Diseño del frontal para vehículo de transporte de carga para la mejora de la eficiencia aerodinámica

Abstract

[ES] En el siguiente Trabajo fin de grado (TFG), se va a realizar el diseño de un frontal de un vehículo de transporte de carga, para con ello obtener una mejora de la eficiencia aerodinámico y por lo tanto reducir la carga de arrastre del vehículo y mejorar la movilidad de este, y de esta forma poder reducir el consumo de combustible del vehículo; por lo tanto, de esta forma se reduciría considerablemente la emisión de gases invernadero. Esta optimización se realizará mediante la utilización de técnicas CFD (a partir del software ANSYS Fluids) y haciendo un cálculo analítico manual de la resistencia aerodinámica del vehículo; Para realizar la optimización, primero se realizará un estudio aerodinámico del estado original del vehículo y posteriormente se realizarán un diseño del frontal que mejore la eficiencia aerodinámica de este; para realizar este nuevo diseño, se hará un dimensionado preciso de las nuevas piezas, se estudiara el procedimiento de fabricación adecuado para estas y se tendrán en cuenta los requisitos de seguridad establecidos por la normativa vigente en España. Una vez conseguido esta mejora del rendimiento aerodinámico, se calculará la nueva distribución de cargas producidas en el nuevo frontal, y se seleccionará el material idóneo para estas condiciones, a partir del software Granta Edupack. Debido a que actualmente la combustión de combustibles fósiles contribuye considerablemente a la generación de gases invernadero, esta optimización supondrá un cambio indispensable en el vehículo, ya que este tipo de vehículo consume un 40% de la energía procedente del combustible para vencer la resistencia del aire. Finalmente, se presentará un presupuesto detallado que indique todos los precios unitarios, la definición de las unidades de trabajo, presupuestos parciales y presupuesto total.

[EN] In the following Final Degree Project (TFG), the design of a front end of a cargo transport vehicle is going to be carried out, in order to obtain an improvement in aerodynamic efficiency and therefore reduce the drag load of the vehicle and improve its mobility, and in this way be able to reduce the vehicle's fuel consumption; therefore, in this way the emission of greenhouse gases would be considerably reduced. This optimisation will be carried out using CFD techniques and making a manual analytical calculation of the aerodynamic drag coefficient of the vehicle. To carry out the optimisation, first an aerodynamic study of the original state of the vehicle will be carried out and then a design of the front end will be made to improve the aerodynamic efficiency of the vehicle; to make this new design, a precise dimensioning of the new parts will be made, the appropriate manufacturing procedure for these will be studied and the safety requirements established by the current regulations in Spain will be taken into account. Once this improvement in aerodynamic performance has been achieved, the new load distribution produced in the new front end will be calculated, and the ideal material for these conditions will be selected, using Solid Works software. As the combustion of fossil fuels currently contributes considerably to the generation of greenhouse gases, this optimisation will be an indispensable change in the freight vehicle, as this type of vehicle consumes 40% of the energy from the fuel to overcome air resistance. Finally, a detailed budget will be presented indicating all unit prices, partial budgets and total budget.

[CA] En el següent Treball fi de grau (TFG), es realitzarà el disseny d'un frontal d'un vehicle de transport de càrrega, envers això se obtindrà una millora de l'eficiència aerodinàmic i per tant reduir la càrrega d'arrossegament del vehicle i millorar la mobilitat d'este, i d'esta manera poder reduir el consum de combustible del vehicle; per tant, d'esta manera es reduiria considerablement l'emissió de gasos amb efecte d'hivernacle. Esta optimització es realitzarà mitjançant la utilització de tècniques CFD i fent un càlcul analític manual del coeficient de arrossegament aerodinàmica del vehicle; Per a realitzar l'optimització, primer es realitzarà un estudi aerodinàmic de l'estat original del vehicle i posteriorment es realitzaran un disseny del frontal que millora l'eficiència aerodinàmica d'este; per a realitzar este nou disseny, es farà un dimensionament precís de les noves peces, s’estudiarà el procediment de fabricació adequat per a estes i es tindran en compte els requisits de seguretat establides per la normativa vigent a Espanya. Una vegada aconseguit esta millora del rendiment aerodinàmic, es calcularà la nova distribució de càrregues produïdes en el nou frontal, i se seleccionarà el material idoni per a estes condicions, a partir del programa Solid Works. Pel fet que actualment la combustió de combustibles fòssils contribuïx considerablement a la generació de gasos amb efecte d'hivernacle, esta optimització suposarà un canvi indispensable en el vehicle, ja que este tipus de vehicle consumeix un 40% de l'energia procedent del combustible per a vèncer la resistència de l'aire. Finalment, es presentarà un pressupost detallat que indiqui tots els preus unitaris, pressupostos parcials i pressupost total.