WO2008099030A1 - Sistema de freno auxiliar aerodinámico para vehículos automóviles - Google Patents

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WO2008099030A1
WO2008099030A1 PCT/ES2007/070096 ES2007070096W WO2008099030A1 WO 2008099030 A1 WO2008099030 A1 WO 2008099030A1 ES 2007070096 W ES2007070096 W ES 2007070096W WO 2008099030 A1 WO2008099030 A1 WO 2008099030A1
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WO
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brake system
vehicle chassis
spoilers
ailerons
aerodynamic
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Application number
PCT/ES2007/070096
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English (en)
French (fr)
Inventor
José santiago ROLLA
Original Assignee
Elastomeric Systems, S.L.
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Filing date
Publication date
Application filed by Elastomeric Systems, S.L. filed Critical Elastomeric Systems, S.L.
Publication of WO2008099030A1 publication Critical patent/WO2008099030A1/es

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/12—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting otherwise than by retarding wheels, e.g. jet action
    • B60T1/16—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting otherwise than by retarding wheels, e.g. jet action by increasing air resistance, e.g. flaps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00—Vehicle bodies characterised by streamlining
    • B62D35/02—Streamlining the undersurfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements
    • B62D37/02—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements by aerodynamic means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the invention relates to an emergency aerodynamic auxiliary braking system that is additional to the conventional braking system, which complements its action by decreasing the braking distance necessary to stop the vehicles.
  • the ailerons are preferably elongated rectangular, extending from the lower surface of the vehicle chassis (4), with which they contact, to the surface of the pavement (48) or its proximity. The greater the space between the lower surface of the chassis (4) of the vehicle and the pavement, and the greater the speed of the air passing under it, the flow of compressed air and the resistance offered by the barrier will increase, being greater the braking capacity and its aerodynamic stabilizing effect of the vehicle.
  • the upper segment of the ailerons (1) should be constructed with materials Heavy-duty laminates, which can be made of metal, reinforced fiberglass, carbon fiber, or any other resistant sheet material. Also all of these ailerons can be rigid, with a plurality of structural reinforcements (34) at their edges and vertical reinforcements spaced on their surface parallel to their narrowest edges.
  • the upper part of the spoiler (1) has openings (47) between the structural reinforcements (34), which serve as a frame. In these openings (47) there are fixed different variants of structural reinforcements that constitute aerodynamic systems that offer resistance to the air and when narrowing its passage, compress it forming a forced flow that gives strength and direction to its flow to stabilize the vehicle.
  • a variant of the aerodynamic system consists of at least one flattened transverse body (38), fixed to the wing (28) by a plurality of fixed rods that fix it (41); whose longitudinal axis is parallel to that of the spoiler and whose plane forms a variable angle with the surface of the spoiler (28), its upper surface being preferably flat and the lower one convex. Its cross section is like the profile of the wings of the aircraft, but inverted as its upper surface is flat.
  • both surfaces of the spoiler (38), can be convex.
  • these stabilizer systems begin at the level of the anterior surface of the spoiler, in which there are longitudinal openings (47), between the structural reinforcements (34), which channel the air flow to the aerodynamic stabilizing bodies (38-39) by means of two oblique sectors (42) of their upper and lower surfaces, the inclination of which guides the flow of air towards these openings.
  • Another variant of the aerodynamic system consists of at least one flattened tubular body (39), with a nozzle function, which has its anterior opening, preferably rectangular, of greater diameter than the posterior.
  • the upper wall of the nozzle (39) is flat and the lower wall obliquely decreasing the height of the nozzle gradually towards its rear, the air being compressed and forming a forced flow as the diameter of the tubular body decreases. Laterally the transverse diameter is reduced by the symmetrical obliqueness of the convergent side walls backwards. Its rear end, of smaller diameter, has in its lower wall, a fold (43) oriented towards the upper part that forces and orients the air towards the rear and upper part of the vehicle chassis, forming a body with nozzle function In the angled area, sheets of turner elas (44) that narrow their diameter can be fixed, constituting a regulating element of the forced air flow.
  • the inner surfaces of its upper and lower walls may be smooth, or have protrusions parallel to each other (45) that begin at the opening of the transverse spoiler (28) and extend towards its rear end, contribute to compressing the air.
  • the distance between the structural reinforcements (34), the dimensions of the openings (47), and that of the aerodynamic stabilizer systems (38-39), depend on the distance from the chassis to the pavement, from the vehicle trail, as well as from its aerodynamics and maximum speed.
  • the stabilizing function of these reinforcements can be complemented, with conventional exterior ailerons, located on the upper or lower surface of the rear of the vehicle.
  • the lower segment of the ailerons (2) is preferably flexible and articulated, being constituted by an elastic or flexible integral part divided into multiple rectangular or quadrangular segments with juxtaposed vertical edges, which is firmly fixed to the lower edge of the rigid part, by means of screws (33), or other fixing systems. It can also be constituted by a plurality of elastic or flexible bodies of any shape, juxtaposed or of imbricated edges, which extend to the level of the pavement or its proximity.
  • the ailerons have a substantially flat surface, with structural reinforcement flanges (34).
  • the ailerons located transversely to the longitudinal axis of the vehicle can have between their structural reinforcements (34) openings (47) in which aerodynamic systems (38-39) are fixed that are at the level of their surface, or behind it. It can also have at its extreme edges, side walls (49) at right angles oriented upwards, so that when the wing is deployed during the vehicle's march, it can contain the air laterally and offer an efficient containment surface and greater aerodynamic flow from air.
  • the ailerons are fixed by their upper edges to the lower surface of the vehicle chassis by means of a longitudinal axis (3) with systems that allow their movement by means of the action of pneumatic (11) or hydraulic pistons (23) of double action, that keep them attached to the lower surface of the vehicle chassis (4) and are positioned and maintained obliquely or perpendicularly to it when they are operated for braking. Its operation occurs automatically when the brake pedal that activates the anti-lock system of the ABS wheels (18) is activated in extreme conditions, which acts in conjunction with a radar (20), an accelerometer (40), connected to a computerized microprocessor ( 21) jointly or only with some of them.
  • They can also be operated personally by compression of the brake pedal (22), which acts only when enabled by the ABS (18), the accelerometer (40), the radar system (20), or only some of they connected with a computerized microprocessor (21), when they detect the risk of collision by detecting variations in vehicle speed, a sharp decrease in acceleration and the distance and speed of fixed or mobile elements detected by radar (20).
  • This invention is suitable for use in vehicles that develop high speeds, mainly in cars and utility vans.
  • the efficiency of the system is directly proportional to the speed of the vehicle but also, at any speed, by opposing resistance to the air that is compressed when passing through curved surfaces of the aerodynamic systems (38) that increase its speed or by the decrease in diameter progressive (39), always contribute to improve the action of conventional brakes and increase the stability of the vehicle.
  • the height of the upper surface of the vehicle chassis increases, and also its thickness, determining a decrease in the center of gravity of the vehicle, forming in its interior additional spaces that allow the installation inside this invention, being able to place all the elements that compose it inside it and on its surface.
  • the aerodynamics of the chassis (4) of the vehicles is also optimized, because in this way its surface will be in its entirety, as flat as possible, thus avoiding turbulence such as those that so far cause elements that stand out, such as the escape of gases, its silencer, the differential and other elements that currently stand out from this surface.
  • the present invention makes it possible to brake vehicles at high speed by means of an aerodynamic emergency auxiliary braking system by means of at least one mobile wing (28) fixed transversely on the lower surface of the vehicle chassis (4), which has openings (47) that channel the air front towards the bodies of the aerodynamic systems (38-39), where it is compressed forming a forced flow and oriented towards the upper and rear middle part of the chassis.
  • the ailerons are formed by an upper segment (1), consisting of a rigid laminar body with protruding flanges or structural reinforcement channels at its edges and parallel to them (34), being linked to the lower surface of the vehicle chassis by means of a rigid axle (3) that fits into individual moldings with semicircular cross-section channels (6) fixed to the vehicle chassis (4), constituting hinge mechanisms in which, in each of them there are bearings (7) that facilitate its turning movement.
