Setup, Telemetria e Dinamica del veicolo

9 ottobre 2009

Sensori di torsione

Rubrica: Telemetria (sensori di torsione)
Titolo o argomento: Sensori di torsione

I sensori di torsione vengono installati sulle vetture con elevate prestazioni per misurare il grado di torsione di alberi di trasmissione e, volendo, anche dei semi assi. Misurare come, ma soprattutto quanto, si torce un albero che trasmette un moto risulta di fondamentale importanza per comprendere se i materiali impiegati sono adatti a ricoprire egregiamente il loro compito. Possiamo capire durante l’arco di una gara come un albero di trasmissione si comporta sotto sforzo e specialmente in momenti critici. La peggiore situazione risulta essere la perdita di aderenza della vettura che causa un brusco aumento del numero di giri delle ruote, della trasmissione e del motore. In questi casi un albero di trasmissione può subire accelerazioni fino all’esasperato valore di 200g. Ma non solo, nel momento in cui il grip delle gomme sarà nuovamente disponibile, l’albero di trasmissione ed i semiassi subiranno una violenta decelerazione e, in un istante, riandranno sotto sforzo (torcendosi su se stessi) dovendo essi trasmettere elevate coppie motrici alle ruote che si oppongono rispondendo con l’elevata aderenza delle mescole ultratenere di cui sono composte.

Sensore

I sensori di torsione sono degli estensimetri e come tali (vedi anche i precedenti articoli della rubrica Telemetria; la casella “cerca è in alto a destra”) funzionano come tutti gli altri sensori di questa categoria, ossia trasformando una posizione in un segnale elettrico che verrà inviato ad un ricevitore ed infine al software del computer. Tale software provvederà a tracciare un grafico con punti e curve che cambiano comportamento in base alla tensione del segnale inviato.

I sensori vanno montati solidali all’albero su cui fare il rilevamento. Pertanto ruotano insieme all’albero di trasmissione che dovrà essere stato preventivamente pulito e preparato in officina. La sua superficie dovrà essere perfettamente liscia e cilindrica. I sensori verranno fissati a due diverse altezze dell’albero di trasmissione cosicché possano interagire tra loro e comunicare le loro posizioni relative al trasmettitore (anch’esso fissato sull’albero da controllare).

Trasmettitore

Copyright

La PI Research ha autorizzato il blog www.ralph-dte.eu ed i siti ad esso collegati, alla pubblicazione di parte del materiale messo a disposizione. E’ severamente vietato riprodurre il materiale presente in questa rubrica. Chiunque pubblicasse su altri siti, forum o blog tale materiale, andrà ad incorrere in problemi legali dei quali non siamo responsabili.

Ringrazio vivamente:
Il mio caro amico “Giorgio” per la gentile concessione della sua telemetria.
La PI research per i preziosi dati concessi.
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Sensori per l’aerodinamica: Calibrare il tubo di Pitot
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Telemetria, accelerazione laterale e qualche dubbio…
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Sensori altezza vettura
Parentesi sui controlli attivi su un volante di Formula1
Sensori di torsione
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Sensori di spostamento: Un chiaro esempio: Estensione/Compressione
Interpretare le prestazioni del differenziale autobloccante tramite la telemetria

7 ottobre 2009

Relazione tra differenziale autobloccante e passo

Rispondendo a Enzo

Come abbiamo già espresso negli articoli inerenti i differenziali autobloccanti, su una trazione anteriore, bloccando sempre più il differenziale autobloccante in potenza ed in rilascio, si ha via via sempre meno inserimento ed un maggiore sottosterzo.

Enzo simulando tramite Live for speed il comportamento di una pepata vettura a trazione anteriore (modello UFR sul simulatore LFS) ci ha fatto notare che secondo lui la situazione sopra espressa non si è verificata.

Un ottimo spunto per effettuare ulteriori chiarimenti in merito 🙂

La situazione tecnica che abbiamo illustrato negli appositi articoli (i padroni della coppia 1; i padroni della coppia 2; i padroni della coppia 3; il setup che fa impazzire: il differenziale; ecc…) in realtà è prorpio vera. Tuttavia subentrano diversi fattori che possono influenzare quanto descritto depistando chi sta preparando un setup.

