Diseños para la reducción del coeficiente aerodinámico isuzu nhr

Ing. Paul Méndez
Dinámica del Automóvil
Diseños para la reducción del coeficiente aerodinámico en el
camión Chevrolet Isuzu NHR
Integrantes:
Aponte Yandri
Baño Holger
Córdova Francisco
Sarango Mauricio

Universidad Politécnica Salesiana Ingeniería Automotriz Claustro Sistemas Automotrices
Objetivos
Objetivos específicos
 Construir un modelo virtual de un vehículo tipo camión monoplaza, utilizando un
software CAD, para generar la geometría a analizar.
 Determinar las condiciones del flujo que se aplicará al vehículo para hacer la
simulación, mediante revisión bibliográfica y comprender como afectan al
mismo.
 Simular el comportamiento aerodinámico del prototipo mediante ANSYS FLUENT
para calcular los coeficientes aerodinámicos.
Objetivo general
 Diseñar y realizar el análisis aerodinámico de un vehículo tipo camión Chevrolet
Isuzu NHR con un software de volúmenes finitos, para mejorar el coeficiente
aerodinámico mediante modificaciones en la parte frontal del vehículo.

Introducción
Un vehículo tiene una buena aerodinámica cuando ofrece la menor resistencia
posible al aire. La resistencia que opone un vehículo al aire se expresa según el
coeficiente de resistencia aerodinámica o “Cx”. Cuanto menor sea el Cx de un
vehículo mejor será su aerodinámica. En camiones el coeficiente aerodinámico oscila
entre un valor de 0.5 a 0.8.

Desarrollo
Chevrolet Isuzu NHR.- Los camiones de la familia N son desarrollados con materiales
ultralivianos y de alta resistencia, lo cual mejora la capacidad de carga útil y la duración
de los camiones; con una amplia gama de pesos brutos vehiculares desde los 4.100 kg
hasta 8.500 kg, con optimas capacidades de carga útil desde los 2.218 kg hasta 5.667 kg
para aplicaciones desde furgones urbanos hasta estacas de servicio intermunicipal.

Desarrollo
Dimensiones del Chevrolet Isuzu NHR
WB(mm) Distancia entre ejes 2.475
OL(mm) Longitud total 4.730
OH(mm) Altura total 2.150
OW(mm) Ancho total 1.770
CE(mm) Largo carrozable 3.160

Desarrollo
Diseño Original del Camión.-Se realizo mediante el software de diseño SolidWorks,
la modelización en 3D de la cabina diseño original para analizarle el comportamiento de
diversas hipó tesis de carga según la normativa aplicable, que simularán las diferentes
pruebas a las que puede ser sometido el vehículo.

Desarrollo
Simulación en ANSYS.-Según los datos mostrados nos indica que tiene una presión
máxima de 514 Pa sobre las paredes frontales y genera turbulencia hasta llegar a un
mínimo de 20,31 m/s y además de se obtiene como resultado una Fuerza de Arrastre de
873.987 N sobre las paredes de la cabina.

Desarrollo
Datos obtenidos de la simulación y del software CAD.-
Datos Obtenidos
Densidad del fluido(ρ) 1.225kg/m^3
Velocidad del vehículo(v) 80km/h o 22.22m/s
Área de referencia
proyectada(A)
3.38 m^2
Fuerza de arrastre(Fx) 873.987 N
𝐶𝑥 =
𝐹𝑥
1
2
+ 𝜌𝐴𝑉2
𝐶𝑥 =
873.987
1
2
+ 1.225(3.38)(22.22)2
𝐶𝑥 = 0.88

Desarrollo
Diseño con cabina cuadrina y sin espejos retrovisores.-Para mejorar las condiciones
aerodinámicas del camión se diseño un modelo de cabina cuadrada y además se le retiro lo
espejos retrovisores y se los reubicó en la parte superior con cámaras integradas para así
evitar área de contacto con el fluido consiguiendo una mejora en el ahorro del combustible.

Desarrollo
Simulación en ANSYS.-Según los datos mostrados nos indica que de 180.4 Pa sobre las
paredes frontales con una Fuerza de Arrastre de 706.716 N.

Desarrollo
Datos obtenidos de la simulación y del software CAD.
Datos Obtenidos
Área de referencia
proyectada(A)
3.26 m^2
𝐶𝑥 =
𝐹𝑥
1
2
+ 𝜌𝐴𝑉2
𝐶𝑥 =
706.716
1
2
+ 1.225(3.26)(22.22)2
𝐶𝑥 = 0.716

Desarrollo
Diseño con deflector en el techo de cuarenta centímetros de altura.-Para este diseño se
ha optado con un deflector en el techo de 40 cm de altura con lo cuál su principal
ventaja es que hace menos brusco el paso del aire entre la cabina y así reducir el Cx,
además permite un ahorro potencial de 4 – 5.9%.