  • the lower edge of the rigid wing is continued in a flexible and articulated segment (2), fixed by means of screws (33), or other efficient means.
  • This flexible sector has vertical grooves or recesses. When deployed, its free edge is in contact or near the pavement.
  • These spoilers in an inactive state are attached to the lower surface of the vehicle chassis in cavities that contain them (35), to which they are linked by means of a longitudinal axis (3) located at its upper edge. They have at least a rigid and reinforced structure (8) extension of less than 90 ° with respect to their surface, on the end of which they are fixed in an articulated way, the ends of pneumatic (11) or hydraulic piston rods (23) ) of double action, whose other end is fixed articulated, to the vehicle chassis (4), keeping them in a position attached to it, and giving them when driven, movement that keeps them positioned at predetermined angles for containment, compression and forced aerodynamic channeling , of the air that passes under the vehicle chassis (4), thus causing the braking and stabilization of the vehicle.
  • the pneumatic pistons (11) are driven by compressed air stored in a tank (14) that is fed by a compressor (13), whose pressure is maintained constant by a pressure gauge (15), linked to the tank (14), then there is a four-way, two-position pneumatic valve (17), after which the pneumatic piston (11) is located, the entire system is linked by a pipe suitable for compressed air (19).
  • the aileron system can also be operated by means of hydraulic pistons (23), which provides greater safety in its operation.
  • the hydraulic system is powered by a hydraulic pump 24), linked to a two-position hydraulic valve (25), actuated by a valve (26) in response to stimuli equal to those operated by the pneumatic pistons (11), all the system is connected by a hydraulic pipe (27)
  • Another form of movement of the ailerons is achieved by means of the longitudinal axis (3) fixed to the wing (1), which has striated areas at its ends and in sectors of its length longitudinal (9) that contact with zippers (10) that have grooves of reciprocal fit, located at the end of the piston moving rod which, when moving, causes the movement of the ailerons.
  • Each spoiler can have at its bottom, at least two wheels (32), linked to the rigid segment (1) of the spoiler, by means of at the hands a rod with telescopic or elastic damping systems (51) that rest on the pavement for withstand the dynamic air pressure, when the ailerons are deployed (28).
  • a rod with telescopic or elastic damping systems (51) that rest on the pavement for withstand the dynamic air pressure, when the ailerons are deployed (28).
  • the main advantage is that it is an efficient aerodynamic auxiliary braking system, which shortens the braking distance, allowing serious accidents to be avoided, caused mainly by human or mechanical failures accentuated by the high speed developed by vehicles, having aerodynamic systems that increase the stability of the vehicle
  • this invention with the ailerons retracted against the surface of the vehicle chassis does not alter the aerodynamics of the vehicle, however, when deployed by the action of pneumatic or hydraulic pistons, they offer great resistance to front of air, causing, when the air passes through the spoiler to the aerodynamic system of flat outer walls the upper one and convex the lower one (38) or of the tubular system of diameters in progressive decrease backwards (39), causing the compression of the air and forced flow producing aerodynamic braking and stabilization of the vehicle, whose efficiency is greater in direct proportion to the air flow and its speed.
  • Another advantage is that the maintenance of braking stability and efficiency is also effective on rainy or snowy days.
  • Another advantage is that since the ailerons are embedded in the lower surface of the vehicle chassis (4), this laminar protection covers it completely uniforming its surface and also protecting the elements that are adjacent to it, such as the hydraulic system of conventional brakes, electrical cables, differential housing, gas exhaust pipe, its silencer, the compressor and the compressed air reservoir of the invention, the pneumatic or hydraulic pistons, and any other vehicle element contained in the lower part of the same, reducing this restructuring of the lower surface of the vehicle chassis, aerodynamic turbulence that detracts from engine performance and increases fuel consumption.
  • Another advantage is that by modifying the stamping of the sheets that will form the lower surface of the chassis (4) of the vehicle, this system can be used in vehicles in current use and in any future new vehicle.
  • Another advantage is that it does not alter the aesthetics of the vehicle at all.
  • Another advantage is that the increase in vehicle weight is low and is also beneficial because it is below its center of gravity, which increases its stability.
  • this aerodynamic braking system is automatically activated, only in cases where the wheel unlocking system (ABS) (18) operates, together with the accelerometer (40), by means of the radar (20) connected to the computerized processor (21), which activate it automatically, or these systems enable the foot brake pedal (22) to be activated personally, thus preventing wear and deterioration of the system, if it were automatically activated on each brake.
  • ABS wheel unlocking system
  • Figures IA to IF show the parts constituting the ailerons and different shapes of disposal in the vehicle.
  • Figures 2A and 2B show a way of manufacturing aileron's movement mechanism.
  • Figure 3 shows a lower panoramic view of the vehicle chassis and the arrangement of the ailerons and annexes.
  • Figure 4 is a sectional view, showing the circuit of the pneumatic piston system.
  • Figure 5 is a detailed view of the hinge system that links the spoiler with the vehicle chassis.
  • Figure 6 is a detailed view of the movement system with splines on the shaft and rack on the piston.
  • FIG. 7 is a panoramic view in section, showing the circuit of the hydraulic piston system.
  • Figure 8 is a sectional view, showing the spoiler with deployed its aerodynamic system and its support wheel and retracted, in its housing cavity.
  • Figure 9 is a panoramic view in section, showing the spoiler deployed with another form of manufacture of the aerodynamic system, and retracted, housed in its chassis cavity.
  • Figure 10A is a detailed view of the spoiler with one of its aerodynamic systems.
  • Figure 10B is a panoramic view of the deployed spoiler and the aerodynamic system consisting of a transverse spoiler.
  • Figure 1 IA is a sectional view of the spoiler with another manufacturing variant of the aerodynamic system.
  • Figure 1 IB is a detailed view of the rear end of the aerodynamic system.
  • an emergency brake system is provided by mobile ailerons (28-29-30) with aerodynamic systems, located in at least one transversely located wing (28), attached to the surface lower of the vehicle chassis (4), in cavities that contain them at the same level without protruding (35).
  • the ailerons (28-29-30) are preferably rectangular elongated in height and length determined according to their distribution and the size of the vehicle. They are formed by a rigid and resistant upper segment (1), with structural reinforcements (34) on its perimeter edge and on its surface parallel to them.
  • ailerons 28-29-30
  • the ailerons are fixed to the lower surface of the vehicle chassis (4) by its upper edge, by means of a free longitudinal axis (3), fixed to them by means of linking elements with functions of hinge (6) in the contact areas of the vehicle chassis and the spoiler, which are of circular cross-section for the turning movement, by means of a bearing (7) interposed in each of them.
  • They can also be connected by means of two flattened parts that each form a channel of semicircular cross-section, fixed to the chassis of the vehicle and to the wing, surrounding its axis with a bearing (7) that allow them to turn .
  • the upper edge can be extended, on a reinforced projection (8) that forms an angle of about 90 ° with the plane of its surface, to which one of the pneumatic (11) pneumatic or hydraulic piston ends is fixed in an articulated manner. (23) that give vertical movement being fixed its other end, to the vehicle chassis (4).
  • This movement is also achieved by means of the rigid axis (3) fixed to the rigid segment of the wing (2), which has striated sectors (9) at the ends of the rigid axis (3) and in its length, those that contact the ends of the mobile piston rods in which there is a rack with reciprocating grooves (10), which, when the piston is activated, causes the shaft and the spoiler to rotate.
  • the axle is firmly fixed to the spoiler, and its connection and articulation with the vehicle chassis (4) is done by means of elongated holes near the upper edge of the spoiler, through which the sectors of the chassis of folded vehicle (4), forming circular cross-section channels (6) that surround the axle, fulfilling functions of hinges.
