en el año 2014 y supuso un paso adelante en aerodinámica respecto a la versión anterior. Las formas de la carrocería recuerdan a la de su hermano mayor el Mercedes Clase S (W222), con un capó largo, un habitáculo en posición atrasada y los voladizos cortos que recuerdan a las proporciones clásicas de las grandes berlinas de Mercedes. El W205 ha sido el primero en incorporar la nueva plataforma MRA (Modular Rear-wheel drive Architecture).
El Mercedes Clase C cuenta con una preciosa linea la cual no está reñida con un buen CX de solo 0,24.

La carrocería del Clase C de 2014 mide 4,69 metros de longitud, 1,81 m de anchura y 1,44 m de altura. La distancia entre ejes es 2,84 metros. El volumen del maletero es 480 litros. El peso total el vehículo disminuye en unos 100 kilogramos gracias a la técnica de construcción ligera la carrocería de aluminio. El consumo también disminuye hasta un 20%, conservando su nivel de prestaciones. Al mismo tiempo disminuye la altura del centro de gravedad, lo que le confiere propiedades de conducción sensiblemente más ágiles y deportivas. La gama de motores es muy amplia, van desde los 156cv a los 510 cv. Por ejemplo la versión C 180 con motor de gasolina y 156 cv alcanza una velocidad de 225 km/h fruto de su bien estudiada aerodinámica.
La berlina Mercedes Clase C cuenta con un buen CX de solo 0,24.

Aerodinámica: Los Mercedes destacan tradicionalmente por ser vehículos muy estudiados aerodinámicamente, aunque sus proporciones sean similares a otros vehículos convencionales, sus cifras de penetración aerodinámica suelen ser muy buenas. En este vehículo destacan las líneas fluidas, con ángulos y perfiles redondeados para facilitar el flujo laminar del aire. Diversos detalles contribuyen a optimizar el rendimiento aerodinámico, destacan el frontal con un cuidado diseño aerodinámico, además el radiador solo se abre cuando el motor necesita enfriarse, posteriormente un morro relativamente largo y a continuación un parabrisas muy inclinado, con los limpiaparabrisas perfectamente escondidos bajo la tapa del motor. Los espejos retrovisores también cuentan ahora con un diseño más afilado. El techo empieza a descender pronto y continua con una luneta trasera bastante tendida, finalmente está la tapa del maletero muy corta e incorpora al final del mismo una ligera elevación que conforma un pequeño alerón trasero.
Vista por la aleta trasera del la berlina Mercedes Clase C serie W205.


6- Opel Calibra (0,26 Cx), 1989.
El Opel Calibra es un coupé de dos puertas basado en la plataforma del Opel Vectra (1ª generacion) y producido entre los años 1989 y 1997. El Calibra es un 2+2 plazas con motor delantero transversal, disponible con tracción delantera o a las cuatro ruedas. Su carrocería coupé tiene un coeficiente aerodinámico de solo 0,26 para el modelo 2.0 de 115cv. Velocidad máxima de 215 km/h. Las dimensiones son; largo: 4.490 mm / ancho: 1.690 mm / alto: 1.320 mm.
El Opel Calibra con su hermosa carrocería firmada por Erhard Schnell.

Aerodinámica: Su hermosa carrocería era obra de Erhard Schnell. Su cuidado y bello perfil, en el que destacaban sus originales faros elipsoidales de muy poca altura que le permitían tener un frontal muy afilado, todas las zonas del coches etaban optimizadas aerodinámicamente, con sus bordes suavizados, gracias a su buen diseño consiguió un CX de solo 0,26, que era entonces el más bajo del mundo para un automóvil de serie de cuatro plazas.
El Opel Calibra contaba con una carrocería con CX de record, solo 0,26 en 1989.


