RO135733A2 - Dispozitiv aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv aerodinamic dispus posterior unei semiremorci cu pereţi rigizi cu care este echipat un tren rutier de transport mărfuri, folosit pentru reducerea consumului de combustibil şi creşterea eficienţei economice a procesului de transport rutier de mărfuri. Dispozitivul conform invenţiei este constituit dintr-o pernă (1) aerodinamică, realizată dintr-un material elastic şi impermeabil, care permite umflarea/dezumflarea acesteia cu ajutorul unor conducte (2) racordate la sistemul de aer comprimat al unui tren rutier, prin intermediul unui sistem (3) de cuplare, pneumatic, fixarea pernei (1) aerodinamice fiind realizată în partea posterioară a unei semiremorci (4) prin intermediul unor pliuri (5) laterale prevăzute cu nişte orificii (6) de montare şi o supapă (7) de siguranţă pentru evitarea depăşirii accidentale a presiunii pe care o poate suporta construcţia pernei (1) aerodinamice, procesul de umflare respectiv dezumflare a pernei (1) aerodinamice fiind realizat cu ajutorul unui sistem (8) de comandă şi control sau manual prin intermediul unei manivele (12).

Description

„II I III IJ L . । HJII. L 1^·Π^···1ιίΙΟΠΓ···ΛΙ ,1¾ I IMI Ί·υΒ lOriCiUL i?i

Cerere de brevet de invenție j

Nr. .A...... |

Descrierea invenției

DISPOZITIV AERODINAMIC AMPLASAT POSTERIOR DESTINAT SEMIREMORCILOR DE TRANSPORT RIGIDE

Invenția se refera la un dispozitiv aerodinamic posterior destinat semiremorcilor de transport rigide (cu pereți rigizi) din compunerea unui tren rutier de transport mărfuri, care reduce valoarea coeficientului aerodinamic al acestuia, cu efecte benefice si imediate asupra reducerii consumului de combustibil si creșterea eficientei economice a procesului de transport mărfuri rutier.

Aplicabilitatea dispozitivului in industria de transport rutier deriva in mod direct din necesitatea de efectuare a procesului de transport in cele mai optime condiții de eficienta economica (realizat prin reducerea consumului de combustibil) si in mod indirect de reducerea emisiilor poluante cauzate de transportul rutier.

Conform legilor fizice general acceptate, rezistenta aerului la înaintarea este forța care acționează asupra unui corp aflat în mișcare relativă față de aerul atmosferic, în sens opus deplasării, proporțională cu densitatea aerului, cu pătratul vitezei relative a corpului, cu suprafața caracteristică de referință a acestuia. Pentru clasificarea performantelor vehiculelor rutiere din aceasta perspectiva s-a introdus noțiunea de coeficient aerodinamic, coeficient care este un parametru ce reprezintă rezistența cu care se opune aerul la deplasarea unui autovehicul. Cu cât coeficientul aerodinamic este mai mic, cu atât rezistența aerului la deplasarea automobilului este mai mică. Studiile efectuate pina in prezent arata ca rezistenta la înaintare a aerului are o valoare semnificativ crescută (creștere exponențiala) pentru viteze de deplasare a vehiculului rutier mai mari de 36 km/h. Astfel, se constata ca, apare necesitatea dezvoltării si implementării de sisteme, metode si dispozitive (active sau pasive) aerodinamice aplicate mijloacelor de transport in sensul scăderii rezistentei de înaintare a aerului (a scăderii coeficientului aerodinamic) si eficientizarea energetica a procesului de transport.

La ora actuala exista a mare varietate de dispozitive aerodinamice ce echipează un tren rutier, atat aplicate in construcția capului tractor cat si a semiremorcilor atașate (ansamblul cap tractor+semiremorca fiind denumit in literatura de specialitate ca fiind un tren rutier). Ele pot

fi montate direct de către producătorul capului tractor cat si ulterior montate de către utilizator (cel care exploatează vehiculul de transport). Dispozitivele pentru semiremorci nu simt montate la construcția semiremorcilor, ci doar la cererea utilizatorului sau de către acesta.

