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Un difusor , en un contexto automotriz, es una sección con forma de la parte trasera del automóvil que mejora las propiedades aerodinámicas del automóvil al mejorar la transición entre el flujo de aire de alta velocidad debajo del automóvil y el flujo de aire libre mucho más lento de la atmósfera ambiental . Funciona proporcionando un espacio para que el flujo de aire debajo de la carrocería desacelere y se expanda (en volumen, ya que se supone que la densidad es constante a las velocidades a las que viajan los automóviles) de modo que no cause una separación excesiva del flujo y resistencia , al proporcionar un grado de " " relleno de estela" o más exactamente, recuperación de presión . El propio difusor acelera el flujo que tiene delante, lo que ayuda a generar carga aerodinámica . Esto se logra creando un cambio en la velocidad del aire que fluye debajo del difusor dándole un ángulo de inclinación que a su vez genera un cambio en la presión y, por lo tanto, aumenta la carga aerodinámica .
Cuando se utiliza un difusor, el aire fluye hacia los bajos desde la parte delantera del automóvil, acelera y reduce la presión . Hay un pico de succión en la transición del fondo plano y el difusor. Esta transición es donde generalmente se ubica la presión más baja y se llama garganta del difusor. Luego, el difusor hace que este aire de alta velocidad vuelva a la velocidad normal y también ayuda a llenar el área detrás del automóvil, lo que hace que toda la parte inferior de la carrocería sea un dispositivo productor de carga aerodinámica más eficiente al reducir la resistencia al automóvil. El difusor también imparte impulso ascendente al aire, lo que aumenta aún más la carga aerodinámica.
El borde de salida o de ataque de un difusor puede recibir un nolder : un labio, protuberancia o ala pequeña y precisa para mejorar su rendimiento.
La parte trasera de los bajos de un automóvil es donde generalmente se ubica un difusor trasero. Funciona acelerando la velocidad del flujo de aire debajo del automóvil. En la estación de salida del difusor, el flujo de aire tiene la misma presión y velocidad que el ambiente. Dado que su geometría expande la región trasera, el área de salida es mucho más grande que la entrada, por lo que, según el principio de conservación de la masa, el flujo de aire tendrá una velocidad mucho mayor en la entrada del difusor y, como consecuencia, debajo de toda la carrocería del automóvil. La consecuencia del aumento de la velocidad del flujo es una reducción de la presión según el principio de Bernoulli . [1] Dado que la presión debajo del automóvil es menor que en el costado y encima del automóvil, se produce carga aerodinámica si se implementa correctamente.
También existen difusores delanteros (especialmente en los prototipos de Le Mans o coches similares); sin embargo, generan carga aerodinámica únicamente a partir del intercambio de impulso con el aire, ya que no hay nada delante de ellos que conducir. Un difusor delantero mal diseñado puede crear una región de baja presión hacia la parte delantera del automóvil que ralentiza el aire detrás y reduce la efectividad del resto de los bajos. Los difusores delanteros generalmente alejan el aire del automóvil para que no afecte al resto de los bajos. El aire puede ventilarse a través de un canal o expulsarse cerca de las ruedas delanteras.
Inyectar el escape en el difusor trasero también puede ayudar a extraer el aire de debajo del automóvil. Los gases de escape energizan efectivamente la capa límite, ayudando a elevar la presión de la corriente de aire de baja presión y rápido movimiento a la presión atmosférica ambiental en la salida del difusor. Este aire que se mueve rápidamente ayuda a evacuar el difusor más rápidamente, lo que ayuda a reducir la presión en los bajos. Sin embargo, esto hace que el difusor sea bastante sensible a la velocidad del motor. Cuando el conductor levanta el acelerador , el flujo de escape se reduce considerablemente, lo que hace que el difusor sea menos efectivo, privando al vehículo de carga aerodinámica. Por tanto, el manejo se ve afectado negativamente.
La carrocería del vehículo también interactúa con el flujo que pasa a través del difusor. Además de crear carga aerodinámica, el alerón delantero y el morro intentan mantener el "aire limpio" fluyendo alrededor y, lo que es más importante, debajo del automóvil. [3] El aire limpio debajo del automóvil evita que se produzca una separación del flujo en el difusor, lo que afectaría gravemente su rendimiento. El alerón trasero también afecta al difusor. Cuando el ala está montada baja y cerca del difusor, la baja presión debajo del ala ayuda a aspirar aire a través del difusor. Coches como el Toyota Eagle MkIII y el Jaguar XJR-14 emplearon alas de dos niveles para mejorar este efecto. Un perfil se montó en alto para que entrara aire relativamente limpio. El otro perfil se montó casi a ras de la carrocería, detrás del chasis. El perfil de este ala se utiliza para impulsar el difusor, creando esa área de baja presión para ayudar a mover el aire desde los bajos. Según Hiro Fujimori, aerodinámico del proyecto Toyota Eagle MkIII , esta ala biplano producía un 18% más de carga aerodinámica con la misma resistencia que un ala normal. [4] Por el contrario, se podrían alcanzar niveles iguales de carga aerodinámica para una resistencia significativamente reducida con esta ala "Red Baron".
En 2009, la parrilla de Fórmula 1 se vio envuelta en una polémica. El culpable fue el llamado difusor de dos pisos introducido al principio por Brawn GP , WilliamsF1 y Toyota Racing , pero luego utilizado por todos los equipos. Estos tres equipos habían aprovechado una laguna en las reglas que permitía más volumen en el difusor. Las reglas establecían que el difusor debía comenzar en un punto alineado con la línea central de las ruedas traseras. La laguna permitía agujeros en los bajos, perpendiculares al plano de referencia (no visibles como un agujero cuando se ve directamente desde arriba), que alimentaban un canal difusor que estaba encima del difusor principal. Esto aumentó considerablemente la carga aerodinámica disponible y valió aproximadamente medio segundo por vuelta, según Mike Gascoyne . [5] Los equipos decidieron permitir los difusores de dos pisos nuevamente para 2010. Sin embargo, para 2011, el Grupo de Trabajo Técnico de Fórmula 1 decidió prohibir los difusores de múltiples pisos. [6]
Como la parte delantera del coche frena el aire sin difusor, este es el lugar ideal para una entrada. Aquí se utiliza comúnmente un divisor , que sirve para aumentar la cantidad de carga aerodinámica en la parte delantera del automóvil. La corriente de aire se estanca sobre el divisor mediante una presa de aire, lo que genera un área de alta presión. Debajo del divisor, el aire se redirige lejos de la zona de estancamiento y se acelera, lo que hace que la presión baje. Esto, combinado con la alta presión sobre el divisor, crea carga aerodinámica. Cuanto mayor es el área del divisor, más carga aerodinámica se genera. En la mayoría de los autos de carreras de ruedas cerradas, la parte inferior del divisor se integra suavemente con la bandeja inferior, creando un gran plano que es impulsado por el difusor trasero. Algunos autos de carreras, como el Toyota GT-One , usan un difusor adicional inmediatamente detrás del divisor para ayudar a crear más carga aerodinámica. [7] El aire extraído por este difusor sale a través de las rejillas de ventilación situadas en los pontones o encima del coche, alrededor de la cabina.
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