7-Toyota Prius (0,26 Cx), 2004
El Toyota Prius es un automóvil híbrido gasolina-eléctrico del segmento C. La potencia máxima es de 82kW, el motor de gasolina de 1.5 litros desarrolla solo 57kW, la velocidad máxima es de 170km/h. Las dimensiones exteriores son; largo: 4.450 mm / ancho: 1.725 mm / alto: 1.490 mm, peso 1.326 kg.
El Toyota Prius de 2004, con su carrocería siguiendo las tesis del Dr. Kamm.

Aerodinámica: Lo que más llama la atención es su estilo orientado a alcanzar un mejor rendimiento aerodinámico, prueba de ello es su bajísimo coeficiente de penetración de solo 0,26. Sigue los principios de las tesis de Kamm (el denominado diseño Kammback). El primer cuerpo es corto y se une a un parabrisas muy inclinado cuya línea se integra a un techo perfilado como un cupé.


8-Alpine GTA (0,28 Cx), 1984
El AlpineGTA es un coupé 2+2 producido desde 1984 a 1991, siendo posteriormente sustituido por el Alpine A610. Contaba con una penetrante línea aerodinámica con  coeficiente aerodinámico (CX)  de solo 0,28, una de las más bajas en su momento. El motor iba situado detrás, era el conocido PRV, un motor V6 de 2.5 litros turboalimentado procedente del Renault 25. Contaba además con inyección electrónica y un turbo que trabajaba a 0,65 bares de presión. Todo ello hacía que el motor desarrollara una potencia de 200 CV a 5.750 rpm y un par de 285 Nm a 2.500 rpm. Con este motor el Alpine GTA aceleraba de 0-100 km/h en 7 segundos y su velocidad máxima era de 250km/h.
El Alpine GTA aunaba deportividad y agresividad en una preciosa linea aerodinámica, con CX: 0,28.

Aerodinámica: En líneas generales destaca su forma de cuña de la carrocería, con su baja altura configuraba una línea penetrante y muy afilada, en el frontal destacaban los faros carenados bajo un plástico transparente, solución heredada del anterior A310.

El Alpine GTA contaba con un morro muy penetrante con los faros carenados bajo un plástico transparente.


9-Citroën XM (0,28 Cx), 1989
El Citroën XM es un automóvil de turismo del segmento E producido por el fabricante francés Citroën entre 1989 y 2000. Citroën vendió 330.000 unidades de este modelo durante los 10 años en que fue producido. El XM fue elegido en 1990 como el Coche del Año en Europa. El anguloso pero esbelto y bien proporcionado diseño de Bertone, es el desarrollo del diseño de Marcello Gandini para el BX. Su aspecto se inspiró en gran medida en el Citroën SM de los años 1970, el cual tenía una estética similar, aunque más rica en líneas rectas. Las dimensiones exteriores son; largo: 4.709 mm / ancho: 1.794 mm / alto: 1.392 mm / batalla: 2.850mm.
El Citroen XM contaba con una linea en cuña muy definida, y buena aerodinámica, CX: 0,28.

Aerodinámica: Contaba con una línea en cuña muy marcada, con un morro largo e inclinado que terminaba en un frontal muy afilado, para ello incorporaba unos faros mucho más bajos de lo normal, diseñados especialmente por Valeo para este modelo, y que permitían el diseño muy afilado de su morro. Esta característica además de las típicas soluciones de mejora aerodinámica le daban una ventaja importante en el coeficiente de penetracción, lo cual permitía al XM un coeficiente CX de solo 0,28 mientras que sus rivales como el BMW 520 tenía 0,30 y el Lancia 0,32.
El Citroen XM contaba con un frontal muy afilado gracias a los faros Valeo de altura reducida.


10-Renault 25 TS (0,28 Cx), 1984
El Renault 25 supuso un importante impulso del fabricante francés dentro del segmento E, apareció en el año 1984 y se mantuvo en producción hasta 1992. El Renault 25 fue un gran paso adelante en casi todos los aspectos del Renault 20/30, modelo al cual reemplazó. Su formato de cinco puertas fue firmado por los diseñadores Gaston Juchet y Robert Porrón (de Citroen y famosos por el SM), configuraban un estilo nada convencional con la ventana trasera envolvente que era su característica más famosa) tenía por objeto dar al coche un look moderno y fuera de lo convencional.
Renault 25 después de sufrir el profundo rediseño que permitió ampliar su vida comercial.

