IT201900000543A1 - Sistema per il miglioramento aerodinamico di un veicolo terrestre in particolare di un camion o simile - Google Patents
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Description
Titolo: ”Sistema per il miglioramento aerodinamico di un veicolo terrestre in particolare di un camion o simile“
La presente invenzione concerne un sistema per il miglioramento aerodinamico di un veicolo terrestre, in particolare di un camion o simile.
Le caratteristiche aerodinamiche sono fra le parti più rilevanti di un veicolo per il consumo di carburante. In particolare per i veicoli che effettuano un elevato numero di chilometri, anche una diminuzione minima può avere effetti molto vantaggiosi, poiché viene risparmiato carburante/energia e perciò soldi. Inoltre una riduzione di carburante comporta anche una riduzione di inquinamento e perciò può comportare vantaggi fiscali.
Sono noti una moltitudine di sistemi per migliorare il flusso d’aria e perciò le caratteristiche aerodinamiche.
La US 8851554 descrive una composizione per la riduzione della resistenza aerodinamica che è montabile su un veicolo o un altro oggetto in movimento. Il sistema descritto comprende delle prese d’aria e almeno un guscio di una rete di materiale flessibile che si muove da una posizione in uso in una seconda posizione non in uso e viceversa. Il guscio inoltre è formato in modo tale, da prevedere almeno una superficie esterna formata in modo tale da ridurre gli effetti del drag/scia. Il sistema descritto inoltre può essere combinato con condotti che permettono di inviare il flusso d’aria all’interno del guscio. Gli elementi flessibili creano problemi durante l’utilizzo poiché danno un effetto di non stabilità al veicolo. Inoltre i loro movimenti sono difficilmente prevedibili e/o a causa dei movimenti gli effetti aerodinamici possono variare e il materiale è esposto a danneggiamenti e perciò richiede manutenzione continua.
Dalla US 8 770 649 è noto un sistema per ridurre gli effetti aerodinamici di drag e ridurre gli effetti dei venti laterali per veicoli terrestri. Ogni sistema descritto comprende generatori vortex che producono piccoli vortici. Ognuno dei generatori di vortici (vortex) presenta uno o più canali per il flusso di aria che obbliga il flusso di aria di passare attraverso questi canali. Il sistema descritto presenta una serie di problematiche, soprattutto i canali utilizzati si sporcano o vengono riempiti di sporcizia e perciò sono poco utilizzabili nell’uso quotidiano sui vicoli terrestri e inoltre sono ingombranti e complicati da montare. Inoltre il sistema richiede il cosiddetto effetto tunnel per essere effettivo con i generatori di vortici.
La pubblicazione GB 250 83 57 descrive un dispositivo rimovibile per aumentare l’efficienza aerodinamica di un veicolo terrestre. Il dispositivo descritto presenta elementi che estendono la carrozzeria laterale su tre lati del veicolo terrestre seguendo la forma del veicolo terrestre. Su queste estensioni possono essere disposti dei generatori di vortex. Il dispositivo descritto non insegna una variazione della carrozzeria esterna in modo tale da variare il flusso d’aria per creare una aderenza del flusso d’aria dalla carrozzeria e non insegna che i generatori vortex devono essere formati in modo tale da modificare non soltanto il flusso d’aria adiacente al veicolo, ma anche il flusso fino a una certa profondità per garantire effetti sorprendenti poiché presentano una sporgenza che superano una certa dimensione.
La US 6959958 descrive un metodo e un dispositivo per la riduzione dello drag di base per corpi di veicoli che viaggiano in autostrade e simile. Questi per esempio camion possono comprendere aggiunte al fine di migliorare gli effetti aerodinamici in coda al veicolo. Inoltre il sistema descritto presenta generatori di vortex che sono disposti sul camion o sul trailer del veicolo. Il sistema descritto non rileva effetti di sinergia fra i generatori di vortex e la struttura in coda al camion o veicolo terrestre. Il sistema descritto cerca solo di modificare il flusso laterale dell’aria ma non quello posto a posteriori del veicolo, anzi cerca di utilizzare lo spazio posteriore che non viene influenzato dal flusso laterale dell’aria per aggiungere spazio di carico.
