IT201900016157A1

IT201900016157A1 - Automobile provvista di uno spoiler posteriore e di un pannello deviatore mobile per regolare l'azione dello spoiler posteriore

Info

Publication number: IT201900016157A1
Application number: IT102019000016157A
Authority: IT
Inventors: Matteo Biancalana; Salvatore Sedda
Original assignee: Ferrari Spa
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2021-03-12
Also published as: JP2021041919A; CN112478003A; EP3792160B1; US11254375B2; EP3792160A1; CN112478003B; JP7498628B2; US20210078650A1

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“AUTOMOBILE PROVVISTA DI UNO SPOILER POSTERIORE E DI UN PANNELLO DEVIATORE MOBILE PER REGOLARE L'AZIONE DELLO SPOILER POSTERIORE”

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione è relativa ad una automobile provvista di uno spoiler posteriore.

ARTE ANTERIORE

Una moderna automobile ad alte prestazione presenta una estrema cura della aerodinamica sia per ridurre il coefficiente di resistenza aerodinamica all’avanzamento (anche noto con il termine “CX”), sia per aumentare il carico verticale che agisce sulle ruote.

Per aumentare il carico verticale che agisce sulle ruote posteriori, sulla parte posteriore della carrozzeria è generalmente disposto uno spoiler posteriore (ovvero un “deflettore di flusso”) che deviando verso l’alto il flusso d'aria causato dal movimento dell'automobile genera una deportanza (ovvero una spinta verso il basso). Lo spoiler posteriore viene montato sul terzo volume della carrozzeria nella automobili a tre volumi o sopra al lunotto posteriore nelle automobili a due volumi.

In alcune automobile sportive lo spoiler posteriore è sostituito da un alettone posteriore, che ha la stessa funzione dello spoiler posteriore ma è un elemento separato dalla carrozzeria e collegato tramite supporti alla carrozzeria stessa.

La deportanza generata dallo spoiler posteriore aumenta all’aumentare delle dimensioni dello spoiler posteriore stesso; tuttavia, aumentando le dimensioni dello spoiler posteriore aumenta anche la resistenza aerodinamica all’avanzamento generata dallo spoiler posteriore stesso.

Ovvero tanto più grande è lo spoiler posteriore, tanto maggiore è la deportanza (effetto positiva) ma tanto maggiore è anche la resistenza aerodinamica all’avanzamento (effetto negativo). Inoltre, l’aumento delle dimensioni dello spoiler posteriore implica un inevitabile aumento del peso e dell’ingombro e spesso pone anche dei problemi estetici; infatti, lo spoiler posteriore, essendo un elemento esterno alla carrozzeria, può essere molto appariscente soprattutto se di dimensioni importanti.

La bontà del design dello spoiler posteriore viene generalmente valutata in base all’efficienza aerodinamica, ovvero in base al rapporto tra la deportanza aereodinamica generata dallo spoiler posteriore e la corrispondete resistenza aerodinamica all’avanzamento generata dallo spoiler posteriore; tanto maggiore è tale rapporto, tanto maggiore è l’efficienza aereodinamica, ovvero tanto maggiore è la bontà del design dello spoiler posteriore.

Inoltre, l’azione dello spoiler posteriore, aumentando il carico verticale che agisce sulle ruote posteriori, da un lato consente di migliorare le prestazioni nelle condizioni di marcia in cui l’esigenza principale è l’aderenza (ad esempio in frenata, in accelerazione, ed in percorrenza di curva) ma dall’altro lato peggiora le prestazioni nelle condizioni di marcia in cui l’esigenza principale è la scorrevolezza (ad esempio nella marcia in rettilineo quando si vogliono raggiungere velocità molto levate oppure si vogliono ottimizzare i consumi di carburante).