  • the lower edge of the rigid wing (1) is continued straight with a flexible and articulated segment (2) consisting of a piece of flexible synthetic material, with a plurality of linear grooves or recesses that have the function of preventing their breakage from collisions against outgoing from the road, while allowing the passage and discharge of snow and rainwater.
  • a flexible and articulated segment (2) consisting of a piece of flexible synthetic material, with a plurality of linear grooves or recesses that have the function of preventing their breakage from collisions against outgoing from the road, while allowing the passage and discharge of snow and rainwater.
  • the lower edge of the articulated flexible segment is in contact with or near the surface of the pavement (48).
  • the unfolded position of the transverse ailerons (28) should preferably be at an obtuse angle in relation to the lower surface of the vehicle chassis, because in this way, when the air flow affects it, it exerts pressure on the upper surface of the spoiler in the direction of the pavement, which generates a pressure effect on the pavement that gives the vehicle greater stability.
  • the ailerons deployed in the operating position withstand great aerodynamic force, so that on the supporting surfaces with the vehicle chassis, in addition to pistons with sufficient power, there must be structural support reinforcements (31) to serve as a stop and complementary fixation of the action of the pistons.
  • the outer surfaces of the ailerons (28-29-30) and the vehicle chassis (4), adjacent to the areas of mobility of the axles, must be protected by a thin, resistant, flexible and waterproof sheet (37) adhered on them, to prevent the passage of land and water that could alter its operation.
  • the ailerons can be located anywhere on the lower surface of the vehicle chassis that allows the aerodynamics and the structure of the vehicle and the distribution of the elements housed in it. It can be a single spoiler placed transversely (28), with perpendicular extensions (49) fixed at its ends that are embedded inside the vehicle chassis and protrude from its surface along with it when the transverse spoiler is operated, offering an effective aerodynamic barrier to retain part of the air that circulates below the vehicle chassis, retaining its lateral exit and braking the vehicle by the resistance damped by aerodynamic systems (38-39).
  • transverse spoiler (28) that extends into two perpendicular ailerons at its ends (49), or contacts two longitudinal ailerons (29) forming a quadrangular figure open forward.
  • the longitudinal ailerons (29) can extend parallel to the front and rear of the transverse spoiler (28).
  • the ailerons can also be arranged obliquely (30) converging their ends in contact towards the central longitudinal axis of the vehicle forming an open forward angle, having a transverse portion (28) that closes the angle.
  • transverse spoiler (28) there are open spaces (47) between the structural reinforcements (34) the air flowing towards the aerodynamic systems (38) that cause aerodynamic flows that favor the stability and ground effect of the vehicle, by means of transversely located elements , flattened with the flat upper surface and the lower convex or the two convexes that compress and form a forced air flow, or flattened tubular shape of decreasing diameters backwards.
  • transverse ailerons (28) and their aerodynamic systems (38-39), when folded, are housed in cavities made (35) on the lower surface of the vehicle chassis (4), so that they do not protrude from them. Not generating turbulence. They have in their rigid segment, in their upper part, projecting flanges (31), of structural reinforcement, preferably covered with elastomeric material that, in an unfolded state, abut the wall and edge of the cavities so that when they are fixed in that position they support and Dampen the force of the air flow, complementing the function of the piston.
  • the efficient aerodynamic braking barrier provided by this invention is directly proportional to the speed of the vehicle and the height and volume of the air flow that runs below the vehicle chassis, and the air flow through its systems. aerodynamics, to which the ailerons so disposed resist.
  • the system must have an air compressor (13) connected by means of a pneumatic hose system to a compressed air tank (14), which by means of a Adjustable pressure gauge (15), with an automatic valve system, maintains constant pressure in the system.
  • the system is connected by means of pneumatic valves of double-acting fast-discharge routes (16) to the pneumatic cylinders (11), which are activated by a valve (17) that is opened by the action of pulses emitted when the ABS wheel unlocking system (18), when the brake pedal is depressed, abruptly and intensely, producing the rotation and descent and positioning of the ailerons in the deployed position.
  • the valve (17) When the impulse of the ABS (18) is interrupted, the valve (17) is closed and the pneumatic piston is returned to its initial position by the action of the fast-discharge path valves, attaching and repositioning the ailerons against the lower surface of the chassis of vehicle (4).
  • An electronic system that retards its action can be included in the valve, so that the duration of the aerodynamic barrier, exceeds the time of action of the ABS impulses, to prevent a new impulse of the ABS by means of a Second immediate braking, the pistons cannot be activated due to insufficient air pressure in the system, due to the short time available for the compressor to generate sufficient air pressure to the system.
  • the control of the operation of the ailerons can also be done automatically by means of ABS (18), an accelerometer (40) and radar system (20) connected to a microprocessor (21), which detects the probability of collisions, distances and movements, and according to this data, directly actuate the control valve (17) of the pneumatic piston (11).
  • ABS ABS
  • accelerometer 40
  • radar system 20
  • microprocessor 21
  • this system enables the brake pedal (22) to be able to operate it personally.
  • the aileron system can also be operated by hydraulic systems that provide more safety than tires.
  • a fixed flow hydraulic pump (24) is necessary, connected by means of hydraulic pipes to a pressure regulator and five-way valves and three positions (25), which when driven by ABS impulses (18 ), the radar (20) connected to the microprocessor (21) and the accelerometer (40) when operating due to sudden and intense braking, which put into operation the hydraulic pistons (23) that link the spoilers with the vehicle chassis ( 4), similarly as the pneumatic system does. They can also enable the brake pedal, to activate the system personally.

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Abstract

Sistema de freno auxiliar aerodinamico para automóviles que comprende, al menos, un alerón móvil y un chasis de vehiculo, en el que: a) los alerones móviles de freno auxiliar (28-29-30) estan vinculados de manera articulada a Ia superficie inferior del chasis de vehiculo (4); b) estan previstos medios de accionamiento (11, 23) para desplazar dichos alerones móviles de freno auxiliar entre una primera posición de funcionamiento retraidos sobre el chasis de vehiculo cor- respondiente a un estado inactivo del sistema de frenado y una segunda posición de fun cionamiento desplegados respecto del chasis de vehiculo que se corresponde con un estado activo del sistema de frenado; c) estan previstos medios de valvula (17-26) para controlar el ac cionamiento de los citados medios neumaticos/hidraulicos que provocan el movimiento de los alerones entre las dos citadas posiciones de funcionamiento; d) estan previstos en los alerones transversales (28), espacios (47), entre los refuerzos estructurales (34), a los que convergen sendos bordes de superficies oblicuas del alerón (42) que orientan el aire hacia sistemas de efecto aerodinamico (38-39); y e) el chasis del vehiculo (4) esta adaptado para alojar de manera empotrada a los alerones móviles de freno (28-29-30) y sus sistemas aerodinamicos (38-39), de manera que no sobresalen del piano inferior de dicho chasis de vehiculo.

Description

Description
SISTEMA DE FRENO AUXILIAR AERODINÁMICO PARA VEHÍCULOS AUTOMÓVILES
[ 1 ] CAMPO DELA INVENCIÓN
[2] La invención se refiere a un sistema de frenado auxiliar aerodinámico de emergencia que es adicional al sistema de frenado convencional, que complementa su acción disminuyendo la distancia de frenado necesaria para detener los vehículos.
[3] La avanzada tecnología de los vehículos automotores actuales, y las grandes y rápidas autopistas de todo el mundo hacen que la gran velocidad que desarrollan los vehículos, magnifiquen los errores humanos o las fallas mecánicas, provocando frecuentes y graves accidentes de tráfico. Para lograr disminuir la distancia de frenado en condiciones de riesgo extremo, son imprescindibles sistemas como el propuesto por esta invención, que complementan eficientemente el frenado convencional acortando la distancia necesaria para detener los vehículos impidiendo que colisionen o para lograr disminuir rápidamente su aceleración a una velocidad segura.
[4] Cualquier disminución que se pueda lograr en la distancia de frenado, por mínima que sea, contribuirá a disminuir la gran cantidad de accidentes fatales que, en alarmante aumento, se producen en todo el mundo.