La US 7 255 387 descrive dispositivi perfezionati per la riduzione di effetti aerodinamici per migliorare le prestazioni del veicolo e la riduzione del consumo di carburante. La conformazione descritta comprende una pluralità di superfici disposte sulla superficie esterna di un veicolo. Queste superfici vengono dimensionate in funzione dello spessore dell’involucro del veicolo e la cui lunghezza è almeno cinque volte lo spessore dell’involucro del veicolo. Ognuna di queste superfici è atta a generare dei vortici. I generatori di vortex nella pubblicazione US 7 255 387 sono pensati solo per modificare il flusso d’aria laterale al veicolo e creano una scia più stabile, non vengono utilizzate per ridurre l’area base posteriore del veicolo dove si crea la resistenza di scia. In questo modo la pubblicazione non riduce la resistenza all’aria ma crea maggiore resistenza e i consumi aumentano.
La US 7 008 004 descrive un apparecchio per modificare il flusso d’aria a valle di un veicolo per mezzo di elementi posti al termine del veicolo terrestre per esempio camion che formano la coda del camion e che generano un flusso d’aria sostanzialmente parallela all’asse longitudinale del veicolo. In questa pubblicazione viene prolungata la coda del veicolo in assenza di generatori di vortici laterali. Perciò crea anche maggiore ingombro.
Lo scopo della presente invenzione è di realizzare un sistema per veicoli terrestri, in particolare camion o simile che migliora le caratteristiche aereodinamiche del veicolo riducendo il consumo di carburante e/o energia o un kit per modificare un veicolo terrestre per migliorare le caratteristiche aerodinamiche. Questo scopo viene risolto da un sistema per veicoli terrestri in particolare camino, autobus e anche rimorchi e semirimorchi secondo la rivendicazione 1 e un kit per la modifica di veicolo terrestre secondo la parte caratterizzante della rivendicazione 6.
Il sistema secondo l’invenzione per veicoli terrestri in particolare camion, autobus, rimorchi e semirimorchi comprendente una superficie esterna del veicolo e almeno una superficie posteriore, un deflettore, in direzione di movimentazione con una inclinazione rispetto alla superficie anteriore e una serie di generatori di vortici disposti sulle superfici caratterizzato dal fatto che la superficie posteriore, il deflettore, è inclinato verso il centro del veicolo fra i 5° e i 30° rispetto alla superficie esterna anteriore del veicolo e in cui i generatori di vortici sono disposti sulla superficie esterna a una distanza massima di 250 mm dalla variazione di inclinazione. fra la superficie della parete laterale anteriore esterna del veicolo e la superficie posteriore, il deviatore, sulla superficie anteriore esterna laterale del veicolo e/o sulla superficie posteriore deviatore e i generatori di vortici o parti di questi generatori di vortici presentano una inclinazione β rispetto all’asse longitudinale del veicolo, fra 2° e 50° e i generatori vortex sporgono rispetto alle superfice adiacenti fra 1cm e 15cm.
I generatori di vortici possono essere disposti convergenti e/o divergenti o paralleli tra di loro. La sporgenza dei generatori di vortici fra 1 cm e 15 cm dalle superfici adiacenti permette a questi di modificare il flusso d’aria e in particolare di modificare lo strato limite. Inoltre questa modifica è particolarmente vantaggiosa poiché viene combinata con i deflettori ovvero la variazione della superficie esterna della carrozzeria.
L’effetto sorprendente combinato dei due elementi, deflettori e generatori di vortici, permette una maggiore inclinazione dei deflettori senza che il flusso d’aria si staccasse. In questo modo la superficie base posteriore del veicolo può essere ridotta di più rispetto a un sistema noto.
