Tabla de contenidos
Tipos de carrocería por línea y/o función (continuación)
Monovolumen
(imágenes 5.46 y 5.47)
La línea es continua desde delante hasta detrás.
Se busca contar con siete a ocho plazas y un maletero suficiente (imagen 5.46).
Para mejorar la versatilidad se ofrecen también de menor tamaño, es el monovolumen compacto (imagen 5.47), y que pueden contar también con siete plazas, en este caso con escaso maletero.
Los dos automóviles con estas líneas en las imágenes tienen motor delantero transversal y tracción (delantera).
Coupé – monovolumen
(imagen 5.48)
Esta línea conjuga los dos conceptos, un solo volumen para la parte delantera, central y trasera con un toque de coupé acentuado por contar con dos puertas laterales.
La implantación representada es de motor delantero transversal y tracción (delantera).
Furgoneta
(imagen 5.49)
Son automóviles generalmente derivados de turismos para carga.
La línea es bastante cuadrada en busca del mayor espacio interior.
La parte trasera puede ser exclusivamente para transporte de mercancías o contar con asientos abatibles, entonces llevan ventanillas traseras.
Esta furgoneta tiene motor delantero transversal y tracción (delantera).
Limousine
(imagen 5.50)
Es la línea de carrocería más enfocada al lujo.
Tiene tres volúmenes, gran longitud y un acabado y equipamiento del máximo lujo.
Las mecánicas están al nivel del tipo de cliente.
Hay también automóviles con este tipo de carrocería con enfoques menos exigentes para contar con más espacio manteniendo la línea de tres volúmenes y con mecánicas más accesibles.
El motor es delantero longitudinal y propulsión (tracción trasera).
Buggy
(imagen 5.51)
Está diseñado para circular por terreno de playa y superar las dunas.
Puede realizarse con diferentes tecnologías, pero es frecuente que se basen en un Volkswagen “Escarabajo” clásico, manteniendo la plataforma y modificando la carrocería.
La suspensión hasta 1.973 en Europa de este modelo y hasta el fin de fabricación en Méjico es ideal para el uso previsto.
La implantación es de motor trasero longitudinal por detrás del eje y propulsión (tracción trasera).
Prototipo
(imagen 5.52)
Son automóviles destinados a la competición y todo está enfocado a este objetivo.
Pueden fabricarse en cortas series para lograr un determinado número de unidades.
En este modelo el motor es central longitudinal y son motrices las ruedas traseras.
Barqueta
(imagen 5.53)
Es mas o menos un prototipo sin techo.
También se denominan así comercialmente algunos automóviles de dos plazas descapotables con enfoque deportivo.
El motor es central longitudinal y son motrices las ruedas traseras.
Fórmula
(imagen 5.54)
Es el automóvil de competición por excelencia.
Solamente importan las prestaciones.
Prescinde de carenado en las ruedas que van al aire, con menos eficacia aerodinámica que se compensa algo con aditamentos que reducen en lo posible las turbulencias de las ruedas.
Existen automóviles de competición de este tipo desde la más alta, Fórmula 1, hasta fórmulas de promoción como cantera de jóvenes pilotos.
Este fórmula tiene motor central longitudinal y propulsión (tracción trasera).
Hot Rod
(imagen 5.55)
Es un tipo de modificación sobre automóviles clásicos en Norteamérica con diversidad de subdivisiones.
Básicamente consiste en partir de un modelo clásico e incorporar las modificaciones necesarias para lograr incrementar mucho sus prestaciones, aceleración, sobre todo.
Pueden ser modificaciones que permiten circular por carretera o solamente para pruebas y competición.
El motor es longitudinal delantero y propulsión.
Plataforma común
En busca de la mayor simplificación constructiva y rentabilidad de sus gamas de modelos, las marcas diseñan sus automóviles con la plataforma común, entendiendo como plataforma no este tipo de estructura sino la parte inferior del automóvil; delantera, habitáculo y trasera con las suspensiones, dirección y cuantos más elementos comunes sean posibles.
Esta plataforma con pequeñas variaciones de distancia entre ejes, batalla, puede ser la base de automóviles de diferentes tipos de carrocería por línea y función.
En los ejemplos de la imagen 5.56 se ven plataformas comunes para estos tipos de automóviles, pero pueden ser más; tres volúmenes, dos volúmenes, todocamino (SUV), monovolumen, coupé, coupé – cabrio, familiar, …
Diseño modular
Con la plataforma común se ha dado un gran paso para ofrecer gamas de automóviles para muy diferentes utilizaciones y líneas distintas.