[5] TÉCNICA ANTERIOR
[6] Numerosos documentos y patentes de invención fueron dedicadas a aumentar la eficiencia del frenado, optimizando la mayoría de ellas, la eficiencia de los sistemas convencionales de frenos, como lo demuestran los documentos US 1,933,176; US 3,580,646; 3,768,877; publicación N0 DE3115442; US 4,553,650; publicación N0 DE3837315; publicación N0 DE 4139078; publicación N0 ES 2117841; publicación N0 EP 0362834; publicación N0 DE 4329139; publicación N0 DE 19851383; publicación N0 ES 2217004; publicación N0 DE 19957939; publicación PCT N0 WO 01/53136 Al; publicación N0 DE 10064392; publicación DE 10065185; PCT publicación N0 WO 03/010012 Al; publicación N0 DE 10151831; publicación N0 FR 2843349; US 6,719,376, Bl; PCT publicación N0 WO 2005/082694 Al; publicación N0 FR 2859688; publicación N0 DE 10345485 y publicación N0 ES 2249597, entre otras. Otros documentos prevén sistemas de frenado adicionales, por medio de elementos que contactan con el pavimento generando fricción, u otros mecanismos, como los descriptos en los documentos, US 912,759; Publicación N0 DE 102004043118; US 1,224,367; US 1,495,916; US 1,539,476; US 2,608,274; 2,049,357; US 3,042,150; US 3,113,641; ES 336915; US 3,799,293; US 3,923,117; US 3,994,369; Publicación N0 GB1428230; ES solicitud N0 553.415; US 4,613,015; US 5,035,445; ES solicitud N0 2061350; ES solicitud N0 19910002868 19911224; ES solicitud U 9600246, entre otros. Estos sistemas solo prevén frenado complementario por fricción, teniendo superficies que friccionan con el suelo siendo algunos de ellos, de rodamiento libre sin ningún tipo de control de frenado sobre los mismos. Otros documentos proponen elementos fijos de fricción, con el suelo, que pueden desestabilizar el vehículo, provocando además su inmediato desgaste o rotura.
[7] Otros documentos proponen sistemas de frenado adicional aerodinámico, por aumento de resistencia al aire, como el JP 19860251499, JP19861022, JP6206525, JP 63103753, JP 63103754, JP 9193799, JP 2000062583, JP 5248459, GB789,790, GB1058892, GB2268248, publicación ES 1033541, ES 2128194, ES 2174725, RF 2466382, US 2,932,370, US4160494, US 4,375,898, US6,158,775, US4611796A1, US 6,158,775, JP 60092993, WO 2006022971, WO 2006/024208 Al, DE 10222082, DE 19646939, DE 19623255, DE 2942142 Al, DE 3625814, DE 3718842, DE 3723449, FR 1.078.299, FR 2466382, y FR 2856974. Las causas por las que estos sistemas no han sido implementados masivamente, consisten en que, además de alterar notablemente la estética del vehículo, son de tecnología que los hacen ineficientes por su lentitud de acción e inseguros, representando un gran riesgo potencial.
[8] RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[9] Consiste en al menos un alerón móvil transversal (28), con sistemas aerodinámicos
(38) que ofrecen amortiguación al impacto con la masa de aire, el que pasa a través del alerón, por los espacios (47) situados entre los refuerzos estructurales (34), donde por la superficie curva de su pared inferior (38) o en el caso de ser un cuerpo tubular con función de tobera (39), con sus diámetros interiores en progresiva disminución, el impacto con el aire es amortiguado y comprimido por la velocidad del vehículo, formando un flujo forzado que es orientado hacia atrás y arriba de la superficie del chasis (4), al salir del sistema aerodinámico, que estabiliza el vehículo. Estos alerones deben tener la mayor capacidad posible de ofrecer resistencia al aire. Están ubicados en la superficie inferior del chasis de vehículo y al ser activado su movimiento en posición desplegada, actúan a modo de paracaídas rígido formando una barrera al aire y alterando su dinámica, como lo hacen los 'flaps' de las aeronaves. Los alerones son preferentemente de forma rectangular alargada, extendiéndose desde la superficie inferior del chasis de vehículo (4), con la que contactan, hasta la superficie del pavimento (48) o su proximidad. Cuando mayor sea el espacio entre la superficie inferior del chasis (4) del vehículo y el pavimento, y mayor la velocidad del aire que pasa debajo del mismo, aumentará el caudal de aire comprimido y la resistencia que la barrera ofrece al mismo, siendo mayor la capacidad de frenado y su efecto aerodinámico estabilizador del vehículo.
[10] El segmento superior de los alerones (1) deberá ser construido con materiales laminares resistentes, pudiendo ser de metal, fibra de vidrio reforzada, fibra de carbono, o cualquier otro material laminar resistente. También la totalidad de estos alerones puede ser rígida, con una pluralidad de refuerzos estructurales (34) en sus bordes y refuerzos verticales espaciados en su superficie paralelos a sus bordes más angostos. La parte superior del alerón (1) tiene aberturas (47) entre los refuerzos estructurales (34), los que le sirven de marco. En estas aberturas (47) se encuentran fijadas distintas variantes de refuerzos estructurales que constituyen sistemas aerodinámicos que ofrecen resistencia al aire y al estrechar su paso, la comprimen formando un flujo forzado que da fuerza y dirección a su caudal para estabilizar el vehículo. Una variante de sistema aerodinámico consiste en, al menos un cuerpo transversal achatado (38), fijado al alerón (28) por una pluralidad de vastagos fijos que lo fijan (41); cuyo eje longitudinal es paralelo al del alerón y cuyo plano forma ángulo variable con la superficie del alerón (28), siendo su superficie superior preferentemente plana y la inferior convexa. Su sección transversal es como el perfil de las alas de las aeronaves, pero invertido al ser plana su superficie superior. Es de mayor espesor en su parte anterior donde comienza en un borde, por lo que la superficie convexa de este perfil aerodinámico canaliza, comprime y acelera el paso del aire, de forma que al estar funcionando los alerones, el flujo generado es dirigido hacia la parte posterior y superior del chasis del vehículo, frenándolo y amortiguando el impacto con la masa de aire, produciendo un efecto estabilizador hacia el suelo, impidiendo la elevación del vehículo, manteniéndolo siempre en contacto con el pavimento (48). También ambas superficies del alerón (38), pueden ser convexas. En los alerones ubicados trans- versalmente (28), estos sistemas estabilizadores comienzan a nivel de la superficie anterior del alerón, en el que hay aberturas longitudinales (47), entre los refuerzos estructurales (34), que canalizan el flujo de aire hacia los cuerpos aerodinámicos estabilizadores (38-39) por medio de sendos sectores oblicuos (42) de sus superficies superior e inferior, cuya inclinación orienta el flujo de aire hacia estas aberturas. En la pared posterior del alerón (28), hay una saliente plana (50), que hace tope en el chasis (4). [11] Otra variante de sistema aerodinámico consiste en, al menos un cuerpo tubular aplanado (39), con función de tobera, que tiene su abertura anterior, de forma preferentemente rectangular, de mayor diámetro que la posterior. La pared superior de la tobera (39) es plana y la inferior oblicua diminuyendo la altura de la tobera gradualmente hacia su parte posterior, siendo comprimido el aire y formando un flujo forzado a medida que va disminuyendo el diámetro del cuerpo tubular. Lateralmente el diámetro transversal se reduce por la oblicuidad simétrica de las paredes laterales convergentes hacia atrás. Su extremo posterior, de menor diámetro, tiene en su pared inferior, un doblez (43) orientado hacia la parte superior que fuerza y orienta el aire hacia la parte posterior y superior del chasis del vehículo, conformando un cuerpo con función de tobera. En la zona angulada pueden estar fijadas láminas de elas tornero (44) que estrechan su diámetro, constituyendo un elemento regulador del caudal de aire forzado. Las superficies interiores de sus paredes superior e inferior pueden ser lisas, o tener salientes paralelas entre sí (45) que comienzan en la abertura del alerón transversal (28) y se prolongan hacia su extremo posterior, contribuyen a comprimir el aire. La distancia entre los refuerzos estructurales (34), las dimensiones de las aberturas (47), y la de los sistemas estabilizadores aerodinámicos (38-39), dependen de la distancia del chasis al pavimento, de la trocha del vehículo, así como de su aerodinámica y su velocidad máxima. La función estabilizadora de estos refuerzos puede estar complementada, con alerones exteriores convencionales, ubicados en la superficie superior o inferior de la parte posterior del vehículo.
