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Momenti di Motorismo – Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Telaio

Posted by Raffaele Berardi on 17 aprile 2016

Rubrica: Momenti di Motorismo

Titolo o argomento: Brevi sfumature per gli appassionati di motori a combustione interna

Siamo finalmente arrivati a mostrare la parte inerente il telaio, essa effettivamente non c’entra nulla con il motore (o forse no?) e potevamo tranquillamente evitare di inserirla in questa rubrica, tuttavia il mio chiodo fisso consiste nel considerare il telaio più importante del motore al punto da richiedere una minore esasperazione di quest’ultimo se il primo è ben curato (nel caso di una preparazione) e ben strutturato (magari nel caso di un nuovo progetto).

Non servono a nulla tanti cavalli se non possono essere scaricati a terra e se destabilizzano il veicolo ogni qualvolta si “osa” un po’ di più nel tentativo di cercare di guadagnare qualcosina. In simili casi infatti la guida diventa oltremodo difficile e stressante, si sta sempre  in tensione quasi aspettando il prossimo errore da compensare e si affronta la guida con il perenne timore che un qualunque cambiamento delle condizioni (variazione della temperatura dei pneumatici, variazione di un carico a seguito del consumo di carburante, variazione della coppia motrice, variazioni del fondo stradale, variazioni di traiettorie, ecc.) possa amplificare gli effetti di tale errore portando addirittura ad una perdita totale di controllo.

Se mi concedete una breve digressione, apparentemente fuori tema, ricordo quando tre anni fa stavamo testando uno dei nostri primi prototipi di bicicletta elettrica ad elevate prestazioni. Ricordo che sulla versione SuperLight di Ralph DTE EBK l’anteriore si alleggeriva troppo e, tendendo al galleggiamento, rendeva pericolosi certi cambi di direzione in velocità. C’era il perenne rischio di perdere l’anteriore. Anche le frenate non sembravano convincenti, forse più per la suggestione, e mancava la fiducia nell’aprire il gas (acceleratore elettronico ride by wire) all’uscita dei tornanti o dal punto di corda in proiezione verso l’uscita della curva. Aumentare la potenza disponibile era per noi facilmente fattibile (e l’abbiamo fatto), così con badilate di gas nei rettilinei cercavamo di compensare quanto perso nell’uscita dalle curve. Ricorrevamo molto spesso anche ai pedali per dare “noi” in pedalata “l’assistenza” al motore elettrico ed aumentare l’accelerazione mandandolo in coppia massima prima (un motore elettrico disegnato per l’alta velocità, come un motore a combustione interna, perde qualcosina ai bassi). Il gioco è stato divertente finché il desiderio maggiore era più la scoperta, il testare, il capire, che la reale efficienza del progetto.

Appena assopita l’euforia è diventata viva più che mai la necessità di porre rimedio al problema della ciclistica e, pur capendo da dove potesse derivare il problema e come questo si potesse risolvere, siamo rimasti sorpresi da quanto abbiamo guadagnato una volta raggiunto il setting corretto. Non solo non occorreva più tutta la potenza e la coppia che prima richiedevamo all’uscita dalle curve (ottenendo così tra l’altro un enorme risparmio di energia, un aumento considerevole dell’autonomia nonché un importante contenimento delle temperature in gioco), ma entravamo molto più forte, scorrevamo tantissimo lungo le curve, aumentavamo gli angoli di piega, uscendo a velocità più elevate per il semplice motivo di aver aumentato la scorrevolezza e la solidità dell’anteriore. Dalla telemetria poi ci siamo anche accorti che in uscita spalancavamo quasi sempre il gas senza più parzializzarlo e che, solo con certi parametri del posteriore si rischiava una derapata che implicava una perdita. Le velocità in gioco erano decisamente più alte pur con un consumo energetico minore, il rischio di cadere inoltre si era praticamente azzerato. Il problema aveva origine negli angoli caratteristici della ciclistica e nella distribuzione dei carichi tra ruota anteriore e posteriore, una volta centrati quelli giusti ci è parso di guidare più una moto che una bici elettrica ad elevate prestazioni*.

Insomma, un mezzo che affronta una curva in modo stabile e bilanciato vanterà una scorrevolezza che gli permetterà di non perdere eccessiva velocità e di guadagnarne ulteriore, anche con azioni decise sul gas, senza che ciò comporti destabilizzazioni anomale. Il pilota, poi, sarà soggetto a minore stress e potrà guidare con maggiore concentrazione e minore sforzo fisico.

Tutte queste considerazioni i tecnici e gli ingegneri che operano nelle competizioni le conoscono benone, quelli resistenti a questa linea di pensiero sono più che altro i non addetti ai lavori i quali sovente, seppur profondamente appassionati, continuano con una certa ostinazione a ritenere prioritario il motore su tutto. Ma meno cavalli significa anche meno stress per gli organi, più affidabilità, più durata, più guidabilità, maggiori possibilità di conoscere il veicolo che si va a guidare e quindi più facilità nella scelta delle correzioni da operare (questo almeno nella fase iniziale). Si può invece iniziare ad incrementare la corposità dell’erogazione quando è ormai chiaro che tipo di telaio si ha, come funziona, come si regola e che intenzioni ha chi lo guiderà lungo le curve dei circuiti dedicati.