Tutto ciò permette caratteristiche aerodinamiche migliorate per il veicolo terrestre poiché vengono controllati i flussi d’aria a valle del veicolo migliorando le sue condizioni aerodinamiche. Il sistema qui descritto può essere anche venduto come kit di modifica in cui elementi di carrozzeria vengono posizionati sul retro del veicolo terrestre, per esempio camion e in questo modo viene modificato un veicolo esistente. Le superfici/deflettori vengono montate con un angolo alfa di inclinazione fra 5°e 30° inclinate verso il centro del veicolo. I generatori di vortici possono essere posizionati già su questa superficie aggiuntiva o possono essere fissati sulle superfici esterne del veicolo terrestre in vicinanza delle superficie aggiunte con una massima distanza da queste di 250 mm. In modo vantaggioso con le superfici aggiunte i deflettori possono essere montati in modo smontabile. In questo modo viene permesso un veloce smontaggio in caso di non uso e/o di sostituzione.
Inoltre in una forma di realizzazione preferita il deflettore inclinato può essere formata sia da un materiale rigido che da un materiale flessibile. In una forma di realizzazione preferita la superficie posteriore del deviatore è formata in un unico pezzo con la superficie esterna del veicolo terrestre anteriore oppure integrato nella struttura di questa.
In modo vantaggioso i deflettori sono disposti su almeno due lati del veicolo.
In una ulteriore forma di realizzazione il veicolo terrestre può essere formato da un corpo cilindrico tubolare o curvato e perciò l’elemento deviatore può essere formato a forma curvata, circolare o parte di cerchio. L’inclinazione dell’elemento deviatore è sempre diretta verso il centro del veicolo terrestre. Vantaggiosamente i generatori di vortici non sono tutti della stessa dimensione ma variano per poter regolare meglio il flusso d’aria circostante.
In una forma di realizzazione preferita i deflettori possono formare una cassa per esempio dietro a un autobus che può essere utilizzata per caricare elementi da trasportare per esempio bagagli e o sci o biciclette o altri bagagli ingombranti. Il sistema secondo l’invenzione può essere realizzato mediante un kit di modifica per modificare veicoli terrestri già in uso.
Questo kit di modifica può essere formato da più superfici deviatore che vengono fissate sul posteriore del camion/autobus. In modo vantaggioso in questa forma di realizzazione i generatori di vortici sono disposti sulle superfici deviatore che vengono aggiunte mediante il kit.
In una forma di realizzazione preferita possono essere presenti punti di rottura predeterminata fra gli elementi di deviatore e le superfici antecedenti per diminuire gli effetti di un incidente. Questi punti di rottura predeterminati possono essere utili per facilitare un adempimento alle norme di sicurezza ove presenti. Ulteriori caratteristiche e dettagli di una forma di realizzazione preferita di un sistema secondo l’invenzione e non limitativa dell'invenzione qui esposta saranno specificati con chiarezza nella descrizione che segue e con riferimento alle figure annesse nelle quali:
- la figura 1 mostra una vista prospettica di un camion con un sistema secondo l’invenzione,
-la figura 2 mostra una vista prospettica di un camion con un sistema secondo l’invenzione in una seconda forma di realizzazione, -la figura 3 mostra una vista dall’alto di un camion con un sistema secondo l’invenzione nella prima forma di realizzazione, -la figura 4 mostra un dettaglio di una vista dall’alto di un camion con un sistema secondo l’invenzione nella prima forma di realizzazione,
-la figura 5 mostra un dettaglio di una vista dall’alto di un camion con un sistema secondo l’invenzione nella seconda forma di realizzazione,
-la figura 6 mostra una vista prospettica laterale di un camion con un sistema secondo l’invenzione in una ulteriore forma di realizzazione,
- la figura 7a mostra una rappresentazione grafica del comportamento dell’aria solo con deflettori/deviatori,
- la figura 7b mostra una rappresentazione grafica del comportamento dell’aria con deflettori/deviatori in combinazione con generatori di vortici,
-la figura 8 mostra una vista prospettica posteriore di un camion con un sistema secondo l’invenzione esploso in una ulteriore forma di realizzazione,
-le figura 9 e 10 mostrano una vista prospettica di camion con un sistema secondo l’invenzione in ulteriori forme di realizzazione,
-la figura 11 mostra una vista prospettica laterale di un autobus con un sistema secondo l’invenzione che forma un box di carico, e
-la figura 12 mostra un sistema secondo l’invenzione con diverse forme di realizzazione dei generatori di vortici.
