Diseño y proyecto de homologación de un cobertor tipo 'spider' para un Mazda MX5 NB.

Abstract

Este proyecto engloba todo el proceso de diseño y fabricación de un cobertor para un Mazda MX-5 NB, un vehículo biplaza descapotable. Esta pieza cubre el espacio entre asientos y maletero, zona donde se sitúa la capota cuando ésta está recogida. El diseño se divide en dos partes fundamentales. Por un lado, el diseño propio de la pieza, teniendo como referencia los vehículos deportivos ‘spider’. Por otro lado, la determinación del sistema de fijación a la carrocería del vehículo, diseñando aquellos anclajes que se decida fabricar de forma independiente. Tras realizar el diseño de la pieza y determinar el sistema de fijación, se realizó una selección de materiales del cobertor y de los anclajes traseros, siendo el poliéster reforzado con fibra de vidrio y el aluminio los materiales seleccionados respectivamente. Una vez seleccionados los materiales, se estableció el proceso de fabricación para ambas piezas. Tanto a la hora de seleccionar los materiales como al establecer los procesos de fabricación se han tenido en cuenta los costes y el peso, así como los requisitos de resistencia y acabado superficial de las piezas finales. De forma paralela se ha estudiado la legislación vigente para establecer un proceso de homologación para la pieza, estudiando también los requisitos necesarios para comercializarla como producto certificado. Adicionalmente, y para dar un enfoque más técnico al proyecto, se ha realizado un estudio sobre la influencia de una pieza de estas características sobre el apartado aerodinámico del vehículo. Este estudio se ha realizado empleando ANSYS Fluent, software de dinámica de fluidos computacional (CFD), estableciendo una comparativa entre un modelo que incluya el cobertor y otro que no. A la vista de los resultados, la instalación de un cobertor de estas características supondrá una mejora en el coeficiente de arrastre del vehículo, reduciendo así el consumo de combustible.

This project embraces the design and manufacturing process of a soft-top cover for a Mazda MX-5 NB, a roadster two-seater. This part covers the space between the seats and the trunk, space were the soft-top rests when the vehicle is open-roofed. The design is divided into two key parts. On one hand, the design of the cover itself, taking as a reference the spider sports vehicles. On the other hand, the establishment of the fastening system with the car body, designing those attachments that are determined to be self-manufactured. When the part and fastening system design is finished, a material selection was made for the cover and the rear end locks, choosing polyester reinforced with fiberglass and aluminum respectively. After selecting the materials, the manufacturing process associated to each part was established. Both for the material selection and the manufacturing processes were made considering the related costs and weight, as well as the resistance and surface finishing constraints. Beside this process, the current legislation was studied in order to establish the homologation process for the cover, as well as the necessary requirements and process to sell the cover as a certificated product. As an addition, an aerodynamic study has been made referring to the influence that a cover of this type has over the aerodynamics of the vehicle. This study has been made using the ANSYS Fluent software, a computational fluid dynamics (CFD) application, setting up a comparison between a model that includes the cover and other model that does not include it. After making this study, it can be determined that the installation or this cover will imply a reduction of the drag coefficient, contributing with a fuel consumption rate reduction.