Continua…

*No, non abbiamo “snaturato” la bicicletta se è questo che può balenare alla mente leggendo. Sappiamo bene che molti, con le bici elettriche, lo hanno fatto. Noi no. Anche i modelli più esasperati che stiamo prototipando sono piacevoli alla guida come nella natura delle più normali biciclette di qualità. A tal proposito stiamo preparando un articolo specifico che verrà aggiunto tra i link correlati in basso.

Ringrazio per la preziosa collaborazione i miei amici e colleghi motoristi Giorgio e Peppe, nonché l’officina meccanica di precisione operante, da oltre 40 anni, nel campo delle rettifiche di motori stradali, da competizione ed industriali:

Ancona Rettifiche
S.s. 16 Adriatica Km 309,5
60027 Osimo (Ancona)
Tel: +39 071.710.82.10
www.testatamotore.com

Galleria fotografica

Le foto in basso raffigurano parte della componentistica installata sulla Ford Escort RS Cosworth della nostra rubrica ed alcune fasi della preparazione dell’avantreno e del retrotreno. L’hardware prevede tubi freno aeronautici, pinze freno maggiorate e con attacco radiale, ammortizzatori a gas regolabili, bracci delle sospensioni regolabili, silent block più rigidi, barre duomi anteriore e posteriore (non rappresentate in foto), distanziali e adattatori per le pinze radiali lavorati alle macchine utensili. Le ultime quattro foto, nello specifico, mostrano una vista d’insieme della componentistica installata all’avantreno ed al retrotreno.

Link correlati

Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Introduzione
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Rettifiche
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Assemblaggio
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Trasmissione
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Telaio
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Strumentazione
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Test
Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Video

Snaturare la bicicletta? Non in questo caso… | Video (Presto disponibile)

Tubi freno aeronautici Pinze freno maggiorate dotate di attacco radiale Ammortizzatore a gas e silent block Braccio sospensione regolabile Silent block Distanziale ruota e adattatore pinza lavorati alle macchine utensili Messa a punto dell'avantreno Ford Escort RS Cosworth - Meccanica in evidenza Ford Escort RS Cosworth - Preparazione retrotreno Ford Escort RS Cosworth - Preparazione retrotreno

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Sottosterzo sovrasterzo -rapid resume-

Posted by Raffaele Berardi on 16 luglio 2009

Rubrica: Il setup che fa impazzire –  livello base

Titolo o argomento: Sintesi dei parametri che influenzano sottosterzo e sovrasterzo

Una vettura può essere sottosterzante per i seguenti motivi

Ali. Ala anteriore troppo scarica o ala posteriore troppo carica o rapporto tra ala anteriore e posteriore squilibrato. Trovate la giusta percentuale di carico aerodinamico (ad esempio 33% ant – 67% post) e cercate di mantenerla in caso di grossi interventi sul setup volti al raggiungimento di velocità più o meno elevate. Una volta trovato l’equilibrio della vettura (che dipende da come le masse sono in essa distribuite: pilota, motore…) cercate di mantenerlo.

Campanature. Campanatura all’anteriore troppo elevata. Ogni pneumatico ha un range (in termini di angoli di campanatura) nel quale lavora al meglio. Questo significa che, disponendo di una campanatura negativa,  ci si può muovere in una o nell’altra direzione di un piccolo intervallo dell’ordine di qualche decimo di grado per far sì che il pneumatico abbia la migliore impronta di contatto a terra durante le curve più impegnative del circuito e non in rettilineo. Disporre di un’eccessiva impronta di contatto a terra durante il rettilineo, oltre a penalizzare le velocità di punta, fa sì che la gomma, in curva, lavori quasi esclusivamente sulla zona esterna surriscaldandola. Una campanatura eccessiva invece non garantirà che la parte più esterna del pneumatico riesca a toccare bene quando la vettura in curva andrà in appoggio su tale ruota sfruttando così meno pneumatico con le ovvie conseguenze che ne derivano.

Sospensioni. Vettura troppo bassa sull’assale posteriore o troppo alta all’anteriore (attenzione che non è la stessa cosa, l’altezza al posteriore potrebbe essere corretta mentre all’anteriore eccessiva o viceversa). Va ricordato che la vettura tende a scaricare un peso maggiore ovviamente nella zona più bassa. Dove questo avviene le gomme hanno una maggiore presa a terra che può arrivare, negli eccessi, a logorarle molto anticipatamente. Di seguito troviamo altri importanti fattori legati alle sospensioni che possono innescare un sottosterzo eccessivo: vettura eccessivamente bassa sia all’anteriore che al posteriore; ammortizzatori troppo teneri in compressione; ammortizzatori troppo frenati in estensione al posteriore. Corsa ammortizzatori anteriori troppo ridotta.