In acest scop sunt cunoscute dispozitivele de reducere a rezistentei la înaintare a aerului (dispozitive aerodinamice) aplicate capului tractor: deflector de cabina, spoiler inferior frontal, oglinzi laterale aerodinamice, deflectoare de current montate lateral pe cabina etc. In cazul dispozitivelor de reducere a rezistentei la înaintare a aerului (dispozitive aerodinamice) aplicate semiremorcilor aceste sunt: stabilizatoare de turbulenta, panouri laterale, cozi aerodinamice, placa de divizare a curgerii in zona frontala a semiremorcii etc.

Avantajele imediate ale dispozitivelor de reducere a rezistentei la înaintare a aerului (dispozitive aerodinamice) aplicate unui tren rutier simt reducerea coeficientului aerodinamic cu influente imediate asupra reducerii consumului de combustibil si implicit de creștere a eficientei energetice a vehiculului de transport. Un alt avantaj este acela ca dispozitivele mai sus menționate sunt realizate in general din materiale plastice, ușor de modelat, prelucrat si montat. Dezavantajele dispozitivelor de reducere a rezistentei la înaintare a aerului (dispozitive aerodinamice) aplicate unui tren rutier sunt legate de construcția specifica si particulara a acestora in funcție de particularitățile constructive a fiecărui tip de cap tractor (tren rutier).

Este de asemenea cunoscut utilizarea unor dispozitive aerodinamice aplicate trenurilor rutiere si semiremorcilor de transport asa cum este cunoscut prin cererile de brevet CA3052381 (Al) — 2018-09-27, US2011037291 (Al) — 2011-02-17, US2011037290 (Al) — 2011-02-17, CA2689883 (A 1) — 2010-08-05, DE 102014002552 (A 1) — 2014-08-21, US2013181479 (A 1) — 2013-07-18, EP1870322 (Al) — 2007-12-26.

Avantajele utilizării acestor dispozitive este ca realizează o creștere a aerodinamicitatii vehiculului . Dezavantajele majore ale tuturor acestor dispozitive sunt ca sunt realizate din materiale solide (metal in special) si sunt montate fix de construcția semiremorcii, ceea ce creaza probleme legate de gabarit si/sau respectarea unor elemente legislative si norme legate de dimensiunile maxime de gabarit acceptate la nivel internațional. De asemenea, mai exista dezavantajul legat de aceste dispozitive, care nu au/nu oferă mobilitatea de a fi utilizate in funcție de condițiile de exploatare (transport, incarcare/descarcare marfa).

Problema care o rezolva invenția prin dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este reducerea coeficientului aerodinamic al unui tren rutier y destinate transporturilor de mărfuri rutier cu semiremorca rigida, prin amplasarea unei constructii/forme geometrice variabile (gonflabile) in partea din spate (posterioara) a unei semiremorci rigide.

Dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este caracterizat prin aceea ca principiul de funcționare activ se bazeaza pe o utilizarea unei forme geometrice variabile (perna aerodinamica gonflabila) amplasata in partea posterioara a unei semiremorci rigide, realizata dintr-un material elastic impermeabil (cauciucat) ce permite umflarea acestuia cu aer comprimat pina la obținerea formei dorite.

Conform unui aspect al invenției, dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este caracterizat prin aceea ca este un dispozitiv variabil ce poate fi utilizat doar in condițiile in care vitezele de deplasare a trenului rutier sunt ridicate si este necesara creșterea eficientei aerodinamice. Umflarea si dezumflarea dispozitivului (reglarea presiunii din interiorul dispozitivului) poate fi comandata automat in funcție de viteza de deplasare sau manual de către conducătorul auto.

Conform unui alt aspect al invenției, dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este caracterizat prin aceea ca poate fi dezumflat manual in cazul operațiilor de parcare in zona rampelor de incarcare/descarcare.

Conform unui alt aspect al invenției, dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este caracterizat prin aceea ca forma geometrica a pernei aerodinamice este stabilita in funcție de lungimea totala a semiremorcii rigide (notata cu L), pentru eficienta aerodinamica maxima. Lungimea pernei aerodinamice posterioare notata cu (a) trebuie sa se încadreze in valorile a = ( l/20...1/25)L, iar unghiul interior format de perna aerodinamica posterioara cu suprafața laterala a semiremorcii rigide (notat cu u) trebuie sa fie cuprins intre valorile u = 15...30°, pentru o eficienta aerodinamica maxima.

Conform unui alt aspect al invenției, dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este caracterizat prin aceea ca utilizează aerul comprimat furnizat de către sistemul pneumatic deja existent in construcția si functionar^â9nui tren rutier.