Nel tuo caso un fattore importante che ha giocato un brutto scherzo nella realizzazione del set è il passo. Si tratta della distanza che intercorre tra il centro delle ruote anteriori ed il centro delle ruote posteriori. La vettura che hai utilizzato per le tue simulazioni ha un passo molto corto.

Le vetture con passo corto hanno una minore stabilità ed una maggiore tendenza al sovrasterzo (in rilascio trattandosi di trazioni anteriori) specie in quelle situazioni in cui viene a mancare il carico sulle ruote posteriori. Un esempio chiaro è la frenata. Una vettura a passo corto non correttamente settata avrà una forte tendenza a trasferire i carichi all’anteriore e l’eccessivo allegerimento del posteriore conferirà all’intero corpo vettura una forte instabilità. Inoltre queste vetture, se prive di differenziale autobloccante, durante le forti accelerazioni hanno la tendenza a far ruotare il volante a destra e a sinistra. Questo viene male interpretato come situazione di sovrasterzo. Si tratta invece di instabilità nell’erogazione della coppia motrice. Un differenziale autobloccante riduce il fenomeno tanto più è bloccato ma allo stesso tempo riduce l’inserimento del veicolo che per vie traverse si recupererà modificando sospensioni e campanature.

Spesso si fa l’errore di andare a toccare prima il differenziale autobloccante e poi le sospensioni. In realtà dopo aver correttamente impostato l’altezza della vettura in modo tale che in frenata rimanga un carico utile sulle ruote posteriori, si può agire sulla taratura del differenziale autobloccante in potenza ed in rilascio e sul suo precarico.

Questo genere di auto vanno settate prima di tutto con una minore altezza del corpo vettura al posteriore. Successivamente si incrementa la percentuale di bloccaggio del differenziale (che in questo caso si trova all’anteriore) fino a far scomparire l’effetto sovrasterzante. Allo stesso tempo però ci dobbiamo rendere conto che stiamo riducendo la possibilità del veicolo di inserirsi agevolmente in curva. Pertanto prima di bloccare eccessivamente il differenziale (con tarature a mio avviso più corrette se molto simili tra loro nella potenza e nel rilascio) sarebbe opportuno trovare un giusto precarico per vie di tipo sperimentale e, solo infine, aggiustare le percentuali.

Pertanto una vettura a passo corto con un elevato rapporto potenza/peso seguirà comunque la legge secondo la quale il differenziale autobloccante all’anteriore più sarà bloccato e meno inserimento avrà il veicolo; tuttavia con un passo molto corto sarà necessario “ovviamente” ricorrere ad un maggiore bloccaggio proprio per compensare l’eccessivo inserimento elargito dall’intero autotelaio*. Gli unici casi nella realtà in cui si ricorre al bloccaggio totale dell’autobloccante sono particolari e rare gare in salita. In un campionato di gran turismo non succede mai nel 100% dei casi. Bloccare al 100% un differenziale su un simulatore implica una sorta di errore nel setup.

Viceversa in vetture a trazione anteriore con passo lungo (vedi il confronto in figura) , una maggiore stabilità ed una minore propensione all’inserimento, è per forza di cose necessario bloccare il differenziale solo quanto necessario evitando quindi eccessi (raramente si supera il 25-30% nelle corse vere con vetture a trazione anteriore e autobloccante).