Per riuscire ad ottenere un elevato carico verticale (e quindi una inevitabile elevata resistenza aerodinamica all’avanzamento) solo quando serve, è stato proposto di utilizzare uno spoiler posteriore mobile e motorizzato che aumenta il suo angolo di incidenza e/o fuoriesce da un suo alloggiamento solo in determinate condizioni. Tuttavia, l’installazione sull’automobile di uno spoiler posteriore mobile e motorizzato pone dei problemi meccanici, oltre che di ingombro. In particolare, il posizionamento degli organi di movimentazione dello spoiler posteriore rendono l’applicazione di tale soluzione particolarmente complessa. DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è di fornire una automobile provvista di uno spoiler posteriore, in cui sia possibile regolare in modo semplice ed efficace l’azione dello spoiler posteriore.

Secondo la presente invenzione viene fornita una automobile provvista di uno spoiler posteriore, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

• la figura 1 è una vista prospettica e posteriore di una automobile provvista di uno spoiler posteriore e realizzata in accordo con la presente invenzione;

• la figura 2 è una vista in pianta della parte posteriore della automobile della figura 1;

• la figura 3 è una vista in scala ingrandita di un particolare della figura 2;

• la figura 4 è una vista laterale della parte posteriore della automobile della figura 1;

• la figura 5 è una vista posteriore della automobile della figura 1;

• la figura 6 è una vista in scala ingrandita di un particolare della figura 5;

• la figura 7 è una vista laterale della parte posteriore della automobile della figura 1 con un pannello deviatore in una posizione sollevata;

• la figura 8 è una vista posteriore della automobile della figura 1 con il pannello deviatore nella posizione sollevata; e

• la figura 9 è una vista laterale e schematica del pannello deviatore nella posizione sollevata.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

Nella figura 1, con il numero 1 è indicata nel suo complesso una automobile provvista di un motore a combustone interna e/o di uno o più motori elettrici.

L’automobile 1 comprende due ruote anteriori (non illustrate) che sono condotte o sono rese motrici da motori elettrici e due ruote posteriori che sono sempre motrici ricevendo il moto dal motore a combustone interna e/o da uno o più motori elettrici.

Inoltre, l’automobile 1 comprende un abitacolo a due posti atto ad accogliere il guidatore ed un eventuale passeggero ed una carrozzeria 2 che avvolge l’abitacolo.

La carrozzeria 2 comprende, tra le altre cose, un frontale (non illustrato) provvisto di un paraurti anteriore, un cofano anteriore (non illustrato) che si origina dal frontale e si sviluppa verso l’abitacolo, un tetto 3 che copre superiormente l’abitacolo, una coda 4 provvista di un paraurti posteriore, ed una porzione 5 di raccordo (identificabile anche come “lunotto posteriore cieco”, ovvero non trasparente) che collega il tetto 3 alla coda 4 e degrada progressivamente verso il basso.

Lateralmente, la carrozzeria 2 presenta due fiancate che sono provviste di rispettive portiere.

L’automobile 1 comprende uno spoiler 6 posteriore (ovvero un “deflettore di flusso”) che è disposto al termine della porzione 5 di raccordo in corrispondenza della coda 4; la funzione dello spoiler 6 posteriore è di aumentare il carico verticale che agisce sulle ruote posteriori mediante una spinta aerodinamica diretta verso il basso (ovvero una deportanza aerodinamica) che si genera deviando verso l’alto il flusso d'aria causato dal movimento dell'automobile 1.

L’automobile 1 comprende una pluralità di elementi 7 aereodinamici in rilievo che sporgono a sbalzo dalla porzione 5 di raccordo per intercettare un flusso d’aria che lambisce la porzione 5 di raccordo durante la marcia e quindi generare dei vortici nel flusso d’aria a monte dello spoiler 6 posteriore. Gli elementi 7 aereodinamici in rilievo sono dei generatori di vortici aerodinamici che introducono nel campo di moto del flusso di aria che lambisce la porzione 5 di raccordo una vorticità concentrata che a sua volta induce una componente verticale verso il basso nel campo di velocità del flusso di aria a valle degli elementi 7 aereodinamici.