[12] El segmento inferior de los alerones (2), es preferentemente flexible y articulado, estando constituido por una pieza enteriza elástica o flexible dividida en múltiples segmentos rectangulares o cuadrangulares de bordes verticales yuxtapuestos, la cual está fijada firmemente al borde inferior de la parte rígida, por medio de tornillos (33), u otros sistemas de fijación. También puede estar constituida por una pluralidad de cuerpos elásticos o flexibles de cualquier forma, yuxtapuestos o de bordes imbricados, que se prolongan hasta el nivel del pavimento o su proximidad. Los alerones son de superficie sustancialmente plana, con los rebordes de refuerzo estructural (34). Los alerones ubicados transversalmente al eje longitudinal del vehículo, puede tener entre sus refuerzos estructurales (34) aberturas (47) en las que se fijan sistemas aerodinámicos (38-39) que están a nivel de su superficie, o por detrás de ella. También puede tener en sus bordes extremos, sendas paredes laterales (49) en ángulo recto orientadas hacia arriba, para que cuando el alerón se despliega durante la marcha del vehículo, pueda contener lateralmente el aire y ofrecer una eficiente superficie de contención y mayor flujo aerodinámico del aire.
[13] Los alerones están fijados por sus bordes superiores a la superficie inferior del chasis de vehículo por medio de un eje (3) longitudinal con sistemas que permiten su movimiento por medio de la acción de pistones neumáticos (11) o hidráulicos (23) de doble acción, que los mantienen adosados a la superficie inferior del chasis de vehículo (4) y son posicionados y mantenidos oblicua o perpendicularmente a ella al ser accionados para el frenado. Su funcionamiento se produce automáticamente al accionar en condiciones extremas el pedal del freno que activa el sistema antibloqueo de las ruedas ABS (18), el que actúa conjuntamente con un radar (20), un acelerómetro (40), conectados a un microprocesador computarizado (21) en forma conjunta o solo con algunos de ellos. También pueden ser accionados personalmente por medio de la compresión del pedal de freno (22), el que actúa solo cuando es habilitado por el ABS (18), el acelerómetro (40), el sistema de radar (20), o solo algunos de ellos, conectados con un microprocesador computarizado (21), cuando detectan riesgo de colisión al detectar variaciones en la velocidad del vehículo, brusca disminución de la aceleración y a la distancia y velocidad de elementos fijos o móviles detectados por el radar (20).
[14] Esta invención es apropiada para ser utilizada en los vehículos que desarrollan grandes velocidades, principalmente en automóviles y camionetas utilitarias. La eficiencia del sistema es directamente proporcional a la velocidad del vehículo pero también, a cualquier velocidad, al oponer resistencia al aire que es comprimido al pasar por superficies de curvas de los sistemas aerodinámicos (38) que aumentan su velocidad o por la disminución de diámetro progresiva (39), contribuyen siempre a mejorar la acción de los frenos convencionales y aumentan la estabilidad del vehículo. En todo vehículo hay espacio disponible en la superficie inferior del chasis de vehículo para la colocación de este sistema, sobre todo debido al actual uso de rodados de mayor diámetro que al aumentar su perímetro, hace que estas ruedas aumenten la velocidad del vehiculo. Con el uso de estos rodados la altura de la superficie superior del chasis de vehículo aumenta, y también su espesor, determinando un descenso del centro de gravedad del vehículo, formándose en su interior espacios adicionales que posibilitan la instalación en su interior de esta invención, pudiendo colocar todos los elementos que la componen en el interior del mismo y en su superficie. Mediante la reestructuración de la superficie inferior del chasis del vehículo y la de las láminas metálicas que lo forman, moldeadas con las cavidades (35) necesarias para alojar perfectamente el sistema, también es optimizada la aerodinámica de los chasis (4) de los vehículos, pues de esta manera su superficie será en su totalidad, tan plana como sea posible, evitando así turbulencias como las que provocan hasta el momento elementos que sobresalen, como el escape de gases, su silenciador, el diferencial y otros elementos que actualmente sobresalen de esta superficie.
[15] La presente invención posibilita frenar vehículos a alta velocidad mediante un sistema aerodinámico de frenado auxiliar de emergencia por medio de, al menos un alerón móvil (28) fijado transversalmente en la superficie inferior del chasis de vehículo (4), el que tiene aberturas (47) que canalizan el frente de aire hacia los cuerpos de los sistemas aerodinámicos (38-39), donde es comprimido formando un caudal forzado y orientado hacia la parte media superior y posterior del chasis. Puede haber otros alerones longitudinales (29) en los extremos del mismo o contactando con sus bordes, formando ángulo recto, u oblicuos (30). Los alerones están formados por un segmento superior (1), constituido por un cuerpo laminar rígido con rebordes salientes o canales de refuerzo estructural en sus bordes y paralelos a ellos (34), estando vinculados a la superficie inferior del chasis de vehículo por medio de un eje rígido (3) que encastra en sendas molduras con canales de sección transversal semicircular (6) fijadas al chasis de vehículo (4), constituyendo mecanismos de bisagra en los que, en cada uno de ellos hay cojinetes (7) que facilitan su movimiento de giro. El borde inferior del alerón rígido, se continúa en un segmento flexible y articulado (2), fijado por medio de tornillos (33), u otro medio eficiente. Este sector flexible tiene ranuras o escotaduras verticales. Al estar desplegado, su borde libre está en contacto o cerca del pavimento. Estos alerones en estado inactivo están adosados a la superficie inferior del chasis de vehículo en cavidades que los contienen (35), al que se vinculan por medio de un eje longitudinal (3) ubicado en su borde superior. Tienen al menos una prolongación rígida y de estructura reforzada (8) de menos de 90° con respecto a su superficie, sobre el extremo de las que están fijados en forma articulada, los extremos de vastagos de pistones neumáticos (11) o hidráulicos (23) de doble acción, cuyo otro extremo está fijado articulado, al chasis de vehículo (4), manteniéndolos en posición adosada al mismo, y dándoles al ser accionados, movimiento que los mantienen posicionados en ángulos predeterminados para la contención, compresión y canalización aerodinámica forzada, del aire que pasa debajo del chasis de vehículo (4), produciendo así el frenado y estabilización del vehículo. Los pistones neumáticos (11) son accionados por aire comprimido almacenado en un depósito (14) que es alimentado por un compresor (13), cuya presión es mantenida constante por un manómetro (15), vinculado al depósito (14), a continuación hay una válvula neumática de cuatro vías y dos posiciones (17), después de la que se encuentra el pistón neumático (11), todo el sistema está vinculado por una tubería apta para aire comprimido (19). El sistema de alerones también puede ser accionado por medio de pistones hidráulicos (23), que brinda mayor seguridad en su funcionamiento. El sistema hidráulico, está alimentado por una bomba hidráulica 24), vinculada a una válvula hidráulica de dos posiciones (25), accionada por una válvula (26) en respuesta a estímulos iguales a los que accionan los pistones neumáticos (11), todo el sistema está conectado por una tubería hidráulica (27) Otra forma de movimiento de los alerones, se logra por medio del eje (3) longitudinal fijado al alerón (1), que tiene en sus extremos y en sectores de su longitud, zonas con estrías longitudinales (9) que contactan con cremalleras (10) que tienen estrías de encaje recíproco, ubicadas en el extremo del vastago móvil del pistón el que al desplazarse provoca el movimiento de los alerones. Cada alerón puede tener en su parte inferior, al menos dos ruedas (32), vinculadas al segmento rígido (1) del alerón, por medio de al manos un vastago con sistemas telescópicos o elásticos de amortiguación (51) que apoyan sobre el pavimento para soportar la presión dinámica del aire, en el momento de ser desplegados los alerones (28).
