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

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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 a pieno i motivi.

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Tutto il materiale presente negli articoli della rubrica “Telemetria” è protetto da Copyright. La PI Research ha autorizzato Ralph DTE ed i siti del Gruppo Ralph DTE, 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. E’ vietata la riproduzione del materiale mostrato negli articoli “Telemetria” e del materiale presente in generale sul Blog Ralph DTE. E’ tuttavia possibile, solo per il ”nostro materiale”, contattarci per poter avere informazioni e richiedere dei permessi di utilizzo.

Ringrazio personalmente:

• Il mio caro amico “Giorgio”  per la gentile concessione della sua Telemetria.

• La PI research per i dati concessi ed il prezioso contributo al chiarimento di alcune nostre domande.

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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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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“.

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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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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.

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“.

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Rubrica: Telemetria (sensori di velocità)

Titolo o argomento: Esempi di utilizzo dei sensori di velocità

Come promesso nel precedente articolo della rubrica “Telemetria” vi mostriamo tre particolari casi in cui i sensori di velocità delle ruote risultano essere fondamentali per l’ottimale messa a punto di un veicolo da corsa.

Nella prima schermata vediamo la velocità delle ruote posteriori di una vettura di formula dotata di controllo di trazione. Il tratto di grafico si riferisce all’ingresso, la percorrenza e l’uscita da un curvone che va preso in accelerazione piena sin dall’inizio. Questo vuol dire che nel passaggio tra il rettilineo ed il curvone non si alza (o non si dovrebbe) il piede dal gas. Ecco cosa succede:

1. In ingresso curva la velocità delle ruote posteriori è di circa 184km/h (considerate che un leggero pattinamento c’è sempre).

2. All’altezza del centro curva la velocità delle stesse ruote è cresciuta ma non eccessivamente. Siamo a circa 194 km/h.

3. In uscita di curva la velocità si aggira intorno ai 214 km/h.

4. Poco dopo vediamo uno scalino nel grafico. Quello scalino poco sopra i 220 km/h sta ad indicare che è intervenuto il controllo di trazione. Un intervento leggero dovuto ad un pattinamento poco oltre il limite consentito dall’elettronica.

Nella seconda schermata vediamo un confronto tra la curva ed il setup appena descritti (in BLU) e la stessa curva con lo stesso veicolo ed il set variato solo nell’angolo dell’ala posteriore (in ROSSO). E’ stato ridotto il carico aerodinamico solo al posteriore (si ha quindi una minore incidenza dell’ala posteriore e una minore deportanza). Vediamo cosa succede con meno carico al posteriore nelle tre fasi precedentemente descritte:

1. In ingresso curva la velocità è leggermente superiore. Si tratta di appena 3 km/h in più.

2. All’altezza del centro curva le differenze sono già notevoli: 206 km/h contro i precedenti 194 km/h.

3. Infine in uscita di curva le velocità ritornano ad essere pressapoco le medesime.

Note

Analizzando solo la fase del centro curva è importante sapere se il pilota ha avvertito una sgradevole sensazione di perdita di aderenza, oppure se ha sentito scorrere meglio la vettura lungo la curva. I dati forniti dagli accelerometri presenti a bordo (vedi i precedenti articolo di “Telemetria”) saranno anch’essi molto importanti per avere ulteriori confeme. Tuttavia andrà valutato il comportamento della vettura anche nella percorrenza del resto del tracciato.

Nella terza schermata è possibile osservare il raffronto con un assetto molto scarico al posteriore. Un assetto volutamente sbagliato per far osservare come in assenza di carico sulle ruote posteriori, intervenga in modo più drastico il controllo di trazione. Il pilota affonderà comunque il gas (ma non è detto) e si affiderà all’elettronica. I tagli di potenza saranno incisivi e come vediamo dalla curva IN VERDE, il pilota perderà moltissimo tempo nonostante il gas sia tutto affondato. Questo dimostra come non è detto che un assetto più scarico offra la possibilità di girare più forte.

1. All’ingresso curva la vettura si inserisce a velocità più elevata. L’assenza di carico al posteriore inizia a far pattinare eccessivamente le ruote. Il controllo di trazione rileva l’errore e taglia l’alimentazione.

2. Durante il centro curva la velocità (con l’assetto eccessivamente scarico al posteriore) sarà di ben 10 km/h più bassa. Contrariamente a quanto si tende a pensare.

3. Uscita di curva: ormai il controllo di trazione è già in funzione e non sta smettendo di tagliare l’alimentazione in quanto come il mezzo riprende velocità, scivola nuovamente.

