BR112012014868B1

BR112012014868B1 - veículo

Info

Publication number: BR112012014868B1
Application number: BR112012014868-0A
Authority: BR
Inventors: Ian Gordon Murray
Original assignee: Gordon Murray Design Limited
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2020-12-08
Also published as: US20120292121A1; GB2476279A; BR112012014868A2; GB2476279B; JP2013514231A; BR112012014868A8; WO2011073625A1; US8955628B2; JP6467120B2; GB0922094D0; EP2512856A1

Abstract

APERFEIÇOAMENTO EM VEÍCULOS OU RELACIONADOS A ELES. A invenção refere-se a um veículo que compreende rodas dianteiras e traseiras, uma célula do passageiro e um motor, em que o motor é localizado inteiramente posterior à extensão mais à frente da célula do passageiro, sendo que o motor tem um circuito de resfriamento, compreendendo adicionalmente um radiador que está em comunicação de fluido com o circuito de resfriamento, sendo que o radiador é localizado posterior aos centros da roda dianteira e em frente ao motor, e em um percurso de fluxo de ar que se estende de um lado de baixo do veículo até uma saída em uma face traseira do veículo, em que o percurso de fluxo de ar é canalizado pelo menos em uma parte ao redor do radiador. Esta disposição é bem-sucedida em colocar o radiador próximo do motor, desse modo, evitando longos percursos do conduto e seu peso associado. A canalização ocasiona uma região de alta pressão na face do radiador, e a saída na face traseira do veículo abre para a região de baixa pressão atrás do veículo, de modo que o ar é arrastado ao longo do percurso de fluxo, através do radiador.(...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se aos aperfeiçoamentos em veículos ou relacionados a eles, e especialmente ao resfriamento de veículos com motor intermediário e traseiro.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Muitos e vários desenhos foram adotados para veículos e seus trens de acionamento. As principais distinções estão na seleção de quais rodas são acionadas, e a localização do motor e a caixa de engrenagem que acionam estas rodas.

[0003] O desenho mais comum é o com motor frontal, no qual o motor é localizado adiante da célula do passageiro. No entanto, por razões de acondicionamento e distribuição de peso também é conhecido para adotar um desenho com motor intermediário ou um desenho com motor traseiro. Um desenho com motor traseiro, tal como aquele adotado no VW Beetle e no Porsche 911, coloca o motor sobre ou atrás do eixo geométrico traseiro. O desenho com motor intermediário coloca o motor entre o eixo geométrico traseiro e a célula do passageiro, e é, muitas vezes, empregado em carros esportivos e supercarros, tais como o Lotus Elise, o Porsche Boxster e a Carrera GT, a Ferrari 430, e o Lamborghini Gallardo (por exemplo).

[0004] O motor de qualquer veículo deve ser resfriado, independente de onde estiver localizado. Em veículos com motor frontal, isso é usualmente alcançado ao colocar um radiador atrás de uma grade na face frontal do veículo. À medida que o veículo se move para frente, o ar frio flui através da grade e através do radiador. Enquanto isso, um fluido de transferência de calor é bombeado ao redor de um circuito que inclui o motor e o radiador. O fluido é, portanto, resfriado pelo ar que flui através do radiador, e (sucessivamente) resfria o motor através do qual ele flui.

[0005] Os veículos com motor traseiro e intermediário tipicamente usam, em essência, a mesma disposição, que estende os condutos para e a partir do radiador conforme necessário a fim de chegar ao motor. Alguns veículos com motor traseiro anteriores (tais como o Beetle anterior e variantes do 911) dispensavam inteiramente com disposições de resfriamento forçado, e em vez disso, o ar em duto que flui no teto do veículo para o quadro do motor e nas alhetas de resfriamento embutidas no bloco do motor e/ou cilindros, desse modo, resfriando com ar o motor.

[0006] O fluido de transferência de calor é usualmente baseado a água (isto é, água contendo vários aditivos, tal como para inibir o congelamento e a corrosão). Outros fluidos podem ser usados, no entanto, tal como o Porsche 911 (tipo 993) que emprega o óleo lubrificante como o fluido de transferência de calor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A presente invenção refere-se aos veículos com motor intermediário e traseiro, e visa aperfeiçoar nas disposições de resfriamento os motores de tais veículos. É aplicável a qualquer veículo, independente da localização da caixa de engrenagem e da configuração das rodas de acionamento, mas as vantagens da invenção são particularmente complementadas por uma configuração com motor traseiro e de acionamento de roda traseira.