Nella figura 1 è indicato con il numero di riferimento 100 un veicolo terrestre, in particolare camion. Questo veicolo terrestre 100 presenta delle superfici esterne laterale 101 che possono per esempio formare lo spazio di carico. Durante la movimentazione del veicolo terrestre 100 nella direzione 112 fluisce aria sulle superfici esterne 101. Questa aria può formare turbolenze o altri effetti aerodinamici che aumentano il consumo energetico in particolare il consumo di carburante del veicolo terrestre. I flussi d’aria in particolare i vortici d’aria della scia posteriore ad un veicolo terrestre in particolare camion o simile sono molto importanti in riferimento al comportamento complessivo aerodinamico del veicolo.
Questi vortici d’aria che formano il comportamento d’aria a valle del veicolo vengono soprattutto determinate dalla superficie base del veicolo. Questa superficie base è la superficie posteriore del veicolo.
Secondo l’invenzione sul lato posteriore del veicolo terrestre 100 sono disposte delle superfici 111, dei deflettori che sono collegate con il veicolo terrestre 100 e/o formano un’unica superficie con le pareti laterali del camion 101. I deflettori 111 sono inclinati verso il centro del camion formando un angolo alfa (α) di inclinazione rispetto alle superfici anteriori laterali esterne 101. Le superfici presentano un angolo alfa(α) di inclinazione fra 5 °e 30° inclinate all’asse longitudinale del veicolo. In questo modo viene ridotta la superficie base del veicolo riducendo cosi la resistenza all’aria dipendente dalla scia di vortici posteriori.
In una forma di realizzazione preferita le superfici anteriori laterali 101 e i deflettori 111 sono formati da un unico elemento di carrozzeria.
Sulla superficie esterna formata dalla zona a 250 mm anteriore alla variazione di inclinazione a 250 mm posteriore alla variazione di inclinazione sono disposti dei generatori di vortici 111 (vortex). Questi generatori di vortici 111 o parti di questi generatori 111 di vortici sono inclinati rispetto all’asse longitudinale del camion. L’inclinazione β dei generatori di vortici 111 o parti di questi generatori 111 è fra i 2° e i 50° rispetto all’asse longitudinale del veicolo terrestre 100 possono presentare una forma ad ala in modo preferita ad ala curvata. Inoltre i generatori di vortici 111 sono formati in modo tale da sporgere fra 1 cm e 15 cm dalla superficie circostante. In questo modo i generatori di vortici 111 riescono a modificare il flusso d’aria circostante e in particolare lo strato limite, in modo più efficace.
Come illustrato in figura 7a la scia a valle del veicolo terrestre 100 modificati solo con dei deflettori 110, crea lo stesso delle turbolenze 120 chiedendo perciò un veicolo che usa questo sistema ha un consumo maggiore di energia in particolare di combustibile.
Nella figura 7b è illustrato il flusso d’aria a valle di un veicolo terrestre 100 con deflettori 110 e generatori di vortici 111 opportunamente formati secondo l’invenzione.
Si nota nella zona 121 una riduzione di turbolenze che diminuisce il consumo di combustibile del veicolo terrestre 100. Nella figura 8 sono illustrati kit per modificare un veicolo terrestre 100 che può essere formato da diversi forme di deflettori 110 su cui sono disposti i generatori di vortici 111. I deflettori 110 possono essere collegati al veicolo terrestre in modo smontabile e inoltre possono essere previsti elementi di rottura predeterminata prevista per sicurezza in caso di incidenti.
