Rubrica: Il setup che fa impazzire – livello medio
Titolo o argomento: Effetti della regolazione delle molle nella realtà e su un simulatore
La regolazione del precarico implica una variazione di altezza del veicolo? E la variazione della rigidezza (carico)? Se desiderate ottenere subito una risposta a queste domande, ebbene le risposte sono: sì, la regolazione del precarico implica una variazione di altezza del veicolo. No la regolazione della rigidezza (carico) non implica una variazione di altezza del veicolo nella realtà ma solo su taluni simulatori di guida per la semplificazione di alcuni modelli fisici/matematici. Se desiderate sapere il perchè potete proseguire nella lettura.
Iniziamo da una frequente convinzione errata: non è vero che variando il precarico di una molla non deve variare l’altezza della vettura/moto. Non è altrettanto vero che variando il precarico si vari il carico della molla. Carico e precarico sono due cose distinte.
Il carico della molla dipende dal diametro della stessa, dal diametro del filo con cui è realizzata la spirale, dal numero di spire di cui è costituita la molla e, ovviamente, dal materiale con cui è realizzata.
Il precarico non dipende dai fattori appena citati mentre, come dice la parola stessa, indica di quanto avete pre-caricato in condizioni iniziali la vostra molla. Ovvero quanto del carico che può reggere la molla è stato già applicato su di essa.
Se abbiamo ad esempio una molla con un carico (o rigidezza) di 100 kg/cm e se su di essa facciamo gravare una massa di 100 kg, tale molla si abbasserà di 1 cm. Se facciamo gravare su di essa una massa di 200 kg, tale molla si abbasserà di 2 cm e così via fino alla completa compressione e inefficacia del dispositivo.
Nel caso in cui l’ammortizzatore in questione sia dotato di ghiera di regolazione del precarico, noi possiamo agire sulla suddetta ghiera avvitandola verso la molla. Se comprimiamo la molla di 1 cm della sua lunghezza, con una taratura di 100kg/cm, avremo 100 kg di precarico. L’ammortizzatore tenderà ed estendersi (e quindi il veicolo tenderà a sollevarsi).
Se un veicolo (dotato di ammortizzatori con carico da 100 kg/cm) ad esempio ha una massa di 400 Kg e scarica ipoteticamente 100 kg esatti per ogni ruota allora, in condizioni normali, una volta tirato giù dal ponte dell’officina e appoggiato a terra, si abbasserà di 1 cm. Se invece i suoi ammortizzatori sono regolati con un precarico di 100 kg, quando questo verrà appoggiato a terra non si abbasserà del centimetro in questione ma, in condizioni statiche, manterrà lo stesso assetto che possiede da sollevato. Ciò perchè la molla non riceve una spinta tale da comprimerla e non deve quindi assorbire nulla. La forza di contatto passa quindi in modo diretto dal telaio al suolo e dal suolo al telaio senza che la molla faccia una piega. Diverso invece sarà il discorso (per ovvi motivi) nel momento in cui il veicolo inizierà a muoversi e a subire urti provenienti dalle irregolarità dell’asfalto o nel caso in cui semplicemente salga a bordo un pilota o venga fatto il pieno di carburante…
Ma sui simulatori…
Talvolta ci si chiede: “Allora come mai sui simulatori di guida commerciali (basati su una fisica tutto sommato vicina alla realtà) variando il carico degli ammortizzatori (e non il precarico) varia l’altezza della vettura simulata?” Ebbene il simulatore si limita a fornire risposte matematiche agli imput inseriti. Se su un dato veicolo di massa pari (ad esempio) a 1000 kg sono montati 4 ammortizzatori con 4 molle di un dato carico, variando il valore del carico, il simulatore non riprogetterà l’intera molla (diametri, spire, materiali, ecc…) ma si limiterà ad offrire una risposta matematica delle reazioni che si oppongono al peso del veicolo. Ne viene da sé che se si hanno inizialmente 4 molle da 250 kg/cm il veicolo (di massa pari a 1000 kg) si abbasserà di un centimentro ma se aumentiamo sul simulatore la taratura delle suddette molle il veicolo tenderà a sollevarsi perchè matematicamente occorre una massa maggiore per comprimere molle di un carico (o rigidezza) maggiore.