*Vetture con elevate prestazioni (quindi a trazione posteriore) necessitano di un corretto equilibrio nella taratura del differenziale in potenza ed in rilascio. Questo permetterà di scaricare a terra la notevole potenza in modo corretto e ben distribuito. Il resto lo farà un ottimo telaio e delle ottime sospensioni, nonché una valida aerodinamica. Al contrario vetture minute con potenze elevate hanno bisogno di lavorare maggiormente “di telaio” questo perchè le performance offerte dal mezzo non sono al top ma è comunque divertente per i piloti portare oltre i limiti mezzi così piccoli e pepati… In questo caso è necessario ricorrere alle strategie più disperate per tentare di tenere incollato per terra un mezzo che non ne vuol sapere 😀

30 settembre 2009

Controlli attivi su un volante di Formula 1

Rubrica: Telemetria
Titolo o argomento: Il compito di ogni pulsante presente su un volante di F1
Il termine “computer” potrebbe persino essere riduttivo

Seguite la didascalia presente sull’immagine in basso e vi illustreremo le principali funzioni disponibili su un volante così avanzato. Settaggi che tra l’altro non vengono impostati solo ai box o al momento del via, bensì vengono corretti soprattutto durante la gara a mano a mano che il serbatoio va scaricandosi di carburante e le gomme iniziano ad usurarsi; ma non solo… Seguiteci 🙂

N.1 Speed Limiter. Il pulsante che attiva/disattiva il limitatore elettronico di velocità. Il pilota lo attiva poco prima della linea che delimita l’ingresso nella corsia box. Nell’istante in cui viene premuto, un dispositivo, provede a tagliare l’alimentazione e l’accensione al motore che viene momentaneamente tarato per non far superare gli 80 km/h alla vettura. Nel momento in cui il pilota lo attiva sta già frenando violentemente avendo ritardato il momento della frenata all’ultimo metro disponibile.

N.2 – N.21 Differenziale+/Differenziale-. Il pilota si serve di questi due pulsanti rispettivamente per aumentare/ridurre la percentuale di bloccaggio del differenziale elettronico. Nel momento in cui la vettura inizierà a manifestare tendenze sottosterzanti agirà sul tasto “Differential+” ottenendo un maggiore inserimento della vettura in curva sia in fase di rilascio (ingresso curva), sia in fase di accelerazione (uscita curva). Viceversa se la macchina, a serbatoio vuoto, dovesse diventare più nervosa ed iniziare ad anticipare le traiettorie impostate dal pilota, allora si agirà su tasto “Differential-” riducendo il bloccaggio e quindi l’inserimento della vettura.

N.16 Differential selective switch. Invece di agire tramite i tasti più e meno della funzione citata al punto sopra, il pilota può scegliere di richiamare particolari settaggi memorizzati in prova. Questo manettino rende più veloci le operazioni che il pilota esegue in pochi istanti mentre viaggia a velocità da brivido.

N.3 – N.20 Engine PUSH/Engine BREAK. Il pilota si serve di questi tasti per modificare a suo piacimento l’erogazione del motore. Se si accorge che il grip è elevatopuò permettersi di scaricare a terra in modo più rabbioso la coppia motrice disponibile. Viceversa in condizioni di scarsa aderenza (un tratto di pista sporco o bagnato) può ottenere un’erogazione più tonda e morbida.

N.6 Engine PUSH Setting Switch. Come per il differential, anche l’erogazione del motore ha dei parametri già impostati che risparmiano tempo e distrazioni al pilota. Ad esempio se inizia a piovere, il pilota, può passare direttamente al settaggio per l’erogazione sul bagnato senza passare per tutti i livelli intermedi.

N.4-N.19 Gear upshift/Gear Downshift. Le famose e adorate leve del cambio F1 che conoscete già tutti benissimo.

N.8 Traction control. Questo tasto permette di inserirlo/disinserirlo. Solitamente non si disinserisce se non in caso di avarie elettroniche. Nel momento in cui il pilota disinserisce il Traction Control deve sapere che non sta più guidando una F1 moderna, bensì una vettura alla René Arnoux e Gilles Villeneuve. Oggi però questo può rappresentare un serio problema in quanto le vetture vengono progettate in modo ancor più estremo tenendo conto della presenza del traction control senza il quale sono realmente inguidabili.

N.5-N.18 Traction control+/Traction control-. Due pulsanti che invece risultano più alla portata dei piloti in quanto permettono un maggiore/minore slittamento delle ruote motrici.