Desarrollo
Resultados de la simulación en ANSYS.-Para este análisis se considero el diseño con
deflector en el techo de 40 cm. Según los datos mostrados nos indica que de tiene una
presión máxima de 195 Pa y además se obtiene como resultado una Fuerza de Arrastre
de 638.818 N sobre las paredes de la cabina y una velocidad de 10,81 m/s

Desarrollo
Datos Obtenidos
Área de referencia
proyectada(A)
4. 04 m^2
𝐶𝑥 =
𝐹𝑥
1
2
+ 𝜌𝐴𝑉2
𝐶𝑥 =
638.81
1
2
+ 1.225(4.04)(22.22)2
𝐶𝑥 = 0.523

Desarrollo
Diseño con un deflector en el techo de la cabina de 80cm y retrovisores reubicados.-En
este diseño lo que se intenta reducir el área de contacto en los espejos retrovisores y
además aumentar el tamaño de altura del reflector en el techo, permiten un ahorro
potencial de 4.2 – 6.2%.

Desarrollo
Resultados de la simulación en ANSYS.- Según los datos mostrados nos indica que de
tiene una presión máxima de 212.9 Pa sobre las paredes frontales cuando el vehículo
esta a 80km/h y con una Fuerza de Arrastre de 739.15 N

Desarrollo
Datos Obtenidos
Área de referencia
proyectada(A)
4. 79 m^2
𝐶𝑥 =
𝐹𝑥
1
2
+ 𝜌𝐴𝑉2
𝐶𝑥 =
739.155
1
2
+ 1.225(4.79)(22.22)2
𝐶𝑥 = 0.5102

Desarrollo
Diseño con deflector en el techo y un bumper en la parte frontal de camión.-Con el
diseño de un deflector y un bumper en el camión se esta convirtiendo en un ahorro
potencial entre 4.4 – 6.8%.

Desarrollo
De la simulación en ANSYS. Según los datos mostrados nos indica que de tiene una
presión máxima de 330.6 Pa sobre las paredes frontales además obtiene como
resultado una Fuerza de Arrastre de 731.27 N.

Desarrollo
Datos Obtenidos
Área de referencia proyectada(A) 4. 98 m^2
𝐶𝑥 =
𝐹𝑥
1
2
+ 𝜌𝐴𝑉2
𝐶𝑥 =
731.27
1
2
+ 1.225(4.98)(22.22)2
𝐶𝑥 = 0.485

Desarrollo
Diseño con aerodinámico del perfil del camión.-Para este diseño en CAD se lo realiza con
una inclinación de 50° en la parte frontal para que el fluido pueda circular de manera
mucho más rápida y no exista en exceso la fuerza de arrastre sobre las paredes.

Desarrollo
Resultados de la simulación en ANSYS. Según los datos mostrados nos indica que de
tiene una presión máxima de 230.6 Pa sobre las paredes con una Fuerza de Arrastre de
483.48 N esto quiere decir que este diseño es el más factible

Desarrollo
Datos Obtenidos
Área de referencia proyectada(A) 3.59 m^2
𝐶𝑥 =
𝐹𝑥
1
2
+ 𝜌𝐴𝑉2
𝐶𝑥 =
483.49
1
2
+ 1.225(3.59)(22.22)2
𝐶𝑥 = 0.445

Analisis de resultados
Resultados de los cálculos de los coeficientes aerodinámicos.
Resultados de los cálculos de los coeficientes aerodinámicos
Diseños Cx
Original camión 0.88
Cabina cuadrada y sin espejos retrovisores 0.716
Con deflector en el techo de 40cm de altura 0.523
Con deflector en el techo 80cm 0.5102
Con deflector en el techo y un bumper 0.485
Dise˜no con aerodin´amico del perfil del camión 0.445

Analisis de resultados

Conclusiones
• Al poder realizar varias modificaciones al camión Chevrolet Isuzu NHR nos damos cuenta
que su coeficiente aerodinámico cambia drásticamente pero estos valores que obtuvimos
es gracias a los programas ANSYS FLUENT y software CAD.
• Al implantar un diseño con aerodinámico de perfil del camión nuestro valor de coeficiente
aerodinámico fue de 0,445 lo que pudimos concluir que este diseño es el mas factible
para nuestro camión.

Bibliografía
Bibliografía
• Aparicio Izquierdo, “Teoría de los vehículos automóviles,”, Ed. Madrid, 1995,
Capitulo 3 pp.1.
• Análisis Aerodinámico del vehículo para la competencia .pág. 50.
• Estructuras del vehículo 2a edición, p. 246.
• R. Alba Tarabata y D. Guangasi Núñez, ANA LISIS AERODINÁMICO DE LA
PROTOTIPO DE AUTO ELÉCTRICO BIPLAZA UTA CIM17 2018.
• Ficha Técnica del Cami´on Chevrolet Isuzu NHR
https://www.autolarte.com.co/camiones-chevrolet-nhr-reward

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