[0008] A presente invenção, portanto, fornece um veículo que compreende rodas dianteiras e traseiras, uma célula do passageiro e um motor, em que o motor é localizado inteiramente na traseira da extensão dianteira da célula do passageiro, sendo que o motor tem um circuito de resfriamento, que compreende adicionalmente um radiador que está em comunicação de fluido com o circuito de resfriamento, sendo que o radiador é localizado posterior aos centros da roda dianteira e em frente ao motor, e em um percurso de fluxo de ar que se estende de um lado de baixo do veículo até uma saída em uma face traseira do veículo, em que o percurso de fluxo de ar é canalizado pelo menos em uma parte ao redor do radiador.

[0009] Esta disposição é bem-sucedida em permitir que o radiador seja colocado próximo do motor, desse modo, evitando os longos percursos do conduto e seu peso associado. Ela também reduz o alcance dos itens que precisam ser acomodados em frente à célula do passageiro, permitindo maior flexibilidade no acondicionamento do veículo e, por isso, seu desenho geral. No entanto, isso também garante um fluxo de ar através do radiador, a razão usual para colocar o radiador na face frontal do veículo. A canalização na região ao redor do radiador cria uma área de alta pressão na face frontal do radiador à medida que o veículo se move através do ar. Além disso, localizar a saída na face traseira do veículo significa que ela se abre na região de baixa pressão que é criada atrás do veículo à medida que ele se move através do ar. Esta combinação, portanto, arrasta o ar ao longo do percurso de fluxo, através do radiador.

[00010] O percurso de fluxo pode ser parcial ou completamente canalizado, e/ou ele pode ser definido entre outros itens, tais como o lado de baixo da célula do passageiro e de uma superfície superior do motor.

[00011] A face traseira do veículo é preferivelmente vertical, conforme é comum no caso de carros urbanos. Isso enfatiza a área de baixa pressão e garante um fluxo de ar adequado. A saída é preferivelmente localizada na face traseira em uma altura tal que pelo menos parte da saída está acima dos centros da roda traseira, para colocá-la em uma posição onde o diferencial de pressão de ar seja suficiente. A saída pode ser coberta com uma grade ou semelhante.

[00012] Uma ventoinha pode ser fornecida, associada ao radiador, para impulsionar o ar através do radiador. Isso irá ajudar quando o veículo estiver em baixas velocidades ou estacionário.

[00013] Uma bomba está preferivelmente presente, para impulsionar o fluido de refrigerante ao redor do circuito de resfriamento. O fluido de refrigerante é idealmente baseado em água.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00014] Uma modalidade da presente invenção será descrita, agora, por meio de exemplo, com referência às figuras em anexo, nas quais; a figura 1 mostra uma vista seccional longitudinal de um veículo com motor traseiro de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[00015] Referindo-se à figura 1, um veículo 10 na forma de um carro urbano compacto inclui rodas dianteiras 12, rodas traseiras 14 e uma célula do passageiro 16. Na célula do passageiro 16, um ou mais assentos dianteiros 18 são fornecidos, juntos com os controles 20 para permitir que um motorista controle o veículo. Os controles 20 são mostrados na forma de um volante, mas, logicamente, incluirá o conjunto normal de controles que é convencionalmente fornecido em um carro urbano, tal como o acelerador (gás), pedais de freio e de embreagem e uma alavanca de câmbio. O pedal de embreagem e a alavanca de câmbio podem ser substituídos por outros controles de transmissão, conforme exigido. Atrás do(s) assento(s) dianteiro(s) existe um ou mais assentos traseiros 22, e atrás do(s) assento(s) traseiro(s) 22 está um compartimento para bagagem 24. Em combinação, o espaço ocupado pelo(s) assento(s) dianteiro(s) 18 e o(s) assento traseiro(s) 22 define a célula do passageiro 16. Neste caso, o compartimento para bagagem 24 é integral com a célula do passageiro 16, para maximizar a flexibilidade do espaço interno, mas este não precisa ser o caso.