Mentre sui simulatori ogni parametro è regolabile con dei cursori, nella realtà possiamo regolare in modo analogico: precarico, frenatura in compressione e frenatura in estensione. Per il carico delle molle, invece, siamo costretti a smontare l’ammortizzatore ed a sostituire la molla in uso con un’altra di diverso carico (o rigidezza). Questo implica che si può ordinare ad una azienda una molla che abbia una determinata lunghezza, numero di spire, diametro del corpo, diametro del filo, materiale…
In conclusione se quello che cerchiamo è solo la regolazione dell’altezza, si agisce solitamente sul precarico mentre se quello che cerchiamo è una diversa resa della molla si agisce sul carico e si variano quindi i parametri della molla sopra indicati.
Maggiori approfondimenti alla sezione “Setting” della pagina “Motori“.
Come faccio a convertire i kg/cm con i kN/m? Sul simulatore Live for Speed la rigidezza (presumo sia delle molle) è indicata in kN/m.
Grazie 🙂
Sì, guarda per semplificare le cose intanto puoi passare ad esempio dai 100 kg/cm indicati nell’esempio dell’articolo a N/cm semplicemente moltiplicando il valore 100 per 9,8 (conversione da Kg a N). Quindi partendo da 100 kg/cm ottieni 980 N/cm.
Per passare poi da N/cm a kN/m, moltiplichi 980 per 0,001 (perchè un Newton è pari a 0,001 kN) e dividi per 0,01 (perchè un centimetro è pari a 0,01 metri) e quindi:
980 N/cm * (0,001/0,01) = 98 KN/m
Non so se è chiaro il metodo… Un po’ di matematica bisogna conoscerla perchè questo sia esattamente chiaro.
Diciamo che non ho fatto studi tecnici, quindi mi limito a fare la conversione da kg/cm a kN/m come mi hai indicato 😀
Ciao Raffaele. Praticamente la variazione di altezza che si ottiene modificando la rigidezza della molla è diciamo una “semplificazione”. Naturamente in lfs nn possiamo decidere la lunghezza delle molle quindi quando vogliamo modificare la loro durezza dobbiamo considerare che le molle abbiano una lunghezza standard e che naturalmente una molla più dura a parità di massa sosterrà meglio il peso tendendo la macchina più alta da terra.
Tu sai bene che un altro parametro su cui si può lavorare in lfs è la “riduzione altezza”. Anche su questa regolazione ci sono idee diverse…molti(io compreso)fanno un pò fatica a capire bene come come devono agire su queste regolazioni perchè sono secondo me un pò in contrasto tra loro. Molte volte vorrei avere delle molle più dure ma così facendo mi ritrovo automaticamente la macchina più alta e questo nn dovrebbe succedere anche perchè così facendo il lavoro diventa molto complicato perchè bisognerebbe compensare l’eccessiva altezza causata dalle molle andando a modificare la riduzione altezza che però non viene modificata in base alla rigidezza delle molle.
Insomma x essere un pò più chiaro: Se scegliendo una molla più dura ottengo un altezza maggiore,perchè la riduzione altezza o raggio di movimento rimane sempre lo stesso?????
Il fatto è che chi ha tradotto LFS in italiano non ha usato una terminologia perfettamente chiara. Quindi ad esempio quando si regola l’altezza del veicolo sull’avantreno ed il retrotreno non si sa bene se si sta intervenendo sulla corsa dello stelo dell’ammortizzatore o, semplicemente sul precarico. Probabilmente è più logico pensare che si stia intervenendo sul precarico. In tal caso tutto tornerebbe logico in quanto cambiando la rigidezza delle molle si può effettuare una correzione di altezza agendo sul precarico. Non so se mi sono spiegato bene.
Resta comunque il fatto che regolando l’altezza della vettura si può decidere se farle avere una tendenza maggiormente sottosterzante o sovrasterzante e si possono distribuire i carichi in modo favorevole rispetto al carico di carburante, la massa del pilota, ecc… Inoltre su un simulatore come LFS si può, premendo il tasto F, prendere visione delle principali forze agenti sul veicolo. Se un vettore tra quelli perpendicolari al piano, risulta rosso in condizione di frenata, accelerazione o durante un cambio di traiettoria, allora significa che senz’altro la rigidezza della molla è insufficiente o, se questa è corretta, è insufficiente la corsa dell’ammortizzatore e quindi si interviene sull’altezza.