N.7-N.15 Clutch Lever. La leva della frizione si trova al volante.

N.9 Team info inLap. Tasto che richiama i dati forniti dal box in merito al giro. Permette di visualizzare sia gli intermedi del giro in corso, sia il tempo del giro precedente.

N.10 Burn out. Personalmente non conoscevo l’esistenza di questo tasto ma posso ipotizzare che si debba attivare per avere il massimo bloccaggio del differenziale qualora si voglia dare… un pò di spettacolo.

N.11 Multifunctional switch. Manettino completamente personalizzabile che può ospitare particolari richieste del pilota.

N.12 Lambda. Richiama i dati sulla carburazione e le temperature presenti agli scarichi. Il pilota può sempre sapere se è il caso di arricchire leggermente la carburazione.

N.13 Diagnostic. Permette di visualizzare le anomalie presenti nel mezzo. Perdite di pressione olio, errori, rotture…

N.14 Wing angle info switch. Le ali sono ora regolabili persino dal volante ed il pilota può scegliere di avere più o meno carico anche solo in brevi tratti della pista

N.17 Team Radio. Apre il contatto radio con il proprio ingegnere di pista.

N.22 Neutral. Mette rapidamente in folle la vettura.

N.23 Display page change. Visualizza i dati della pagina successiva programmata sul display del volante.

E’ importante notare che il pilota agisce su alcuni di questi controlli persino decine divolte al giro. Lo stesso Fisichella, che è un pilota esperto ormai da anni, approdato alla Ferrari per sostituire Massa, ha dovuto prendere più confidenza con il volante che con la vettura. Ne comprendiamo pienamente i motivi.

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Controlli attivi su un volante di F1

19 settembre 2009

Dinamica della moto: L’effetto inerziale

Rubrica: Dinamica della moto

Titolo o argomento: L’effetto inerziale

Il prodotto della massa di un corpo per la sua velocità definisce una grandezza che si chiama “quantità di moto”. Tanto maggiore è questo valore e tanto meno la traiettoria di un corpo sarà influenzata da forze esterne. In pratica prendendo velocità, con una moto o una bicicletta, la quantità di moto che si genera impedisce alla moto/bici di cadere lateralmente a meno che non intervenga una forza tale da poter incidere sull’equilibrio che si era venuto a creare.

Nell’immagine vediamo una moto (la prima in alto) che ha una velocità iniziale “Vi” di 100km/h. Una forza che agisce lateralmente genera una variazione di velocità laterale “dV”. I moti si compongono. Per cui la risultante delle due velocità risulta essere “Vr”. L’angolo tra “Vi” e “Vr” è piuttosto ridotto. La direzione “del moto della moto” ha subito una variazione minima.

Viceversa la seconda moto, procedendo con una Vi inferiore, ha subito, dalla stessa forza laterale, una notevole variazione nella direzione del suo moto osservabile dalla maggiore inclinazione del vettore risultante delle velocità “Vr”.

Lo stesso identico concetto che abbiamo appena applicato alla velocità, lo si può applicare alla massa. Tanto maggiore sarà la massa e tanto minori saranno le possibilità che, una forte folata di vento laterale, vi possa spostare.

Con l’aumento della velocità e della massa, la moto manterrà più facilmente la sua traiettoria rettilinea.

Note

Un tale esempio serve a spiegare, da un punto di vista fisico, l’effetto inerziale. Ciò significa che non è un incentivo a non rispettare le norme del codice stradale. Infatti vedremo in seguito come questo esempio sia valido per la fisica ma assolutamente non valido nel “traffico” anche perchè, diciamoci la verità, quante probabilità ci sono di incontrare in moto abbondanti raffiche di vento? E anche se fosse, aumentereste la vostra velocità? O preferireste essere spostati ma poter far affidamento sui vostri piedi quasi appoggiati a terra a 20 km/h? 😀

Link

Vedi anche l’articolo “Grandezze scalari, grandezze vettoriali” dove trovi illustrate le caratteristiche di un vettore e gli esempi presenti sull’articolo “Cos’è un vettore“.

