domingo, 28 de noviembre de 2010

Citroën Xsara - aerodinámica


Diseño aerodinámico

Como hemos visto en anteriores entradas, el Xsara fue concebido desde su inicio poniendo un especial énfasis en la eficiencia aerodinámica. Se trataba, no sólo de hacer un coche estéticamente atractivo y continuador de la imagen de marca, sino además con unas condiciones físicas que facilitaran su penetración en el aire, reduciendo en lo posible la resistencia. De este modo, utilizando túneles de viento y técnicas importadas del mundo aeronáutico, se perfiló lo que sería el nuevo modelo de Citroën.

La forma en que el vehículo se mueve en el fluido invisible afecta a su rendimiento y consumo, al confort interior y a la adecuada refrigeración de sus componentes.
Así, mientras la forma general debería estar dirigida a minimizar el impacto con el aire, las canalizaciones y aberturas tenían que permitir una adecuada refrigeración del motor. Ésta se consigue tanto por el contacto directo del aire con la culata, como con el impacto del viento en el radiador de agua (montado en posición delantera, inmediatamente detrás de la calandra). Además, se tiene que prestar especial atención a la admisión de aire del motor, pues no olvidemos que la energía que le impulsa procede de la gasolina y el oxígeno del aire. De hecho, en una mezcla estequiómerica habrá 14,7 veces más aire que gasolina, de ahí la importancia de este apartado. La alimentación de aire se encuentra justo detrás de la parrilla delantera y conduce el aire primero al filtro y luego a la mariposa de admisión, tras la cual el colector de admisión la distribuye uniformemente a cada cilindro.
Además, había que reducir en lo posible los ruidos aerodinámicos en marcha del vehículo, favorecer la ventilación de los frenos y, en general, conseguir el mejor CX para reducir en lo posible el consumo y mejorar las prestaciones.


Detalle del frontal con las cuatro entradas horizontales de aire hacia el motor. Dos en la calandra superior, y dos integrados en el paragolpes.
Imagen donde se ha desmontado un faro y la calandra. Permite observar perfectamente la entrada de aire al motor (flecha superior; aunque falta el último tramo que la une con la calandra); los dos ventiladores del radiador de aire (en los modelos sin aire acondicionado, es sólo uno); y las dos entradas inferiores, que directamente llegan al radiador de agua. Además su forma genera una pequeña carga aerodinámica para ayudar a pegar la delantera al asfalto.


Sonoridad

En el apartado sonoro, se trabajó en reducir tanto los ruidos mecánicos como aerodinámicos. Los primeros son atenuados mediante los "silent-blocks" del motor, así como el mamparo que separa el vano motor del habitáculo. El ruido procedente de la rodadura se atenúa mediante guardabarros completos de plástico en el interior de los pasos de rueda. En cuanto a los ruidos aerodinámicos, además de la propia forma del coche para mejorar su penetración y reducir turbulencias, se prestó especial cuidado en las juntas de puertas, el diseño y posición de los retrovisores y la utilización de láminas de estanqueidad en todas las puertas. Además, la correcta bandeja trasera atenúa los ruidos procedentes de la zona posterior.
Con todo ello, los datos de ruido dentro del habitáculo que se obtienen son los siguientes:

VELOCIDADDECIBELIOS
60km/h60,9
80km/h64,0
100km/h67,5
120km/h69,6
140km/h72,5
160km/h74,0

Como se ve, son valores más que aceptables para un coche de aquella época y segmento. Bastante mejores (entre 2 y 4 dB menos) que en el Renault Megane de entonces, su más directo rival.

Puerta del conductor abierta y con el paño de puerta desmontado. Se aprecia el protector para insonorizar y aislar térmicamente el habitáculo del exterior (lámina de estanqueidad).


Valores y rendimiento

En lo que respecta a rendimiento aerodinámico propiamente dicho, el coeficiente (CX) del Xsara es de 0,32. Recuérdese que un CX=1 es el que tiene una plancha plana de 1 metro2 enfrentada al viento.
Su área frontal es de 1,98 m2, es decir, en total visto de frente el Xsara ocupa 1,98m2.
Su SCX (o resistencia real al avance) es 0,63m2. Este valor es el más importante, y es el resultado de la relación de las anteriores cifras. Quiere decir que el Xsara genera la misma resistencia al avance que una plancha de 0,63m2.
Con estos datos, se puede obtener la resistencia aerodinámica a 100 km/h, y la fuerza que genera. En este caso es una fuerza igual a 15,7kW, o lo que es lo mismo 21,33CV (1CV=0,736kW).

Por tanto, a 100km/h, necesitaremos 21,33CV tan sólo para vencer la resistencia del aire al avance del vehículo. Eso sin tener en cuenta el viento que pudiera aumentar (o disminuir) esa cifra. A ello habría que sumarle el peso del vehículo, la fricción de las ruedas con el asfalto, los rozamientos del propio motor, la energía necesaria para mover la bomba de gasolina, la del agua, la de aceite, el alternador, la dirección asistida, el embrague, los engranajes de la caja de cambios, el servofreno, el aire acondicionado en su caso... Y, si subiéramos una cuesta, la de la gravedad.

Todas ellas deben ser vencidas por el motor al que, además, exigiremos la mejor economía posible de carburante. En futuros artículos entraremos en detalle en este apartado.


Los interesantes datos aerodinámicos (para un Xsara fase I, 1.4i) están extraídos de la página http://carspector.com/car/citroen/005292/. Aquí la tabla original en inglés:

Aerodynamics

Drag coefficient (Cd, Cx, Cw)0.32Frontal area (A)1.98 m2
Aerodynamic coefficient (Cd×A)0.63 m2Aerodynamic resistance (Aero horse power) at 100 km/h (62 mph)15.7 kW

Xsara fase I. Estilizada figura y limpieza aerodinámica.


fuentes:
elaboración propia

2 comentarios:

  1. El hermanito pequeño quiere reivindicarse y pide la palabra una vez revisados los datos de casrpector.com:
    Saxo 1.1i X.
    Cx: 0.34
    Área total: 1.82
    SCX: 0.62m2
    El valor del Cx es ligeramente superior al ofrecido por el hermano mayor, no así el SCX donde se deja una centésima.
    Atendiendo a la resistencia aerodinámica, el “pelotilla” tiene 15.4kW, y al hacer los cálculos indicados por el Sr Jorge obtenemos la cifra de 11.33 CV necesarios para vencer la resistencia al aire a 100km/h*.
    Si a eso le sumamos el resto de fuerzas enumeradas en el post, tiene aún más mérito las velocidades alcanzadas con el motor de 60cv… Claro que el pelotilla siempre ha agradecido una ligera brisa en su paragolpes trasero para así poder tumbar su aguja…

    *(No sé si he hecho bien los cálculos, porque los 15.7 del Xsara no dan 21.33 al multiplicarlos por 0.736, sino 11.55).

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  2. ¡Un ejemplo perfecto! A pesar de que el Xsara tiene un mejor Cx, la realidad es que su resistencia "real" (el SCX) es mayor, ¿por qué? Pues porque su área frontal es también muy superior a la del Saxo.
    Su cálculo de los CV está hecho al revés. Para pasar de KW a CV hay que dividir por 0.736. Así que tenemos 20,92 CV para vencer la resistencia al viento a 100 km/h del saxete... ¡un tercio de la potencia total del motor!

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