Inoltre in una forma di realizzazione preferita i deflettori che formano la coda del camion possono essere conformati tali da assorbire urti o altri colpi da veicoli terrestri in caso di incidente.
Nella figura 9 è illustrato un veicolo terrestre 100 che si muove in direzione 112 e in coda del veicolo terrestre si trova un deviatore secondo l’invenzione 110 che è integrato nella struttura del veicolo terrestre e che presenta dei generatori di vortici 111 disposti nella zona predefinita secondo l’invenzione. Nella figura 10 è illustrato un ulteriore veicolo terrestre che presenta una zona di carico tubolare per esempio un contenitore per liquidi e sul quale è disposto un deviatore 110 con i generatori di vortici 111 secondo l’invenzione. Anche in questo caso il deviatore 110 inclinato verso il centro del veicolo e il deviatore forma un angolo alpha (α) di inclinazione rispetto alla superficie precedente.
In una forma di realizzazione nella figura 11 i deflettori possono creare una zona di carico aggiuntiva a valle del veicolo. Per esempio i deflettori possono essere disposti in modo tale da formare un box 115 a valle di un veicolo terrestre 100 per esempio un autobus. Questo box può essere utilizzato per caricare bagagli, sci o altri oggetti ingombranti.
In una ulteriore forma di realizzazione il veicolo terrestre può essere formato da un corpo cilindrico tubolare o curvato e perciò l’elemento deviatore può essere formato a forma curvata, circolare o parte di cerchio. L’inclinazione dell’elemento deviatore è sempre diretta verso il centro del veicolo terrestre. Nella figura 12 è rappresentato un sistema secondo l’invenzione in cui sono illustrati una serie di generatori di vortici 111, in particolare viene illustrato un generatore di vortici che presenta una prima parte 111a che non presenta una inclinazione rispetto all’asse longitudinale del veicolo , in cui la seconda parte 111b presenta una inclinazione beta β rispetto all’asse longitudinale del veicolo fra 2° e i 50° e in cui la parte finale del generatori di vortici 111c presenta un’inclinazione minima rispetto all’asse longitudinale del veicolo 100. Da questo esempio si evince che è necessario che soltanto una parte del generatori di vortici 111 presenta un’inclinazione β beta rispetto all’asse longitudinale del veicolo per avere gli effetti sorprendenti e ridurre la resistenza all’aria del veicolo 100 stesso.
In una forma di realizzazione non illustrata può essere posto fra la macchina motrice e/o fra due rimorchi un elemento deviatore che evita il flusso d’aria fra questi due parti del veicolo. Questo deviatore ha un effetto di sinergia con il sistema secondo l’invenzione poiché i flussi d’aria che passano attraverso queste fessure generano delle turbolenze laterali che possono avere effetti negativi sul flusso d’aria al termine del veicolo limitando gli effetti del sistema secondo l’invenzione poiché generano turbolenze sulle pareti laterali del veicolo a causa dei flussi laterali dell’aria, in particolare un deviatore di flusso d’aria è posto fra due parti veicolo terrestre in particolare camion, autobus e rimorchi impedendo/riducendo il flusso d’aria sostanzialmente ortogonale alla direzione di movimentazione fra le due parti del veicolo. Per sostanzialmente in questo caso si intende variazione di più o meno 10°.
E’ infine chiaro che al sistema fin qui descritto possono essere applicate aggiunte, modifiche o varianti ovvie per un tecnico del ramo senza per questo fuoriuscire dall’ambito di tutela fornito dalle rivendicazioni annesse.