[00016] Um motor 26 é fornecido abaixo do(s) assento(s) traseiro(s) 22 e do compartimento para bagagem 24. Este pode ser de qualquer tipo que exija resfriamento, tal como um motor a gasolina, um motor a diesel, um motor elétrico, um motor de combustível alternativo ou um híbrido, de qualquer destas formas (ou outras) de propulsão. Localizado entre as rodas traseiras 14, o motor tem eixos de transmissão e de acionamento associados, e é capaz de acionar as rodas traseiras diretamente. A invenção é aplicável aos veículos com outras formas de transmissão, no entanto.

[00017] Imediatamente em frente ao motor 26, há um radiador 28 e uma ventoinha 20 associada. Assentado próximo do motor 26, o radiador pode ser conectado ao circuito de resfriamento do motor que usa apenas os comprimentos curtos da mangueira 32. Comparado ao comprimento da mangueira (e volume do fluido de refrigerante) exigido para localizar o radiador na frente do veículo, há uma economia de peso significante na localização do radiador nesta posição. Além disso, a grade frontal que é exigida a fim de permitir o ingresso de ar para o radiador, usualmente, criaria uma contribuição significante para o coeficiente de arrasto do veículo. Esta grade pode ser eliminada ou grandemente reduzida em tamanho, desse modo, reduzindo o arrasto e permitindo que a eficiência de operação do veículo seja melhorada.

[00018] Ainda é necessário, logicamente, garantir um fluxo de ar adequado através do radiador. O veículo ilustrado, portanto, tem uma grade de entrada 34 no lado de baixo do veículo imediatamente à frente do radiador 28 e uma grade de saída 36 na face traseira 42 do veículo, estendendo-se de uma margem inferior 38 logo acima da base do veículo para uma margem superior 40 logo abaixo do compartimento para bagagem, e acima do eixo geométrico traseiro. Este posicionamento da grade de saída 36 a coloca em comunicação com a região de ar de baixa pressão ("sucção de base") que existe por trás de um veículo em movimento - especialmente um com uma face traseira vertical 42, conforme ilustrado na figura 1.

[00019] A canalização pode ser fornecida para o fluxo de ar sobre o radiador. Isso poderia ser em todo o comprimento do fluxo de ar, ou (preferivelmente) ao redor do radiador e da ventoinha apenas. Por exemplo, tal canalização poderia se estender de uma boca que se projeta abaixo do veículo até um ponto logo atrás da ventoinha. A canalização entre o lado de baixo do veículo e o radiador 28 pode ser desobstruída e completamente vedada, direcionando o fluxo de ar diretamente para a face à frente do radiador 28, isto é, a face à frente do radiador é orientada transversal ao percurso de fluxo de ar. Ao expandir a área em seção transversal do duto na região que leva ao radiador, uma pressão positiva muito alta e uniformemente distribuída pode ser alcançada na face à frente do radiador 28. A área de baixa pressão 44 atrás do veículo é criada pelo turbilhão da hélice resultante do ar que flui passado do veículo quando em movimento. O ar flui sobre o veículo conforme mostrado pelas setas 46, e quando o fluxo de ar chega à traseira de um veículo com uma face traseira bojuda 42 há um fluxo turbulento 48 no espaço imediatamente atrás do veículo. Igualmente, há um fluxo de ar abaixo do veículo (setas 50); alguma parte deste será desviada através do radiador conforme descrito acima (seta 52), mas alguma parte (seta 54) irá continuar sob o veículo e fluir de maneira turbulenta no espaço atrás do veículo. Esta região turbulenta atrás do veículo é normalmente vista como um problema; a região de baixa pressão 44 que ela cria age para aumentar o arrasto aerodinâmico do veículo (setas 56), e a turbulência pode coletar poeira e água para tornar as faces traseiras de veículos do tipo trailer ou furgão (especialmente) muito sujas.