Di fatto, l'aria che fluisce sopra la porzione 5 di raccordo è spinta ad avere un'incidenza verso il basso maggiore per effetto della presenza degli elementi 7 aereodinamici in rilievo e questa maggiore spinta verso il basso del flusso di aria viene capitalizzata dallo spoiler 6 posteriore di cui vengono amentate le potenzialità di generazione del carico (ovvero della deportanza).

In altre parole, grazie alla presenza degli elementi 7 aereodinamici in rilievo è possibile aumentare in modo significativo la deportanza generata dallo spoiler 6 posteriore con un aumento modesto della resistenza aerodinamica all’avanzamento; di conseguenza, la presenza degli elementi 7 aereodinamici permette di aumentare in modo rilevante l’efficienza aerodinamica dello spoiler 6 posteriore.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, sono previsti sei elementi 7 aereodinamici disposti in due file da tre elementi 7 aereodinamici ciascuna; secondo altre forme di attuazione non illustrate, il numero, la disposizione e/o la forma degli elementi 7 aereodinamici potrebbero essere differenti.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 4, ciascun elemento 7 aereodinamico è orientato verticalmente e quindi forma un angolo acuto con la porzione 5 di raccordo (che è inclinata verso il basso).

Secondo quanto meglio illustrato nelle figure 2 e 3, ciascun elemento 7 aereodinamico presenta in pianta uno sviluppo curvilineo ed ha in pianta la forma di una “virgola” ovvero di un “baffo”.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 3, ciascun elemento 7 aereodinamico presenta una parte 8 frontale (iniziale, ovvero la prima parte dell’elemento 7 aereodinamico che impatta contro il flusso d’aria) ad una parte 9 posteriore (terminale, ovvero l’ultima parte dell’elemento 7 aereodinamico che viene abbandonata dal flusso d’aria); in altre parole, ciascun elemento 7 aereodinamico si estende dalla parte 8 frontale alla parte 9 posteriore.

Ciascun elemento 7 aereodinamico forma con una direzione DL longitudinale un angolo progressivamente crescente dalla parte 8 frontale alla parte 9 posteriore. In particolare, ciascun elemento 7 aereodinamico presenta la parte 8 frontale che forma con la direzione DL longitudinale un angolo α di attacco molto piccolo e presenta la parte 9 posteriore che forma con la direzione DL longitudinale un angolo β di uscita nettamente maggiore dell’angolo α di attacco. Preferibilmente, l’angolo α di attacco è compreso tra 0° e 15° e l’angolo β di uscita è compreso tra 30° e 75°. Di conseguenza, in ciascun elemento 7 aereodinamico la parte 8 frontale e la parte 9 posteriore formano tra di loro un angolo ottuso.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 6, ciascun elemento 7 aereodinamico presenta un’altezza verticale progressivamente decrescente dalla parte 8 frontale alla parte 9 posteriore, ovvero la parte 8 frontale sporge maggiormente dalla porzione 5 di raccordo mentre la parte 9 posteriore sporge di meno dalla porzione 5 di raccordo con una riduzione continua e progressiva della altezza verticale dell’elemento 7 aereodinamico. Nelle forme di attuazione illustrate nelle figure allegate, la parte 9 posteriore di ciascun elemento 7 aereodinamico presenta un’altezza verticale sostanzialmente nulla, ovvero ciascun elemento 7 aereodinamico presenta un’altezza verticale che diminuisce progressivamente dalla parte 8 frontale alla parte 9 posteriore fino ad annullarsi al termine della parte 9 posteriore. Secondo una preferita forma di attuazione, in ciascun elemento 7 aereodinamico un’altezza verticale in corrispondenza della parte 8 frontale è almeno il triplo di un’altezza verticale in corrispondenza della parte 9 posteriore.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 2, gli elementi 7 aereodinamici sono disposti in coppie, ciascuna composta da due elementi 7 aereodinamici tra loro trasversalmente allineati, tra loro trasversalmente distanziati, e tra loro orientati in modo specularmente opposto (ovvero l’elemento 7 aerodinamico destro punta verso destra mentre l’elemento 7 aerodinamico sinistro punta verso sinistra). Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, sono previste tre coppie di elementi 7 aereodinamici che formano quindi due file di tre elementi 7 aereodinamici ciascuna.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 2, gli elementi 7 aereodinamici sono distribuiti in due file che sono tra loro parallele, si sviluppano longitudinalmente, e presentano una distanza trasversale non nulla una dall’altra in modo tale che tra le due file sia presente un canale centrale completamente liscio. Gli elementi 7 aereodinamici di una stessa fila (destra o sinistra) presentano tutti lo stesso orientamento e sono speculari agli elementi 7 aereodinamici dell’altra fila (sinistra o destra). Inoltre, ciascun elemento 7 aereodinamico di una fila (destra o sinistra) è disposto allineato ed affiancato ad un elemento 7 aereodinamico dell’altra fila (sinistra o destra) con cui forma una coppia.