El 25 fue uno de los primeros coches diseñados bajo el principio de eficacia aerodinámica, concretamente el modelo TS mantuvo brevemente el título de "coche más aerodinámico del mundo de producción en serie" con un coeficiente de 0,28.
 
El Renault 25 mostrando su diseño original cuando salió al mercado en el año 1984.

Todos los modelos Renault 25 fueron de tracción delantera, con motores de cuatro cilindros (2 litros carburado, de inyección de 2,2 litros o 2,1 litros diésel) y de seis cilindros (2,9 litros y 2,4 litros de inyección turbo) montados longitudinalmente por delante del eje delantero. Las prestaciones del 2.2 GTX con 123 CV eran de 205 Km/h.  Las dimensiones exteriores son; largo: 4.623 mm / ancho: 1772 mm/ alto: 1405 mm / batalla: 2723 mm.
El Renault 25 V6 Turbo era una máquina muy seria, al igual que el mítico reactor Concorde que se ve detrás.


Aerodinámica: Aunque a simple vista cualquier profano en la materia no consideraría al R25 un vehículo especialmente aerodinámico, los resultados de las mediciones daban unas cifras espectaculares, esto no sería posible sin un profundo estudio en el túnel del viento. Para llegar a esta cifra de 0,28, que todavía hoy en día sería una cifra muy buena, se recurrieron a todos los trucos habituales, como son los cristales enrasados con la carrocería, eliminación de los vierteaguas, faldón delantero y discreto alerón posterior, carenado inferior de los bajos y protecciones ante las ruedas posteriores. Resulta sorprendente que no se recurriera a esconder los limpiaparabrisas bajo el resalte posterior del capot del motor, solución que en este vehículo se desestimó y que podría ayudarle todavía más en la mejora de su eficiencia aerodinámica. El resultado tan bueno obtenido por este vehículo debe tener su origen, principalmente, en la inversión en horas de trabajo en el tunel del viento, permitiendo detectar y posteriormente solucionar las zonas críticas, hasta conseguir una carrocería que se aproxima a la perfección en terminos de eficacia aerodinámica.
El Renault 25 TS marcó un record en aerodinámica con un CX de 0,28 en 1984


Estudio de la Aerodinámica:
Los diseñadores de vehículos emplean los ensayos en el túnel de viento y el análisis CFD (Mecánica de fluidos computacional) para conocer el comportamiento aerodinámico de un nuevo vehículo.

Túnel de viento y CFD no son más que dos herramientas que se utilizan de forma simultánea para avanzar más rápidamente y obtener mejores resultados en el desarrollo aerodinámico. En el siguiente link pueden conocer más sobre estas técnicas: ESTUDIO DE LA AERODINÁMICA DE UN VEHÍCULO


FORMACIÓN: 
Para análisis CFD recomendamos el software gratuito OpenFOAM, que permite reproducir y simular el comportamiento aerodinámico de un vehículo. Si desea recibir un curso de  formación para aprender a manejar el programa de CFD de uso libre  OpenFOAM, le recomendamos que realice el curso de Technical Courses:

- Curso online CFD con OpenFOAM
 

Fuentes: Wikipedia, Revistas especializadas (Motor 16, Autopista, Automovil), Información del fabricante (Mercedes Benz, Opel, Citroen, Audi, Renault y Tesla).
 
Publicado el 2017-10-21 16:13:56 por Carlos Rodríguez
   
 

norplan
2019 © NORPLAN ENGINEERING S.L. - C/ Ramón Cabanillas nº 13, 15570, Narón, A Coruña, España (Spain)
Tlf: +34 600 826 122 - info@technicalcourses.net