 Da questo articolo risale come sia importante la presenza dei sensori di velocità delle ruote su un mezzo da corsa agonistico e come sia importante che questi sensori dialoghino con la telemetria e con il controllo di trazione.

Copyright

Tutto il materiale presente negli articoli della rubrica “Telemetria” è protetto da Copyright. La PI Research ha autorizzato Ralph DTE ed i siti del Gruppo Ralph DTE, 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. E’ vietata la riproduzione del materiale mostrato negli articoli “Telemetria” e del materiale presente in generale sul Blog Ralph DTE. E’ tuttavia possibile, solo per il ”nostro materiale”, contattarci per poter avere informazioni e richiedere dei permessi di utilizzo.

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Rubrica: Il setup che fa impazzire -  livello base

Titolo o argomento: Le barre antirollio e gli effetti sulla loro regolazione

Le vetture da corsa più performanti sono dotate di barre antirollio sia all’avantreno che al retrotreno. Questo offre un’importante possibilità di intervento in più. Gli effetti della rigidezza delle barre antirollio si ripercuotono sul comportamento delle gomme e dell’intero veicolo.

Il compito della barra antirollio, come dice la parola stessa, è quello di ridurre gli effetti del rollio del mezzo (per sapere cos’è il rollio, l’imbardata, il beccheggio e il pompaggio: CLICCA QUI) durante la percorrenza delle curve.

Una barra antirollio più rigida obbligherà il gruppo ruota-sospensione a rispettare il più possibile gli angoli caratteristici impostati; primo tra tutti il Camber o Campanatura. Significa che le gomme manterranno anche durante gli sforzi maggiori l’angolo impostato di inclinazione rispetto alla retta verticale perpendicolare al suolo (è bene considerare sempre una sorta di oscillazione, seppur minima, che cambia l’impronta di contatto a terra del pneumatico).

Questo fenomeno ha diversi tipi di conseguenze:

• Le gomme vanno in temperatura piuttosto velocemente

• Le gomme raggiungono temperature di esercizio più elevate

• Il veicolo risulta più preciso ma più scorbutico

• In caso di perdita di stabilità il veicolo è più facile da riprendere

• In caso di fondo sconnesso o bagnato il veicolo risulterà inguidabile

 Nel caso in cui ci troviamo ad avere (sia su un simulatore, sia nella realtà) un veicolo con barra antirollio sia all’anteriore che al posteriore,

ci comporteremo come segue:

• Una barra antirollio molto più rigida all’anteriore rispetto che al posteriore indurrà facilmente il sottosterzo nel veicolo che molto probabilmente rifiuterà di inserire l’anvantreno in curva.

• Vice versa se la barra antirollio anteriore è troppo morbida rispetto a quella posteriore sarà facile l’innesco del sovrasterzo.

• Ammorbidire eccessivamente la barra antirollio posteriore oppure indurire eccessivamente quella anteriore quindi produce lo stesso effetto? Il sottosterzo!?! Non è del tutto vero: si innesca senza dubbio il sotto sterzo in entrambi i casi ma con differenti effetti sulle temperature delle gomme e la guidabilità del mezzo. Quindi compiere o l’una o l’altra operazione non è esattamente la stessa cosa e bisogna sapere quando operare in un modo e quando nell’altro. Generalmente lo si fa controllando anche la temperatura delle gomme ed osservando quindi il modo in cui esse lavorano.

• Se una vettura sovrasterza e per ridurre tale effetto andiamo ad indurire la barra antirollio anteriore dopo aver constatato che le temperature all’anteriore erano buone o leggermente alte, non otterremo un effetto equilibrante sul mezzo bensì un ulteriore surriscaldamento delle gomme anteriori. (temperatura gomme)

E’ buona norma trovare un giusto equilibrio tra la rigidezza della barra all’anteriore e quella al posteriore, tuttavia non dipenderà solo da questo parametro il verificarsi del sotto-sovrasterzo. E’ importante notare che pur disponendo della corretta rigidezza delle barre tra anteriore e posteriore si può incappare nello squilibrio del veicolo per altri motivi tra i quali troviamo:

• Lo sbilanciamento dell’incidenza degli alettoni (con diverse spinte a terra, ovvero carichi, tra avantreno e retrotreno).

• L’errata convergenza delle ruote anteriori/posteriori.

• L’errata campanatura delle ruote anteriori/posteriori.

• L’errata taratura delle sospensioni anteriori/posteriori in compressione, estensione, precarico.

• L’errata altezza della vettura da terra all’anteriore e posteriore.

• L’errata distribuzione delle masse.

• L’errata rapportatura del cambio.

• L’errato freno motore.