[00020] Na presente invenção, no entanto, esta região de baixa pressão 44 é positivamente vantajosa. Ela irá fornecer um diferencial de pressão entre a grade de entrada 34 e a grade de saída 36, o que causará um fluxo de ar através do radiador 28, fornecendo o resfriamento necessário. Logicamente, isso pode ser auxiliado pela ventoinha 30, tal como quando o veículo é estacionário ou está em baixa velocidade, ou quando o motor está sob tensão em particular, da maneira que é familiar aos projetistas de veículo. No entanto, muito do fluxo de ar através do radiador será fornecido por este uso do efeito de sucção de base.

[00021] A pressão positiva alcançada na face à frente do radiador 28, quando combinada com a baixa sucção de base na traseira do veículo 10, resulta em quedas de pressão muito maiores através do radiador do que as que podem, de outro modo, ser normalmente alcançadas com a sucção de base ou uma saída posterior assistida por vácuo sozinha. É a combinação da pressão positiva na face à frente do radiador 28 e da pressão negativa na face posterior 42 do veículo 10 que resulta em um forte ganho de desempenho no fluxo de ar do radiador.

[00022] Assim, a invenção oferece inúmeras vantagens quando empregada com um veículo com motor intermediário ou traseiro, tal como aquele ilustrado. O peso significante dos condutos que levam a um radiador montado na frente,é evitado, à medida que é o peso do fluido de refrigerante com o qual os condutos precisarão ser cheios e as várias juntas, encaixes e fixações que são associados aos condutos. Também haverá uma economia de custo associada à ausência desses itens, e menos tempo será exigido durante a montagem do veículo. De fato, todo o motor, a caixa de engrenagem e o sistema de resfriamento poderiam ser fabricados em uma unidade antes do encaixe do veículo, oferecendo maiores eficiências durante a fabricação.

[00023] Além disso, o arrasto aerodinâmico da grade frontal pode ser eliminado inteiramente, oferecendo um coeficiente de arrasto melhorado e, por isso, maior eficiência do veículo. Em uso, o radiador será menos susceptível aos danos, tais como colisões ou de pedras. Um fluxo de ar sobre o motor também é criado, ajudando o resfriamento do quadro do motor e impedindo que as regiões quentes localizadas se desenvolvam.

[00024] Logicamente será compreendido que muitas variações podem ser feitas nas modalidades descritas acima sem se separar do escopo da presente invenção.

Claims

1. Veículo, caracterizado pelo fato de que compreende rodas dianteiras e traseiras, uma célula do passageiro e um motor, em que o motor é localizado inteiramente posterior da extensão mais à frente da célula do passageiro, sendo que o motor tem um circuito de resfriamento, compreendendo adicionalmente um radiador que está em comunicação de fluido com o circuito de resfriamento, sendo que o radiador é localizado posterior aos centros da roda dianteira e em frente ao motor, e em um percurso de fluxo de ar que se estende de um lado de baixo do veículo até uma saída em uma face traseira do veículo, sendo que o percurso de fluxo de ar é canalizado pelo menos em uma parte ao redor do radiador e o motor, e em que o percurso do fluxo de ar é um fluxo único de ar introduzido verticalmente através de uma abertura inferior na parte inferior do veículo, se comunica com o radiador e sai horizontalmente na face traseira do veículo.

2. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a face traseira do veículo é vertical.

3. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a saída é localizada na face traseira em uma altura tal que pelo menos parte da saída está acima dos centros da roda traseira.

4. Veículo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a saída é coberta com uma grade.

5. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma ventoinha associada ao radiador para impulsionar o ar através do radiador.

6. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma bomba para impulsionar o fluido de refrigerante ao redor do circuito de resfriamento.

7. Veículo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o fluido de refrigerante é baseado em água.

8. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que que todo o percurso de fluxo de ar é definido por canalização.

9. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o percurso de fluxo de ar é canalizado para uma face frontal do radiador.

10. Veículo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a face frontal do radiador é orientada transversal ao percurso de fluxo de ar.

11. Veículo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a canalização é disposta para estabelecer uma região de pressão positiva na face frontal do radiador quando o veículo está em movimento.

12. Veículo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dita pressão positiva é uniformemente distribuída sobre a dita face frontal do radiador.

13. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a canalização é completamente vedada.