Secondo una possibile forma di attuazione, per ciascun elemento 7 aereodinamico, la porzione 5 di raccordo presenta una corrispondente depressione che termina in corrispondenza dell’elemento 7 aereodinamico stesso. Ovvero la porzione 5 di raccordo è scavata verso il basso a monte di un elemento 7 aereodinamico per formare una depressione (incavo) che termina in corrispondenza dell’elemento 7 aereodinamico stesso.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 1, è previsto un pannello 10 deviatore che è disposto sopra alla porzione 5 di raccordo, è direttamente investito dal flusso d’aria che lambisce la porzione 5 di raccordo durante la marcia (in quanto riveste superiormente la porzione 5 di raccordo), ed è montato mobile per spostarsi tra una posizione di riposo (illustrata nelle figure 1-6) in cui il pannello 10 deviatore è appoggiato alla porzione 5 di raccordo ed una posizione attiva (illustrata nelle figure 7-9), in cui il pannello 10 deviatore è sollevato e distanziato dalla porzione 5 di raccordo.

Secondo quanto illustrato nella figura 9, il pannello 10 deviatore è conformato per deviare, quando si trova nella posizione attiva, il flusso d’aria sopra allo spoiler 6 posteriore per mettere aerodinamicamente in ombra lo spoiler 6 posteriore stesso. Ovvero quando il pannello 10 deviatore si trova nella posizione attiva il flusso d’aria generato dal movimento dell’automobile 1 viene spinto verso l’alto dal pannello 10 deviatore passando in massima parte sopra allo spoiler 6 posteriore che quindi non viene investito dal flusso di aria (quindi lo spoiler 6 posteriore genera una deportanza ridotta ed anche una resistenza aerodinamica all’avanzamento modesta).

Secondo quanto illustrato nella figura 4, il pannello 10 deviatore è conformato per non deviare, quando si trova nella posizione di riposo, il flusso d’aria sopra allo spoiler 6 posteriore per non mettere aerodinamicamente in ombra lo spoiler 6 posteriore stesso. Ovvero quando il pannello 10 deviatore si trova nella posizione di riposo il flusso d’aria generato dal movimento dell’automobile 1 investe in pieno lo spoiler 6 posteriore (quindi lo spoiler 6 posteriore genera una deportanza elevata ed anche una resistenza aerodinamica all’avanzamento rilevante).

Secondo la preferita forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il pannello 10 deviatore è incernierato alla carrozzeria 2 per ruotare attorno ad un asse 11 di rotazione traversale (illustrato nella figura 2) disposto in corrispondenza di un bordo anteriore del pannello 10 deviatore.