Una evolución más es el diseño modular; consiste en “trocear” los componentes del automóvil para que puedan tener distintas formas cada uno y se puedan acoplar, así se obtiene bastante más versatilidad de diseño manteniendo procesos de fabricación ágiles, eficientes y de menor coste.
Este sistema modular abarca desde la estructura de la carrocería a las suspensiones y demás componentes del automóvil.
El motor también se puede incluir, tanto en diseño modular de los cilindros para utilizar bloques de dos, tres, cuatro o más cilindros y poder disponerlos en línea o en V.
Los accesorios arrastrados por el motor, aunque tengan dimensiones diferentes según el modelo que equipen, pueden acoplarse a los motores mediante conjuntos comunes que facilitan el diseño, la fabricación y la solución de incidentes.
Siguiendo por este camino se irá logrando cada vez que más componentes sean comunes o acoplables entre sí para reducir el tiempo y los costes del diseño.
Se requiere una logística de trabajo muy elaborada y coordinación de las sinergias, pero los resultados son excelentes.
Carrocería modular
(imagen 5.57)
Se divide en partes que se acoplan entre sí.
Cada una de estas partes encaja con las adyacentes, aunque la forma sea distinta.
Se pueden obtener tipos muy distintos de carrocería según la selección de cada parte.
Es más o menos como un rompecabezas con el que pueden obtener diferentes resultados, según las piezas que se vayan seleccionando.
Trenes rodantes modulares
(imagen 5.58)
Con los mismos anclajes para las suspensiones, dirección y otros componentes se pueden diseñar elementos distintos según las premisas de cada modelo obteniendo los resultados dinámicos más acertados para cada modelo.
Motores y accesorios modulares
(imagen 5.59)
Con cilindros de las mismas medidas se pueden obtener motores muy diferentes acoplando más o menos, en línea o en otras disposiciones.
Son también comunes otros elementos del motor conformando un puzle sumamente versátil para ofrecer un amplio abanico de gama de motores.
Los accesorios arrastrados por el motor acoplan en este mediante soportes comunes a todos los motores, facilitando el diseño y las diferentes versiones posibles.
Relación carrocería y estabilidad
La carrocería, sea cual sea su estructura, es el soporte de los apoyos de los elementos de suspensión S y dirección D (imagen 5.60), de cuyo correcto funcionamiento y geometría depende la estabilidad y comportamiento dinámico del automóvil.
El fabricante del automóvil diseña una geometría estática muy específica de los componentes de suspensión y dirección para lograr el mejor asentamiento de las ruedas en el suelo.
Se ensayan actuaciones de la suspensión y dirección en laboratorio para que durante las variaciones dinámicas al trabajar se mantenga la geometría en los valores estimados como adecuados.
Los elementos de suspensión y dirección están en las zonas delantera y trasera del automóvil, que se han de deformar progresivamente en caso de colisión, por lo que podría suceder que en baches, curvas u otras situaciones de apoyos asimétricos de las ruedas sobre el piso la flexión (imagen 5.61) y/o torsión de la carrocería (imagen 5.62) alterase la geometría original afectando a la estabilidad y seguridad activa primaria.
Se trata de evitar con laboriosos estudios de la estructura de la carrocería para que, manteniendo sus cualidades de deformación progresiva en colisiones, las torsiones y flexiones sean las menores posibles.
Esto es más difícil de conseguir con automóviles descapotables, como ya se ha comentado, requiriendo refuerzos estructurales que incrementan el peso con relación a la versión con techo (imagen 5.63).
Aerodinámica
La aerodinámica del automóvil determina la capacidad de desplazarse haciéndose sitio en el aire.
El avance longitudinal, denominado eje “x”, es el que más resistencia opone y exige la fuerza necesaria para vencer la oposición del aire que ha de realizar el motor.
A 90 km/h prácticamente el 30% del consumo de combustible es a causa de la aerodinámica.
La resistencia aerodinámica al avance aumenta con el cuadrado de la velocidad y a partir de 90 km/h son muy apreciables las cualidades aerodinámicas del automóvil en relación con el consumo de combustible, dos son los factores aerodinámicos que intervienen:
- La calidad de la forma desde el enfoque aerodinámico (imágenes 5.64 y 5.65), es el coeficiente de penetración aerodinámico “Cx”, el valor es un número abstracto sin unidades, cuanto menor sea mejor calidad de forma.