18 settembre 2009

Dinamica della moto (introduzione alla)

Rubrica: Dinamica della moto
Titolo o argomento: I primi effetti li scopriamo da piccoli

Quando da bambini iniziamo a fare i primi giretti in bici, inizialmente, utilizziamo un fondamentale aiuto: le rotelle.

Questo semplicemente perchè alla nostra prima esperienza sulle due ruote non conosciamo ancora gli effetti di alcuni fenomenici fisici importanti:

L’effetto inerziale
Gli effetti giroscopici
L’effetto raddrizzante dato dall’avancorsa della moto.

Tratteremo questi effetti, e molto altro ancora, in questa rubrica intitolata “Dinamica della moto” che verrà molto probabilmente accostata ora o in seguito da un’analoga rubrica riferita alla “Dinamica delle auto da corsa”.

dinamica moto

4 settembre 2009

Sensori altezza vettura

Rubrica: Telemetria
Titolo o argomento: Sensori altezza vettura (esempio a SPA)

Vengono utilizzati per rilevare in ogni istante l’altezza della vettura da terra. Hanno un ruolo fondamentale specie in quei tracciati che presentano importanti dislivelli. Vedi ad esempio spa francorchamps. In questo tipo di tracciati infatti è fondamentale che la vettura non arrivi al contatto del fondo scocca con l’asfalto per evidare pericolosi “spanciamenti” con conseguenti perdite di aderenza non governabili. I sensori di altezza rilevano accuratamente l’altezza che intercorre tra il fondo della vettura e l’asfalto della pista. Possono essere misurate distanze da pochi millimetri fino a 350mm. La risoluzione può andare dai 0,03mm ai 0,42mm ed una risposta del segnale di soli 900ms (millisecondi). Il segnale in uscita da questo tipo di sensori è ad un solo canale e può essere inviato ad un “data logger”. Solitamente, se si verificano errori durante le misurazioni, la trasmissione dei dati riparte nei successivi 200ms. Al contrario se gli errori nel rilevamento delle misure continuano, il voltaggio del segnale in uscita va a 0 Volt e l’ingegnere sa che deve procedere ad un controllo del dispositivo.

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2 agosto 2009

Esempi di funzionamento del differenziale (autobloccante) -1-

Rubrica: I padroni della coppia

Titolo o argomento: Esempio di funzionamento del differenziale (autobloccante) -1-

Introduzione. La comprensione del funzionamento e delle tarature di un differenziale non è così immediata ed intuitiva, ecco quindi il primo di diversi esempi che spero siano chiarificatori. La taratura (percentuale di bloccaggio) differenziata tra potenza e rilascio dell’autobloccante permette di avere due comportamenti differenti del veicolo (o meglio della trazione del veicolo) in due condizioni principali: mentre si dà gas (ed una delle due ruote motrici non ha il corretto grip) e quando si toglie il piede dall’acceleratore (e una delle due ruote motrici non ha il corretto grip). Vi è inoltre una terza situazione importante sulla quale è possibile intervenire grazie ad un ultimo parametro settabile (precarico): il transitorio tra potenza e rilascio (situazione tipica di: chicane, staccate, bagarre, slalom…). In questo esempio ipotizzeremo di avere un autobloccante (al posteriore) che in potenza si blocca al 40% ed in rilascio all’80%.