E’ previsto un attuatore 12 meccanico (tipicamente un motore elettrico e schematicamente illustrato nella figura 9) che agisce sul pannello 10 deviatore per movimentarlo dalla posizione di riposo alla posizione attiva e viceversa.

Preferibilmente, ma non obbligatoriamente, l’attuatore 12 meccanico è atto a fermare e mantenere il pannello 10 deviatore in una serie di posizioni intermedie tra la posizione di riposo e la posizione attiva.

E’ prevista una unità di controllo che regola la posizione del pannello 10 deviatore in funzione delle esigenze derivanti dal moto dell’automobile 1: quando è richiesta una maggiore deportanza (ovvero un maggiore carico verticale sulle ruote posteriori) allora l’unità di controllo sposta il pannello 10 deviatore verso la posizione di riposo mentre quando è richiesta una minore resistenza aerodinamica all’avanzamento (ovvero una maggiore scorrevolezza) allora l’unità di controllo sposta il pannello 10 deviatore verso la posizione attiva.

Secondo una possibile forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il pannello 10 deviatore termina in prossimità dello spoiler 6 posteriore (vicino allo spoiler 6 posteriore) in modo tale da essere in grado di deviare efficacemente il flusso di aria generato dal movimento dell’automobile 1 sopra allo spoiler 6 posteriore.

Secondo una possibile forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, una superficie inferiore del pannello 10 deviatore è conformata in modo da riprodurre in negativo la forma di una superficie superiore della porzione 5 di raccordo che si trova al di sotto del pannello 10 deviatore.

Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il pannello 10 deviatore si estende anche in corrispondenza degli elementi 7 aereodinamici che sono fissati alla sottostante porzione 5 di raccordo e presenta per ciascun elemento 7 aereodinamico una corrispondete feritoia 13 passante (meglio visibile nelle figure 3 e 6) al cui interno è disposto l’elemento 7 aereodinamico stesso.

Ovvero, il pannello 10 deviatore presenta sei feritoie 13 passanti, ciascuna delle quali riproduce (con un certo gioco) forma e dimensioni di un corrispondente elemento 7 aereodinamico ed è attraversata (con un certo gioco) dal corrispondente elemento 7 aereodinamico stesso. Di conseguenza, gli elementi 7 aereodinamici sono sempre fermi (essendo vincolati alla porzione 5 di raccordo) e non si spostano assieme al pannello 10 deviatore (che non tocca gli elementi 7 aereodinamici grazie alla presenza delle feritoie 13 passanti). Questa forma di attuazione permette di ridurre ulteriormente la resistenza aerodinamica all’avanzamento quando il pannello 10 deviatore si trova nella posizione attiva, in quanto oltre a mettere aerodinamicamente in ombra lo spoiler 6 posteriore il pannello 10 deviatore mette aerodinamicamente in ombra (totalmente o parzialmente) anche gli elementi 7 aereodinamici (come ben illustrato nella figura 7).

Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, il pannello 10 deviatore si estende anche in corrispondenza degli elementi 7 aereodinamici e supporta gli elementi 7 aereodinamici stessi; ovvero gli elementi 7 aereodinamici sono fissati al pannello 10 deviatore e si spostano insieme al pannello 10 deviatore stesso.

Secondo una ulteriore forma di attuazione non illustrata, il pannello 10 deviatore non si estende in corrispondenza degli elementi 7 aereodinamici e quindi si estende solo nel canale entrale tra gli elementi 7 aereodinamici.

Nella preferita forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, sono previsti sia gli elementi 7 aereodinamici, sia il pannello 10 deviatore mobile. Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, è previsto il solo pannello 10 deviatore mobile (ovvero non sono presenti gli elementi 7 aereodinamici). Secondo una ulteriore forma di attuazione non illustrata, sono previsti solamente gli elementi 7 aereodinamici (ovvero non è presente il pannello 10 deviatore mobile).

Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.