^β i (' — 3 c C l g¹'' * * .

C . . .

9-/⁷ ^99''

Conform unui alt aspect al invenției, dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este caracterizat prin aceea ca exista in construcția acestuia o supapa de siguranța care poate elimina aerul din perna aerodinamica, daca dispozitivul atinge accidental la mersul înapoi al trenului rutier un element de infrastructura sau presiunea din interiorul pernei aerodinamice depășește o limita de siguranța prestabilita.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

• Reducerea rezistentei la înaintare a unui tren rutier cu semiremorca rigida destinat transportului de mărfuri • Reducerea consumului de combustibil • Pastrarea capacitatii de transport a semiremorcilor rigide (nu se modifica volumul/suprafata interioara a semiremorcii) • Posibilitatea de automatizare a dispozitivului aerodinamic amplasat superior destinat semiremorcilor de transport rigide prin acționarea automata in funcție de viteza de deplasare a trenului rutier (umflare la o anumita presiune in funcție de viteza de deplasare) • Are in componenta o supapa de siguranța care previne accidentele datorate depășirii unei presiuni maxime de funcționare a dispozitivului • Construcția si amplasare facila, cu materiale, metode si tehnologii deja utilizate si dezvoltate • Se utilizează aerul comprimat din circuitul/sistemul pneumatic deja existent in construcția unui tren rutier.

• Posibilitatea aplicării si pentru vehicule rutiere ce au construcția rigida a benei de transport.

Se da in continuare un exemplu de realizare a invenției, in legătură cu figurile 1-5, care reprezintă:

• Figurai. Dispozitiv aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide montat in poziție de lucru - vedere laterala • Figura 2. Dispozitiv aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide montat in poziție de lucru - vedere isometrica din spate

• Figura 3. Construcția pernei aerodinamice din componenta dispozitivului aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide - vedere din fata • Figura 4. Construcția pernei aerodinamice din componenta dispozitivului aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide - vedere de jos • Figura 5. Schema bloc a sistemului automat si manual de comanda si control a dispozitivului aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide

Dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este realizat dintr-o forma geometrica închisa denumita in continuare perna aerodinamica (1) realizata dintr-un material elastic si impermeabil ce permite umflarea/desumflarea acesteia prin intermediul unor conducte (2) racordate la sistemul de aer comprimat al trenului rutier printrun sistem de cuplare pneumatic (3). Fixarea pernei aerodinamice se realizează in partea posterioara a semiremorcii (4) prin intermediul unor pliuri laterale (5) prevăzute cu orificii de montare/fixare (6). Pentru evitarea depășirii accidentale a presiunii pe care o poate suporta construcția pernei aerodinamice (1) dispozitivul este prevăzut cu o supapa de siguranța (7).

Realizarea procesului de umflare respectiv dezumflare a pernei aerodinamice din cadrul dispozitivului aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide se poate realiza automat sau manual (prin comanda asupra sistemului de comanda si control (8)), in funcție de condițiile de exploatare a trenului rutier.

In modul automat de funcționare, controlul presiunii aerului comprimat din perna aerodinamica (1) se realizează prin intermediul unui sistem de comanda si control (8) controlat prin intermediul unui microcontroler (9) conectat la vitezometrul vehiculului (10), ce actioneaza electromecanic un distribuitor pneumatic (11), in funcție de viteza de deplasare a trenului rutier.

fn modul manual de funcționare, conducătorul auto decide momentul in care sunt îndeplinite condițiile optime de utilizare a dispozitivului ce face obiectul invenției (ex. deplasare pe autostrada) si actioneaza manual comanda de deschidere a circuitului pneumatic prin manivela de comanda (12) a distribuitor pneumatic (11), care sa realizeze umflarea pernei aerodinamice (1). fn mod similar, daca se dorește dezumflarea pernei pneumatice, conducătorul auto efectuează comanda de deschidere a circuitului pneumatic prin manivela de comanda (12), pentru facilitarea evacuării aerului din perna aerodinamica (1) către mediul exterior.

Amplasarea dispozitivului in partea posterioara a semiremorcii oferă avantajul ca reduce curgerea turbulenta a aerului in zona posterior-superioara si posterior-laterala a semiremorcii, cu efect direct asupra reducerii coeficientului aerodinamic al trenului rutier si implicit a reducerii rezistentei la înaintare a aerului.