[16] VENTAJAS DELA INVENCIÓN
[17] La principal ventaja consiste en que es un eficiente sistema de frenado auxiliar aerodinámico, que acorta la distancia de frenado, permitiendo evitar accidentes graves, provocados principalmente por fallas humanas o mecánicas acentuadas por la alta velocidad que desarrollan los vehículos, disponiendo de sistemas aerodinámicos que aumentan la estabilidad del vehículo
[18] Otra de las principales ventajas consiste en que esta invención con los alerones retraídos contra la superficie del chasis de vehículo no altera la aerodinámica del vehículo, en cambio, al ser desplegados por acción de los pistones neumáticos o hidráulicos, ofrecen gran resistencia al frente de aire, provocando, al pasar el aire a través del alerón al sistema aerodinámico de paredes externas plana la superior y convexa la inferior (38) o del sistema tubular de diámetros en disminución progresiva hacia atrás (39), provocando la compresión del aire y flujo forzado produciendo el frenado aerodinámico y estabilización del vehículo, cuya eficiencia es mayor en proporción directa al caudal de aire y a su velocidad.
[19] Otra ventaja consiste en que al converger el frente aerodinámico de aire hacia la parte posterior y superior en el centro del eje longitudinal del vehículo, al ser forzado y canalizado por los sistemas aerodinámicos del alerón (38-39), aumentan la estabilidad del vehículo y su agarre al pavimento, estabilidad que habitualmente es alterada como consecuencia de la acción de frenados bruscos e intensos a gran velocidad.
[20] Otra ventaja consiste en que el mantenimiento de la estabilidad y la eficiencia de frenado es también efectiva en días de lluvia o de nevada.
[21] Otra ventaja consiste en que al estar los alerones empotrados en la superficie inferior del chasis del vehículo (4), esta protección laminar lo cubre totalmente uniformando su superficie y también protegiendo los elementos que están adyacentes a ella, como ser el sistema hidráulico de los frenos convencionales, cables eléctricos, caja diferencial, tubo de escape de gases, su silenciador, el compresor y el depósito de aire comprimido de la invención, los pistones neumáticos o hidráulicos, y todo otro elemento del vehículo contenido en la parte inferior del mismo, disminuyendo esta reestructuración de la superficie inferior del chasis de vehículo, las turbulencias aerodinámicas que restan rendimiento al motor y aumentan el gasto de combustible.
[22] Otra ventaja consiste, en que el ABS (18), el acelerómetro (40), el sistema de radar
(20) y su microprocesador (21), no solo hacen más seguro el frenado, sino que también es un importante elemento de seguridad nocturna y en días de escasa visibilidad.
[23] Otra ventaja consiste en que la actual utilización de rodados de mayor diámetro, determina la disponibilidad de mayor espacio en el chasis de vehículo que hacen posible su reestructuración.
[24] Otra ventaja consiste en que modificando el estampado de las chapas que formarán la superficie inferior del chasis (4) del vehículo, este sistema podrá ser utilizado en vehículos en actualmente uso y en todo futuro nuevo vehículo.
[25] Otra ventaja consiste en que no altera en absoluto la estética del vehículo. [26] Otra ventaja consiste en que el incremento de peso del vehículo es escaso y además es beneficioso pues está por debajo de su centro de gravedad, lo que aumenta su estabilidad. [27] Otra ventaja consiste en que este sistema aerodinámico de frenado es puesto en acción automáticamente, solo en los casos en que actúa el sistema de desbloqueo de ruedas (ABS) (18), junto con el acelerómetro (40), por medio del radar (20) conectado al procesador computarizado (21), que lo activan automáticamente, o estos sistemas habilitan el pedal de freno de pie (22) para poder ser activado personalmente , con lo que se evita el desgaste y deterioro del sistema, si fuera activado automáticamente en cada frenada.
[28] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[29] Otras ventajas y características de la invención resultarán más claramente de la descripción que sigue realizada con la ayuda de los dibujos anexos, y en los que: [30] Las figuras IA a IF muestran las partes que constituyen los alerones y distintas formas de disposición en el vehículo. [31] Las figuras 2A y 2B muestran una forma de fabricación de mecanismo de movimiento de los alerones. [32] La figura 3 muestra una vista panorámica inferior del chasis de vehículo y la disposición de los alerones y anexos. [33] La figura 4, es una vista en sección, mostrando el circuito del sistema de pistones neumáticos. [34] La figura 5, es una vista en detalle del sistema de bisagra que vincula el alerón con el chasis de vehículo. [35] La figura 6 es una vista en detalle del sistema de movimiento con estrías en el eje y cremallera en el pistón. [36] La figura. 7, es una vista panorámica en corte, mostrando el circuito del sistema de pistones hidráulicos. [37] La figura 8 es una vista en corte, mostrando el alerón con desplegado su sistema aerodinámico y su rueda de apoyo y retraído, en su cavidad de alojamiento. [38] La figura 9, es una vista panorámica en corte, mostrando el alerón desplegado con otra forma de fabricación del sistema aerodinámico, y retraído, alojado en su cavidad del chasis. [39] La figura 10A es una vista en detalle del alerón con uno de sus sistemas aerodinámicos. [40] La figura 10B es una vista panorámica el alerón desplegado y el sistema aerodinámico consistente en un alerón transversal. [41] La figura 1 IA es una vista en corte del alerón con otra variante de fabricación del sistema aerodinámico. [42] La figura 1 IB es una vista en detalle del extremo posterior del sistema aerodinámico.
[43] La figural IC, es una vista frontal en detalle, mostrando el sistema aerodinámico tubular en estado desplegado.
[44] DESCRIPCIÓN DETALLADA
[45] Como se representa en las figuras, se proporciona un sistema de frenos de emergencia mediante alerones móviles (28-29-30) con sistemas aerodinámicos, ubicados en, al menos, un alerón ubicado transversalmente (28), adosados a la superficie inferior del chasis de vehículo (4), en cavidades que los contienen a su mismo nivel sin sobresalir (35). Los alerones (28-29-30), son de forma preferentemente rectangular alargada de altura y longitud determinada de acuerdo a su distribución y al tamaño del vehículo. Están formados por un segmento superior rígido y resistente (1), con refuerzos estructurales (34) en su borde perimetral y en su superficie paralelos a ellos. Entre ellos hay espacios (47), para permitir el paso del aire hacia los sistemas de perfil aerodinámico (38-39) que comprimen el aire, orientado por dos sectores oblicuos convergentes (42), que al estar en contacto con los sistemas aerodinámicos, determinan la formación de un flujo forzado que provoca un efecto suelo que estabiliza el vehículo y potencia su apoyo en el pavimento. Los alerones (28-29-30), están fijados a la superficie inferior del chasis de vehículo (4) por su borde superior, por medio de un eje longitudinal (3) libre, fijado a ellos por medio de elementos de vinculación con funciones de bisagra (6) en las zonas de contacto del chasis de vehículo y el alerón, que son de sección transversal circular para el movimiento de giro, por medio de un cojinete (7) interpuesto en cada una de ellas. También pueden estar conectados por medio de dos partes de forma aplanada que forman cada uno de ellos, un canal de sección transversal semicircular, fijadas al chasis del vehículo y al alerón, rodeando su eje con un cojinete (7) que les permiten movimiento de giro. El borde superior puede prolongarse, en una saliente reforzada (8) que forma con el plano de su superficie un ángulo de alrededor de 90°, a la que está fijado en forma articulada, uno de los extremos de pistones neumáticos (11) o hidráulicos (23) que le dan movimiento vertical estando fijado su otro extremo, al chasis de vehículo (4). Este movimiento también se logra por medio del eje rígido (3) fijado al segmento rígido del alerón (2), que tiene sectores estriados (9) en los extremos del eje rígido (3) y en su longitud, los que contactan con los extremos de los vastagos móviles de los pistones en los que hay una cremallera con estrías de encaje recíproco (10), que al desplazarse al ser activado el pistón, provocan el giro del eje y del alerón. En esta forma de fabricación, el eje está firmemente fijado al alerón, y su vinculación y articulación con el chasis de vehículo (4) se hace por medio de orificios alargados cercanos al borde superior del alerón, por los que pasan los sectores del chasis de vehículo (4) doblados, formando canales de sección transversal circular (6) que rodean al eje, cumpliendo funciones de bisagras. Para facilitar el movimiento de giro del eje (3), se interponen cojinetes (7) en las zonas de contacto. El borde inferior del alerón rígido (1) se continúa en forma recta con un segmento flexible y articulado (2) constituido por una pieza de material sintético flexible, con una pluralidad de ranuras lineales o escotaduras que tienen por función impedir su rotura por choques contra salientes del camino, a la vez que permiten el paso y descarga de nieve y del agua de lluvia. Del borde inferior del segmento rígido del alerón (1) se desprenden al menos dos vastagos (51) con movimientos telescópicos o elásticos que sirven de apoyo al eje de, al menos dos ruedas (32) que tienen por función, apoyar sobre el pavimento (48) para soportar la gran presión aérea dinámica que actúa sobre los alerones, en el momento de ser desplegados, impidiendo su deterioro. El borde inferior del segmento flexible articulado está en contacto con la superficie del pavimento (48) o cercano a ella. La posición en estado desplegado de los alerones transversales (28) debe ser preferentemente en ángulo obtuso con relación a la superficie inferior del chasis de vehículo, pues de esta forma, al incidir la corriente de aire sobre ella, ejerce presión sobre la superficie superior del alerón en dirección al pavimento, lo que genera un efecto de presión sobre el pavimento que da mayor estabilidad al vehículo.