L’automobile 1 sopra descritta presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, grazie alla presenza degli elementi 7 aereodinamici, nell’automobile 1 sopra descritta lo spoiler 6 posteriore presenta una elevata efficienza aerodinamica, ovvero un elevato rapporto tra la deportanza aereodinamica generata dallo spoiler 6 posteriore e la corrispondete resistenza aerodinamica all’avanzamento generata dallo spoiler 6 posteriore.

Inoltre, grazie alla presenza del pannello 10 deviatore mobile nell’automobile 1 sopra descritta è possibile mettere aerodinamicamente in ombra lo spoiler 6 posteriore (che di per sé è del tutto fisso, ovvero completamente privo di parti in movimento) per ridurre la resistenza aerodinamica all’avanzamento generata dallo spoiler 6 posteriore quando non è necessario generare una elevata deportanza in corrispondenza delle ruote posteriori.

Infine, l’automobile 1 sopra descritta è di facile ed economica realizzazione in quanto gli elementi 7 aereodinamici sono delle appendici semplicemente applicabili alla porzione 5 di raccordo ed in quanto il pannello 10 deviatore, presentando una corsa estremamente contenuta, è semplicemente motorizzabile.

ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE

1 automobile

2 carrozzeria

3 tetto

4 coda

5 porzione di raccordo 6 spoiler posteriore

7 elementi aereodinamici 8 parte frontale

9 parte posteriore

10 pannello deviatore

11 asse di rotazione

12 attuatore meccanico 13 feritoia passante

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Automobile (1) comprendente: un abitacolo; una carrozzeria (2) che avvolge l’abitacolo e presenta: un tetto (3), una coda (4) provvista di un paraurti posteriore, ed una porzione (5) di raccordo che collega il tetto (3) alla coda (4); ed uno spoiler (6) posteriore che è disposto al termine della porzione (5) di raccordo in corrispondenza della coda (4); l’automobile (1) è caratterizzata dal fatto di comprendere un pannello (10) deviatore che è disposto sopra alla porzione (5) di raccordo, è direttamente investito da un flusso d’aria che lambisce la porzione (5) di raccordo durante la marcia, ed è montato mobile per spostarsi tra una posizione di riposo in cui il pannello (10) deviatore è appoggiato alla porzione (5) di raccordo ed una posizione attiva, in cui il pannello (10) deviatore è sollevato e distanziato dalla porzione (5) di raccordo.
2) Automobile (1) secondo la rivendicazioni 1, in cui il pannello (10) deviatore è incernierato alla carrozzeria (2) per ruotare attorno ad un asse (11) di rotazione traversale disposto in corrispondenza di un bordo anteriore del pannello (10) deviatore.
3) Automobile (1) secondo la rivendicazioni 1 o 2, in cui il pannello (10) deviatore termina in prossimità dello spoiler (6) posteriore.
4) Automobile (1) secondo la rivendicazioni 1, 2 o 3, in cui il pannello (10) deviatore è conformato per deviare, quando si trova nella posizione attiva, il flusso d’aria sopra allo spoiler (6) posteriore per mettere aerodinamicamente in ombra lo spoiler (6) posteriore stesso.
5) Automobile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il pannello (10) deviatore è conformato per non deviare, quando si trova nella posizione di riposo, il flusso d’aria sopra allo spoiler (6) posteriore per non mettere aerodinamicamente in ombra lo spoiler (6) posteriore stesso.
6) Automobile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui una superficie inferiore del pannello (10) deviatore è conformata in modo da riprodurre in negativo la forma di una superficie superiore della porzione (5) di raccordo.
7) Automobile (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 e comprendente un attuatore (12) meccanico che agisce sul pannello (10) deviatore per movimentarlo dalla posizione di riposo alla posizione attiva e viceversa.
8) Automobile (1) secondo la rivendicazioni 7, in cui l’attuatore (12) è atto a disporre e mantenere fermo il pannello (10) deviatore in una serie di posizioni intermedie tra la posizione di riposo e la posizione attiva.