- La superficie frontal o área maestra (imágenes 5.64 y 5.65) que indica el espacio que precisa hacerse el vehículo para avanzar, se mide en metros cuadrados m2 y se representa por la letra “S”.
La resistencia aerodinámica al avance resulta de multiplicar el “Cx” por “S”.
De los automóviles representados, el de la imagen 5.64 tiene mejor “Cx” (0,30) que el de la 5.65 (0,33), pero la superficie maestra “S” es mayor en el 5.64 (2,3 m2) que en el 5.65 (2,0 m2).
Al multiplicar los dos factores, “Cx x S”, en ambos automóviles se obtiene 0,69 para el 5.64 y 0,66 para el 5.65, siendo este el que mejores resultados aerodinámicos ofrece.
Para lograr mejorar el Cx se disminuyen las holguras entre los elementos abrientes, se incluyen carenados en los bajos para reducir las turbulencias, y con el mismo fin se añaden perfiles laterales con guías para disminuir el aire que incide sobre las ruedas.
La aerodinámica de avance tiene más efectos en el automóvil además de afectar al consumo de combustible, entre estos ruidos y tendencias a alterar la sustentación sobre el suelo, con más o menos apoyo al aumentar la velocidad.
Los otros dos ejes de desplazamiento del automóvil son el vertical “z” y el transversal “y”.
El vertical “z” interviene en los movimientos horizontales de la carrocería por la suspensión sobre todo en cambios de rasante, imagen 5.66.
La aerodinámica transversal “y” afecta principalmente con viento lateral alterando la trayectoria del automóvil, imagen 5.67.
Cuanto más bajo sea el automóvil y más fluida sea la carrocería lateralmente, menos efectos provocará el viento de costado.
Los efectos de la aerodinámica lateral están relacionados con los neumáticos como se verá en el capítulo “20. Ruedas”, ya se anticipó en el capítulo 3. Estabilidad al hablar de sensibilidad al viento lateral.
Influencia de la carrocería en la sustentación y la aerodinámica activa
Las formas del automóvil generan determinados efectos en los flujos de aire que van aumentado exponencialmente con la velocidad, en la imagen 5.68 se representan las formas que ejercen sustentación positiva (+), tienden a levantar el automóvil, y sustentación negativa (–) tienden a empujar al automóvil sobre el piso.
Estos efectos son apreciables a velocidades bastante altas, por lo que si el automóvil por sus prestaciones puede llegar a estas velocidades se diseñan formas aerodinámicas en la carrocería, o se incorporan apéndices, que aumentan la sustentación negativa para mantener la estabilidad a elevada velocidad al aumentar la fuerza de apoyo de los neumáticos sobre el suelo en la huella.
El automóvil de la imagen 5.69 tiene spoiler delante y detrás para incrementar la sustentación negativa, “pegar” el automóvil al piso.
Estas fuerzas aerodinámicas beneficiosas para la estabilidad circulando muy rápido, afectan negativamente al consumo al empeorar la calidad aerodinámica relacionada con la fuerza de avance, que ha de ser mayor.
Se puede compensar haciendo que estos spoilers se puedan mover, bien accionados por el conductor o automáticamente según la velocidad, así se adaptará la aerodinámica a las condiciones de utilización.
Otra aerodinámica activa se basa en reducir las turbulencias en zonas en las que se producen por necesidad para el motor y confort de los ocupantes.
Dos zonas muy características son la entrada de aire frontal para la refrigeración del motor y otros complementos (aire acondicionado, intercooler, radiador de aceite, …) y bajo el parabrisas con el fin de climatizar el habitáculo.
Las necesidades de enfriar elementos mecánicos son variables según el uso, así como la temperatura del habitáculo, por lo que se pueden adaptar las respectivas entradas de aire a lo estrictamente necesario.
En la imagen 5.70 está el automóvil circulando con entrada de aire frontal y bajo el parabrisas, zonas en las que se crean muchas turbulencias por el paso del aire al automóvil.
Se incorporan unas trampillas en ambas zonas que están totalmente abiertas en la imagen 5.70 y cerradas en la 5.71, en este vehículo al no entrar el aire pasa alrededor del automóvil mejorando la aerodinámica y en consecuencia reduciendo consumo y contaminación.
Las trampillas móviles están controladas electrónicamente para adaptar su posición a las necesidades de la marcha y confort.