[46] Los alerones desplegados en posición de funcionamiento soportan gran fuerza aerodinámica, por lo que en las superficies de apoyo con el chasis del vehículo, además de pistones con la suficiente potencia, debe haber refuerzos estructurales de apoyo (31) para servir de tope y fijación complementaria de la acción de los pistones. Las superficies exteriores de los alerones (28-29-30) y el chasis de vehículo (4), adyacentes a las zonas de movilidad de los ejes, deben estar protegidas por una delgada, resistente, flexible e impermeable lámina (37) adherida sobre ellas, para impedir el paso de tierra y agua que podrían alterar su funcionamiento.
[47] Los alerones pueden estar ubicados en cualquier lugar de la superficie inferior del chasis de vehículo que lo permita la aerodinámica y la estructura del vehículo y la distribución de los elementos alojados en él. Puede ser un solo alerón colocado en forma transversal (28), con sendas prolongaciones perpendiculares (49) fijadas en sus extremos que están embutidos en el interior del chasis de vehículo y sobresalen de su superficie junto con él al ser accionado el alerón transversal, ofreciendo una efectiva barrera aerodinámica para retener parte del aire que circula por debajo del chasis de vehículo, reteniendo su salida lateral y frenando el vehículo por la resistencia amortiguada por sistemas aerodinámicos (38-39). Otras formas de fabricación están determinadas por un alerón transversal (28) que se prolonga en sendos alerones perpendiculares en sus extremos (49), o contacta con sendos alerones longitudinales (29) formando una figura cuadrangular abierta hacia adelante. Los alerones longitudinales (29) pueden prolongarse en forma paralela hacia delante y atrás del alerón transversal (28). También los alerones pueden estar dispuestos en forma oblicua (30) convergiendo sus extremos en contacto hacia el eje longitudinal central del vehículo formando un ángulo abierto hacia delante, teniendo una porción transversal (28) que cierra el ángulo. En el alerón transversal (28) hay espacios abiertos (47) entre los refuerzos estructurales (34) fluyendo el aire hacia los sistemas aerodinámicos (38) que provoquen flujos aerodinámicos que favorezcan la estabilidad y efecto suelo del vehículo, por medio de elementos ubicados transversalmente, de forma aplanada con la superficie superior plana y la inferior convexa o las dos convexas que comprimen y forman un flujo de aire forzado, o de forma tubular aplanada de diámetros decrecientes hacia atrás.
[48] Los alerones transversales (28) y sus sistemas aerodinámicos (38-39), cuando están replegados se alojan en cavidades efectuadas (35) en la superficie inferior del chasis de vehículo (4), de manera que no sobresalen de las mismas no generando turbulencias. Tienen en su segmento rígido, en su parte superior rebordes salientes (31), de refuerzo estructural cubiertos preferentemente con material elastómero que, en estado desplegado, hacen tope en la pared y borde de las cavidades para que al ser fijados en esa posición soporten y amortigüen la fuerza de la corriente de aire, complementando la función del pistón.
[49] La eficiente barrera de frenado aerodinámico que brinda esta invención, es directamente proporcional a la velocidad del vehículo y a la altura y volumen del caudal de aire que corre por debajo del chasis de vehículo, y al caudal de aire que pasa por sus sistemas aerodinámicos, a la que oponen resistencia los alerones así dispuestos.
[50] Si los pistones utilizados son neumáticos (11), el sistema debe contar con un compresor de aire (13) conectado por medio de un sistema de mangueras neumáticas a un depósito de aire comprimido (14), el que por medio de un manómetro regulable (15), con un sistema de válvula automática, mantiene la presión constante en el sistema. El sistema está conectado por medio de válvulas neumáticas de vías de descarga rápida de doble acción (16) a los cilindros neumáticos (11), las que son activadas por una válvula (17) que es abierta por acción de impulsos emitidos al ser accionado el sistema de desbloqueo de ruedas ABS (18), al ser oprimido el pedal de frenado, en forma brusca e intensa, produciendo el giro y descenso y posicionamiento de los alerones en posición desplegados. Al ser interrumpido el impulso del ABS (18), es cerrada la válvula (17) y volviendo el pistón neumático a su posición inicial por acción de las válvulas de vías de descarga rápida, adosando y posicionando nuevamente los alerones contra la superficie inferior del chasis de vehículo (4). En la válvula puede ser incluido un sistema electrónico que retarde su acción, para que el tiempo de duración de la barrera aerodinámica, supere el tiempo de acción de los impulsos del ABS, para impedir ante un nuevo impulso del ABS por medio de una segunda frenada inmediata, los pistones no puedan ser activados por insuficiente presión de aire en el sistema, debido al escaso tiempo disponible para que el compresor genere la suficiente presión de aire al sistema. El control del funcionamiento de los alerones, también puede hacerse en forma automática por medio del ABS (18), de un acelerómetro (40) y sistema de radar (20) conectado a un microprocesador (21), que detecte probabilidad de colisiones, distancias y movimientos, y de acuerdo a estos datos accionar directamente la válvula de comando (17) del pistón neumático (11). Otra variante consiste en que este sistema habilite el pedal de freno (22) para poder accionarlo personalmente.
[51] El sistema de alerones también puede ser accionado por sistemas hidráulicos que brindan más seguridad que los neumáticos. En estos casos, es necesaria una bomba hidráulica de caudal fijo (24), conectada por medio de tuberías hidráulicas a un regulador de presión y válvulas de cinco vías y tres posiciones (25), las que al ser accionadas por impulsos del ABS (18), el radar (20) conectado al microprocesador (21) y del acelerómetro (40) al funcionar por efecto de frenadas bruscas e intensas, los que ponen en funcionamiento los pistones hidráulicos (23) que vinculan los alerones con el chasis de vehículo (4), en forma similar como lo hace el sistema neumático. También pueden habilitar el pedal de freno, para activar el sistema personalmente.