Fase di rilascio (bloccaggio 80%). Quando entreremo in curva ed il carico si trasferirà sulle ruote esterne alla curva, la ruota motrice interna alla curva tenderà a perdere grip e quindi a pattinare. La ruota motrice esterna alla curva invece disporrà del massimo grip. Si genererà pertanto un leggero sovrasterzo in quanto la coppia motrice verrà automaticamente trasferita alla ruota esterna alla curva (in questo caso alla ruota esterna potrà essere indirizzato fino all’80% di coppia motrice in più rispetto alla ruota interna) che naturalmente dispone di un maggiore grip. Questa differenza di coppia motrice tenderà a ruotare il veicolo attorno ad un perno immaginario posto ad una distanza compresa tra la ruota motrice esterna alla curva ed il centro della curva stessa. Noi sappiamo che più è alta la percentuale di bloccaggio in rilascio e maggiore sarà l’inserimento ottenuto in ingresso curva e quindi l’effetto sopra descritto. In casi estremi si giungerà ad un eccessivo sovrasterzo con possibile perdita del retrotreno. Se abbiamo preso bene le misure la vettura volerà all’interno della curva. Infine se sovrasterzerà troppo, torneremo ai box per passare la taratura del differenziale (in rilascio) dall’80% al 70%. Tale intervento sarà possibile sostituendo i mozzi di ancoraggio posti dietro ai planetari con altri che hanno le rampe più ripide (sul versante sul quale premono gli alberini dei satelliti in fase di rilascio). Vedi i link di approfondimento in basso.

Fase di potenza (bloccaggio 40%). Nella fase di uscita dalla curva potremo poi spalancare il gas in quanto il carattere, leggermente sottosterzante (impostato con una minore percentuale di bloccaggio rispetto alla fase di rilascio), ci aiuterà ad aprire prima e più a fondo. Ricordiamo che più è alta la percentuale di bloccaggio e maggiore sarà l’inserimento (fino al sovrasterzo) e, più è bassa la percentuale di bloccaggio, e minore sarà sia l’inserimento (fino al sottosterzo) sia la stabilità del veicolo. Un bloccaggio in potenza del 40% si traduce in una differenza di coppia motrice (a favore della ruota con maggiore grip) del 40%. Questo significa che si può arrivare, in potenza, a distribuire la coppia motrice nelle seguenti parti: il 70% alla ruota con maggiore grip ed il 30% alla ruota che tende a pattinare. La somma di questi valori dà il 100%, la differenza dà il 40% ovvero il valore di bloccaggio impostato. Il 100% corrisponde alla coppia motrice disponibile alla coppia conica ossia nell’ultimo settore della trasmissione prima del differenziale. Anche per modificare la percentuale di bloccaggio in potenza si interverrà sui mozzi di ancoraggio posti dietro ai planetari. Per la potenza vale la medesima regola del rilascio. A rampe più ripide corrispondono minori bloccaggi ottenibili, mentre a rampe meno ripide corrispondono bloccaggi via via più elevati. L’inclinazione ed il disegno della rampa (che può essere delineata da una retta o da una curva) decide anche la progressione con la quale si raggiunge il bloccaggio.

Transitorio. Nel frangente in cui si passa repentinamente dal dare gas al toglierlo, per avere un veicolo più stabile, si può ottenere un precarico del differenziale inserendo nel suo schema due molle a tazza (una per frizione). Queste tengono innestate di un tot le frizioni a lamelle. Sostituendo tali molle si ottengono precarichi maggiori (se si necessità di stabilità – percorsi tortuosi, ricchi di cambi di traiettoria a velocità sostenute) o minori se si desidera un mezzo più agile ma meno stabile.

Conclusioni. Rimane da sottolineare che i valori citati sono puramente indicativi in quanto ogni vettura ed ogni pilota (e quindi ogni stile di guida) necessitano di specifiche tarature che vanno ricercate collaudando a lungo. Importanti parametri di cui tener conto quando si setta un differenziale autobloccante sono anche i valori di apertura del gas (presi generalmente in riferimento alle curve più critiche del tracciato), i rapporti del cambio e quindi la marcia con cui entriamo che, nella maggior parte dei casi è sbagliata. Eh già perchè (i piloti professionisti già lo sanno) entrare in curva con il rapporto che ci da più motricità, è il modo esatto per girarci o per perdere tempo in quanto si è costretti a parzializzare l’apertura del gas. Si entra sempre con una marcia in più.

Link di approfondimento: Come funziona un differenziale autobloccante – Come si regola un differenziale autobloccante.

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

16 luglio 2009

Sottosterzo sovrasterzo -rapid resume-

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“.