Elenco dei numeri di riferimento:
100 veicolo terrestre, camion, trailer
101 superficie esterna anteriore laterale del veicolo terrestre 110 deflettore
111 generatori di vortici (vortex)
111a,111b,111 c parti del generatore di vortici (vortex)
115 box di carico
direzione di movimentazione del veicolo terrestre 100 turbolenza
turbolenza minore
Claims (10)
- Rivendicazioni 1. Sistema per il miglioramento aerodinamico di un veicolo terrestre (100) in particolare camion, autobus e rimorchi, comprendente una superficie esterna (101) del veicolo e una superficie posteriore (110), un deflettore, in direzione di movimentazione (112) con una inclinazione rispetto alla superficie anteriore e una serie di generatori di vortici (111) disposti sulle superfici (101,110) caratterizzato dal fatto che la superficie posteriore (110), il deviatore, è inclinata verso il centro del veicolo (100) fra i 5° e i 30° rispetto alla superficie esterna (101) anteriore del veicolo e in cui i generatori di vortici (111) sono disposti sulla superficie esterna a una distanza massima di 250 mm dalla variazione di inclinazione, fra la superficie anteriore laterale (101) esterna del veicolo e la superficie posteriore (110), il deviatore, sulla superficie anteriore esterna laterale (101) del veicolo e/o sulla superficie posteriore (110) deflettore sono posizionati dei generatori di vortici (111), i generatori di vortici (111) o parti di questi generatori di vortici (111) presentano una inclinazione (β) rispetto all’asse longitudinale del veicolo fra 2° e 50° e i generatori di vortici sporgono rispetto alle superficie adiacenti fra 1cm e 15 cm.
- 2. Sistema per il miglioramento aerodinamico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie anteriore laterale (101) e la superficie posteriore (110) deviatore sono formati da un unico elemento di carrozzeria e/o integrato nella struttura del veicolo (100).
- 3. Sistema per il miglioramento aerodinamico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie anteriore laterale (101) e la superficie posteriore (110) deflettore sono formati da differenti elementi di carrozzeria.
- 4. Sistema per il miglioramento aerodinamico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno un deviatore di flusso d’aria è posto fra due parti veicolo terrestre (100) in particolare camion, autobus e rimorchi impedendo un flusso d’aria ortogonale alla direzione di movimentazione impedendo/riducendo il flusso d’aria sostanzialmente ortogonale alla direzione di movimentazione fra le due parti del veicolo.
- 5. Sistema per il miglioramento aerodinamico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che più superfici posteriori (110) (deflettori) formano uno spazio di carico (115).
- 6. Sistema per il miglioramento aerodinamico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che fra la superficie anteriore laterale (101) e la superficie posteriore (110) deflettore è interposta una zona di rottura predeterminata.
- 7. Kit per il miglioramento aerodinamico di un veicolo terrestre (100) in particolare camion, autobus e rimorchi realizzante un sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è formato da elementi di collegamento atti a collegare un deflettore (101) sul retro di un veicolo terrestre con una inclinazione alfa (α) fra i 5° e i 30° rispetto alla superficie esterna (101) anteriore del veicolo verso l’asse centrale del veicolo terrestre e sul deviatore essendo disposti degli generatori di vortici (111) a una distanza massima di 250 mm dalla variazione di inclinazione e i generatori vortici (111) ) o parti di questi generatori di vortici (111) presentano una inclinazione β rispetto all’asse longitudinale del veicolo fra 2° e 50 e i generatori di vortici sporgono rispetto alle superficie adiacente del deviatore (101 e/o111) fra 1cm e 15 cm.
- 8. Kit secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che l’elemento di collegamento presenta una zona di rottura predeterminata.
- 9. Kit secondo la rivendicazione 7 e 8, caratterizzato dal fatto che il deviatore (111) è formato in materiale flessibile.
- 10. Kit secondo la rivendicazione 7 e 8, caratterizzato dal fatto che comprende un deviatore atto ad essere posto fra due parti veicolo terrestre (100) in particolare camion, autobus e rimorchi impedendo/ riducendo un flusso d’aria sostanzialmente ortogonale alla direzione di movimentazione impedendo/riducendo il flusso d’aria ortogonale alla direzione di movimentazione fra le due parti del veicolo.
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