Claims

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[1] Sistema de freno auxiliar aerodinámico para automóviles que comprende, al menos, un alerón móvil y un chasis de vehículo, caracterizado porque: a) los alerones móviles de freno auxiliar (28-29-30) están vinculados de manera articulada a la superficie inferior del chasis de vehículo (4); b) están previstos medios de accionamiento (11, 23) para desplazar dichos alerones móviles de freno auxiliar entre una primera posición de funcionamiento retraídos sobre el chasis de vehículo correspondiente a un estado inactivo del sistema de frenado y una segunda posición de funcionamiento desplegados respecto del chasis de vehículo que se corresponde con un estado activo del sistema de frenado; c) están previstos medios de válvula (17-26) para controlar el accionamiento de los citados medios neumáticos/hidráulicos que provocan el movimiento de los alerones entre las dos citadas posiciones de funcionamiento; d) están previstos en los alerones transversales (28), espacios (47), entre los refuerzos estructurales (34), a los que convergen sendos bordes de superficies oblicuas del alerón (42) que orientan el aire hacia sistemas de efecto aerodinámico (38-39); y e) el chasis del vehículo (4) está adaptado para alojar de manera empotrada a los alerones móviles de freno (28-29-30) y sus sistemas aerodinámicos (38-39), de manera que no sobresalen del plano inferior de dicho chasis de vehículo.
[2] Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los alerones están articulados a la superficie inferior del chasis de vehículo, mediante un eje longitudinal (3), que gira libremente en el alerón, dispuesto en el borde superior de los alerones apoyado en cojinetes de giro (7) sujetos al chasis de vehículo (4) por medio de una pluralidad de pestañas de sección transversal de forma preferentemente semicircular que conforman bisagras (6).
[3] Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de accionamiento de los alerones (28-29-30) consisten en al menos un pistón neumático (11) de doble acción fijado en forma articulada por uno de sus extremos a una prolongación angulada reforzada (8), que se extiende próxima a su borde superior con un ángulo preferentemente de 90°, estando su otro extremo fijado también en forma articulada a la estructura del chasis de vehículo (4).
[4] Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de accionamiento de los alerones (28-29-30) consisten en, al menos, un pistón hidráulico (23) de doble acción.
[5] Sistema de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el eje
(3) está fijado al alerón, y está provisto en sus extremos y en su parte intermedia con sectores de estrías (9) sobre las que apoyan dentados de encaje recíproco de cremalleras (10), fijadas a los extremos de los pistones (11-23), entre los sectores con estrías hay, adyacentes al borde superior orificios por los que pasan bisagras (6) de sección transversal circular, que rodean y retienen al eje (3), en cada una de las que se interpone entre ellos, un cojinete (7).
[6] Sistema de freno de acuerdo con las reivindicación 1, caracterizado porque en posición abierta las válvulas (17-26) de control determinan la salida de su vastago y el desplegado y fijación del alerón correspondiente, mientras en su estado cerrado producen la entrada del vastago y la vuelta del alerón a su posición retraída adosado a la superficie inferior del chasis de vehículo (4).
[7] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas (17-23) son abiertas automáticamente, al ser accionadas por el funcionamiento conjunto de un acelerómetro (40) y el sistema antibloqueo de ruedas ABS (18), conectados con un microprocesador computarizado (21), y cerradas al dejar de funcionar alguno de estos elementos.
[8] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas (17-23) son activadas en forma automática por la acción conjunta de un sistema de radar (20) conectado a un microprocesador computarizado (21).
[9] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 8; caracterizado porque el acelerómetro (40), el ABS (18), el sistema de radar (20) y el microprocesador (21), habilitan al pedal de freno de pie (22), para ser accionados los alerones personalmente.
[10] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los alerones (28-29-30) están constituidos por un segmento superior rígido y resistente (1), y un segmento inferior flexible articulado (2) por medio de una pluralidad de ranuras transversales verticales.
[11] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1; caracterizado porque el segmento superior del alerón tiene refuerzos estructurales (34) que sirven de marco a espacios abiertos.
[12] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque de los segmentos rígidos de los alerones (1) se desprenden prolongaciones reforzadas formando con su superficie ángulos preferentemente rectos (8), sobre las que están fijados en forma articulada, el extremo de los vastagos móviles de los pistones (11-23).
[13] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye al menos, un alerón ubicado transversalmente (28) al eje longitudinal del vehículo siendo sus extremos equidistantes, desde cuyos bordes se prolongan hacia su parte superior, sendas paredes laterales (49).
[14] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende tres alerones, dos de ellos de mayor longitud (30), estando sus ejes longitudinales posicionados en forma oblicua entre sí, cuyos extremos posteriores convergen hacia atrás contactando con otro alerón transversal central (28) formando una figura con forma de triángulo de vértice truncado de lados que se proyectan hacia delante abierto en su base.
[15] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque consta de tres alerones, siendo uno transversal (28), cuyos extremos se contactan con el borde posterior de sendos alerones laterales paralelos (29) entre sí, que se prolongan hacia delante.
[16] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque consta de tres alerones, siendo uno transversal (28),cuyos extremos contactan con sendos alerones laterales (29) que se prolongan hacia adelante y atrás del mismo.
[17] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque consta de cinco alerones, uno transversal al eje longitudinal (28), y lateralmente contactando con sus extremos, sendos alerones (29), que se prolongan hacia delante y atrás.
[18] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie inferior del chasis de vehículo (4) sobre la que están ubicados los alerones, tiene cavidades (35), en las que está alojado el sistema sin sobresalir de su superficie, cubriendo dicha superficie todos los elementos del chasis de vehículo para optimizar su aerodinámica, evitando la formación de turbulencias.
[19] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los alerones transversales (28) tienen en la proximidad de de su borde libre, ruedas de apoyo (32) en el pavimento (48), que tienen su eje fijado en el segmento rígido por medio de al menos un vastago.
[20] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en las zonas de contacto de los alerones (28-29-30) con el chasis de vehículo (4), están previstos refuerzos estructurales (31) que les sirven de apoyo y tope a la acción de fijación de los pistones (11-23).
[21] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la zona de movimiento de los alerones, adyacentes a su eje longitudinal, está cubierta en su superficie exterior por láminas adheridas resistentes, flexibles e impermeables (37).
[22] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los alerones ubicados transversalmente (28), tienen entre los refuerzos estructurales (34), espacios (47) en cuyos bordes convergen sendas superficies oblicuas superior e inferior del alerón (42), en los que están ubicados transversalmente, al menos un sistema aerodinámico (38) de forma aplanada, preferentemente de forma rectangular, con su eje longitudinal paralelo al del alerón, y sus planos oblicuos entre sí, siendo de mayor espesor el de su extremo anterior el que comienza en un borde que se prolonga en un cuerpo de sección transversal preferentemente plana en su superficie superior y convexa en su superficie inferior, cuya sección transversal es similar al perfil de las alas de las aeronaves invertido, con su parte convexa en la superficie inferior, estando ubicado formando con la superficie del alerón (28) ángulo obtuso abierto hacia adelante y arriba, estando fijados al mismo por medio de soportes de fijación (41); en su segmento rígido (1), en su pared inferior hay una saliente elastomérica plana (50), que en estado desplegado hace tope en el chasis (4).
[23] Sistema de freno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los alerones (28) ubicados transversalmente, tienen en los espacios (47) ubicados entre los refuerzos estructurales (34), al menos un sistema aerodinámico tubular de forma preferentemente aplanada (39), de mayor diámetro en su extremo anterior, el que va disminuyendo gradualmente hacia su extremo posterior que tiene los menores diámetros, teniendo fijado en su extremo anterior, al menos un cuerpo angulado (45) que se prolonga por su interior hasta su extremo posterior; teniendo en la superficie interna de su pared inferior, próximo a su borde posterior, un doblez formando ángulo (43) hacia arriba, en el que hay fijadas láminas de elastómero (44), que estrechan aún más su diámetro , para comprimir el flujo de aire y darle dirección hacia la parte posterior y superior del chasis (4); teniendo en la parte externa de su pared superior, una saliente plana (46), que en estado desplegado, el sistema aerodinámico (39) hace tope en el chasis (4).
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