Per comprendere meglio questi concetti è importante riuscire a immaginare quanto segue: Nel momento in cui si accelera, il peso del corpo vettura si sposta posteriormente dove le gomme iniziano ovviamente a fare più presa. Questo va considerato quando si scelgono i valori di frenatura in compressione/estensione degli ammortizzatori ant/post e i valori di campanature e pressione gomme. Nel momento in cui va a frenare, si trasferisce il carico all’anteriore. Esso graverà sulle ruote anteriori tanto più gli ammortizzatori anteriori saranno teneri in compressione e quelli posteriori poco frenati in estensione. Se iniziamo a renderci conto del concetto di “trasferimento di carico” inizierà a sembrarci chiara l’utilità della frenatura in estensione degli ammortizzatori e delle giuste campanature e pressioni di gonfiaggio. Altrimenti potreste incorrere in gomme che si usurano troppo precocemente…

Differenziali

Trazione posteriore

  • La vettura sottosterza in ingresso di curva: Differenziale posteriore autobloccante con percentuale troppo bassa in rilascio.

  • La vettura sottosterza in uscita di curva: Differenziale posteriore autobloccante con percentuale troppo bassa in potenza.

 Trazione anteriore

  • Differenziale autobloccante con percentuale di bloccaggio troppo elevata. La maggior parte delle trazioni anteriori hanno la regolazione di un solo valore, questo vuol dire che non vi è la regolazione in potenza e in rilascio. Più si tende a bloccare il differenziale anteriore e più il mezzo si oppone alla sterzata

Barre antirollio. Barra antirollio troppo dura all’anteriore (attenzione che, come per gli alettoni, anche le barre antirollio anteriori e posteriori hanno un rapporto tra loro che va mantenuto. Alle basse velocità, dove le ali non influiscono, possiamo osservare il comportamento dinamico della vettura e se risulta neutro o leggermente sovrasterzante, abbiamo trovato il giusto compromesso tra barra antirollio anteriore e posteriore. Una volta trovato tale equilibrio, cercate di mantenerlo in seguito a successive variazioni di setup). Anche una barra antirollio al posteriore troppo morbida può produrre effetti sottosterzanti.

Gomme e Sterzo. Le gomme anteriori possono indurre il sottosterzo ad esempio quando non sono in temperatura o quando vi è una eccessiva campanatura. Anche le ruote posteriori possono contribuire al sottosterzo quando hanno una eccessiva convergenza positiva.

Errori di guida. Infine una frenata troppo ritardata o un ingresso curva a velocità troppo elevata possono portare ad un comportamento sottosterzante anche di un veicolo molto ben equilibrato. Errore tipico che molti piloti non ammettono di fare 🙂

E’ ovvio che a mano a mano che riduciamo il sottosterzo, ci avvicianiamo alla neutralità della dinamica della vettura (per un range molto piccolo) e proseguendo, ci troviamo un mezzo leggermente sovrasterzante. Esagerando nel ridurre il sottosterzo potremmo trovare un mezzo che sovrasterza eccessivamente facendoci perdere troppo tempo. L’equilibrio ottimale va trovato dal pilota in base alle proprie sensazioni di guida.

Maggiori approfondimenti alla sezione “Setting” della pagina “Motori“.

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L’altezza di una vettura da corsa

Posted by Raffaele Berardi on 2 novembre 2008

Rubrica: Il setup che fa impazzire –  livello base

Titolo o argomento: Altezza di una vettura e gli effetti sulla sua regolazione

Anche l’altezza della vettura è un parametro che se regolato solo da un lato (avantreno o retrotreno) da effetti anche sull’altro.

Qui l’esempio è molto più semplice che nei casi precedenti (vedi i link in basso). Una vettura più bassa dietro tenderà a scaricare più massa sulle ruote posteriori rimanendo più incollata all’asfalto con il retrotreno. Questo effetto, se troppo eccessivo, si ripercuoterà all’avantreno con sottosterzi irroneamente corretti dai più con un aumento dell’ala anteriore e il conseguente risultato di una vettura molto sbilanciata e di difficile comprensione nella guida.

Ciò significa che la differenza di altezza tra avantreno e retrotreno non sarà mai eccessiva, indipendentemente da che altezza complessiva abbia il mezzo.

Un veicolo troppo basso sul fronte, distribuirà qui la percentuale maggiore della sua massa e, oltre ad affaticare sospensioni e pneumatici anteriori in staccata, vi regalerà inefficienti sovrasterzi che si verificheranno già al primo accenno di inserimento in curva. inizialmente l’avantreno vi sembrerà solido ma, appena agirete sullo sterzo con più decisione, il retro del veicolo tenderà ad anticiparvi.

Regolare l’altezza del mezzo su un asse dell’auto va fatto tenendo conto degli effetti che avrà anche sull’altro asse. Evitate eccessive differenze di altezza.

Maggiori approfondimenti alla sezione “Setting” della pagina “Motori“.

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