Din punct de vedere constructiv, dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide, conform invenției, este constituit dintr-o perna aerodinamica (1) amplasata in partea posterioara a unei semiremorci rigide (4), funcționarea lui fiind gestionata de un sistem de comanda si control (8) (automat sau manual). Fixarea pernei aerodinamice pe semiremorca rigida se realizează cu ajutorul pliurilor laterale (5), prevăzute cu orificii de fixare (6). Numărul orificiilor de fixare (6) se determina in funcție de: tehnologia de fixare, materialul utilizat in construcția pernei aerodinamice si a lungimea totala a acesteia. Protecția la suprapresiuni a pernei aerodinamice (1) se realizează printr-o supapa de siguranța (7)·

Presiunea aerului comprimat trimis către perna aerodinamica (1) prin intermediul conductelor (2) va avea o valoare in funcție de o viteza de referința de deplasare prestabilita de utilizator. Umflarea pernei aerodinamice se realizează automat de către sistemul de comanda si control (8), in momentul in care trenul rutier începe deplasarea (sau viteza de deplasare este peste valoarea de referința selectata). Acest lucru se realizează cu ajutorul aerului comprimat adus in interiorul pernei aerodinamice (1) prin intermediul unor conducte (2) si a sistemului de cuplare pneumatic (3) din sistemul de aer comprimat al trenului rutier. Când trenul rutier se oprește (sau viteza de deplasare este sub valoarea de referința selectata), sistemul de comanda si control (8) deschide circuitul pneumatic către mediul exterior si facilitează expulzarea aerului comprimat din perna aerodinamica (1), si astfel aceasta se desumfla. Procesul de umflare si dezumflare a pernei aerodinamice (1) poate fi realizat si manual de către conducătorul auto in funcție de necesitați, printr-o comanda si acționare specifica asupra sistemului de comanda si control (8) prin manivela (12). Protecția fata de cazurile accidentale de suprapresiune a aerului comprimat din interiorul pernei aerodinamice (1) se realizează printr-o supapa de siguranța (7).

Claims (4)

1. REVENDICĂRI

   1. Dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide este realizat dintr-o forma geometrica închisa denumita in continuare perna aerodinamica (1) realizata dintr-un material elastic si impermeabil ce permite umflarea/desumflarea acesteia prin intermediul unor conducte (2) racordate la sistemul de aer comprimat al trenului rutier, printr-un sistem de cuplare pneumatic (3). Fixarea pernei aerodinamice se realizează in partea posterioara a semiremorcii (4) prin intermediul unor pliuri laterale (5) prevăzute cu orificii de montare (6). Pentru evitarea depășirii accidentale a presiunii pe care o poate suporta construcția pernei aerodinamice (1) dispozitivul este prevăzut cu o supapa de siguranța (7). Realizarea procesului de umflare respectiv dezumflare a pernei aerodinamice (1) se realizează prin sistemul de comanda si control (8) automat sau manual prin intermediul manivelei (12), iar dispozitivul este caracterizat prin aceea ca realizează scăderea coeficientului aerodinamic al semiremorcii rigide si reduce rezistenta la înaintare a aerului la deplasare acesteia.
2. 2. Dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca funcționarea dispozitivului este posibil a fi realizata in mod automat prin intermediul sistemului de comanda si control (8) sau manual prin intermediul manivelei (12), in funcție de condițiile de exploatare (viteza de deplasare, treceri pe sub poduri si limitări de inaltime a infrastructurii rutiere).
3. 3. Dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca forma constructiva a pernei aerodinamice (1) depinde de dimensiunile geometrice ale semiremorcii rigide pe care o echipează, si trebuie încadrate in valorile a = ( 1/20... 1/25)L si u = 15...30°, unde (a) reprezintă lungimea pernei aerodinamice posterioare si (u) este unghiul interior format de perna aerodinamica posterioara cu suprafața laterala a semiremorcii rigide) trebuie sa fie cuprins intre valorile, pentru o eficienta aerodinamica maxima.
4. 4. Dispozitivul aerodinamic amplasat posterior destinat semiremorcilor de transport rigide, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca in construcția acestuia exista o supapa de siguranța (7), care asigura protecția pernei aerodinamice (1), fata de cazurile accidentale de suprapresiune a aerului comprimat din interiorul pernei aerodinamice (1).