13 luglio 2009

Rapportatura del cambio in un’auto da corsa

Rubrica: Il setup che fa impazzire – livello base

Titolo o argomento: Il cambio e la scelta migliore per i suoi rapporti
Premessa

Uno dei principali problemi che turbano i piloti in ogni corsa, è la giusta scelta dei rapporti per affrontare al meglio il tracciato. Vi è un metodo per ottenere buoni risultati, esso consiste nel considerare il sistema: rapporti al cambio – rapporti al ponte – circonferenza ruota. Lo scopo di effettuare precisi conteggi, evitando quindi di andare a caso allungando qua, accorciando là, è quello di riuscire a sfruttare il motore nell’arco di utilizzo per il quale è stato progettato.

Rapporto finale

Generalmente il metodo più semplice si basa sul partire dall’alto. Ciò significa che si ipotizza la massima velocità che si desidera raggiungere e poi si effettua la spaziatura di tutti i rapporti a scendere.

Ma non solo! Il calcolo andrebbe eseguito considerando anche il carico di carburante che andrà utilizzato in gara ed il carico fornito dagli alettoni. Usare gli stessi rapporti della qualifica potrebbe non essere un’ottima idea per sfruttare al meglio il motore.

Scelta rapporti

La scelta dei rapporti intermedi tra la prima e l’ultima marcia andrà eseguita tenendo in considerazione principalmente il regime di coppia del motore e le caratteristiche del tracciato.

Distanza tra i rapporti

Avvicinare troppo le marce può rivelarsi la soluzione in apparenza migliore, ma che in realtà può portare a importanti perdite di tempo. Cambiare troppo spesso le marce, quando è possibile evitarlo, fa sì che ad esempio mentre vi trovate lungo un rettilineo di media lunghezza e, nel tentativo di avere più accelerazione, avete messo una quarta e una quinta più corte, effettuerete un cambio di marcia in più rispetto all’avversario che dispone di una quarta leggermente più lunga. Un cambio di marcia in più può costare fino ad un secondo e mezzo di perdita di tempo. Certamente in cambi sequenziali (quelli veri da competizione) hanno ridotto notevolmente i tempi di cambiata, tuttavia il disinserimento e inserimento della frizione, l’inserimento della marcia e la perdita in giri può costare ancora qualcosina. Si può iniziare a considerare favorevole inserire una quinta marcia (tanto per fare un esempio) lungo un determinato rettilineo di una pista, solo nel caso in cui questa venga tenuta inserita per almeno tre secondi. Ovvero per un tempo tale da far considerare vantaggiosa l’operazione. Se il rettilineo citato nell’esempio si potesse percorrere evitando la quinta, potreste trovarvi avvantaggiati. Queste ultime righe consideratele solo un indizio in quanto la vastità dei casi è tale da non rendere queste affermazioni sempre veritiere…

Una semplice formula

La seguente formula si legge: 0,06 per la circonferenza della ruota espressa in metri, per il numero dei giri del motore che stiamo considerando; tutto diviso il prodotto del rapporto al ponte per il rapporto al cambio. L’ultimo valore non esprime il numero della marcia inserita, bensì il rapporto tra i denti dei due ingranaggi che costituiscono la marcia presa in considerazione.

Formula per il calcolo dei rapporti del cambio

Il risultato di questa formula mi dà la velocità espressa in km/h
raggiungibile con il rapporto inserito.

Note finali

Abbiamo concluso con questo articolo il livello base della comprensione del setup di una vettura da corsa generica. Questa rubrica continua con il livello intermedio ed infine con quello avanzato. Si tratta di articoli rari, a mio avviso molto interessanti e dei quali si sente parlare poco nel web. Cercheremo di semplificare al massimo ogni tema, tuttavia la difficoltà sta per aumentare 😀

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

Sensore

Trasmettitore

Rispondendo a Enzo

Note

Link

Il risultato di questa formula mi dà la velocità espressa in km/h raggiungibile con il rapporto inserito.

Il risultato di questa formula mi dà la velocità espressa in km/h
raggiungibile con il rapporto inserito.