Questo significa che quando un’auto da corsa in pista non si comporta come noi vorremmo, l’abilità sta nell’individuare da dove arrivano le cause. Ottimi preparatori/costruttori sono proprio quelli che hanno talento nel trovare rapidamente soluzioni individuando la natura delle cause e indirizzando una elevata mole di lavoro nella giusta direzione.

Il prossimo articolo di questa rubrica chiuderà la serie LIVELLO BASE.  Questo gruppo di 7 articoli introduttivi (più il relativo RAPID RESUME) va compreso e testato con calma prima di iniziare l’approccio con gli articoli che verrano relativi al LIVELLO INTERMEDIO e quelli conclusivi del LIVELLO AVANZATO.

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

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Rubrica: Telemetria

Titolo o argomento: Sensori di velocità

ABS

Sulle nostre strade ormai quasi tutti i mezzi ne sono dotati, certo non per comunicare con una telemetria, bensì semplicemente per indicare alla centralina dell’ABS (quindi in frenata) se la velocità delle ruote si è ridotta o se si sono letteralmente bloccate favorendo l’innesco di pericolose sbandate. Ovviamente in caso di bloccaggio della ruota, il sensore velocità indica alla centralina che il pneumatico non sta ruotando e l’ABS interviene creando il famoso effetto di pompaggio (avvertibile anche sul pedale del freno) che impedisce alle ruote di bloccarsi aumentando decisamente la resa della frenata di un veicolo.

Controlli di Trazione

In altri casi i sensori di velocità si adottano per comunicare alle centraline dei controlli di trazione la differenza di velocità ad esempio tra le ruote anteriori e quelle posteriori o viceversa. Quando il valore di questa differenza risulta eccessivo, ovviamente uno dei due assi dell’automobile sta pattinando e la centralina del motore (che comunica con quella del controllo di trazione) interviene sull’alimentazione tagliando l’iniezione. Si tratta ovviamente dell’asse anteriore in caso di trazione anteriore come nella maggior parte delle utilitarie, oppure dell’asse posteriore nel caso delle più sportive.

Controlli di Stabilità

Infine nel caso dei controlli di stabilità, i sensori della velocità delle ruote, vengono adottati per rilevare la velocità di ogni singola ruota e far frenare in modo indipendente ognuna delle quattro ruote (comunicando opportunamente con l’impianto frenante) in modo tale da ripristinare una sorta di equilibrio in caso di macroscopici errori da parte dei meno esperti. Oppure nel caso in cui si viaggi su fondi particolarmente scivolosi come neve, ghiaccio, fango o foglie. Non assicurano la salvezza totale da errori ma aiutano non poco specie quando si è meno esperti.

Nel caso delle corse un sensore velocità ruota montato su ognuna delle quattro ruote ha una molteplicità di scopi che non sono altro che un mix di quelli sopra elencati. I dati relativi alla velocità di ogni ruota vengono riportati dalla telemetria su un apposito grafico grazie al quale è possibile confrontare tutti gli altri valori rilevati dalla telemetria stessa con la velocità che avevano le ruote in quel dato istante.

Un esempio nelle corse

Giusto per fare un esempio immaginate un curvone veloce da 250 km/h e immaginate che il pilota comunichi via radio che la sua vettura (di formula) in quel frangente sta accusando uno sgradevole sovrasterzo. Possiamo a questo punto effettuare delle verifiche per mezzo della telemetria. Nel caso in cui le ruote posteriori risultino eccessivamente veloci rispetto alle anteriori, ci troviamo nel bel pieno di un pattinamento molto probabilmente imputabile ad uno scarso carico aerodinamico sull’ala posteriore. Questo implica l’assenza di spinta a terra ed il conseguente pattinamento che innescherà un sovrasterzo con conseguenze poco piacevoli. Al contrario se la velocità delle ruote posteriori risulta rientrare nella norma, il sovrasterzo accusato potrebbe dipendere da un’errata taratura delle sospensioni in compressione ad esempio. Gli esempi fattibili sono realmente tanti e li analizzeremo in seguito sulle apposite rubriche che stiamo preparando in tema di: setup, dinamica del veicolo, prove pratiche di telemetria simulata…

Come funziona

Il sensore che vedete nella figura qui in alto non fa altro che leggere i denti di una ruota fonica. Che cos’è una ruota fonica? Ecco la definizione tratta da Wikipedia:

“Il principio della ruota fonica induttiva si basa sulla legge di Faraday dell’induzione: l’allontanarsi ed avvicinarsi delle prominenze (costruite in materiale ferromagnetico) causa una variazione del campo magnetico in prossimità del sensore detto “PICK-UP” (costituito da una spira collegata al terminale di rilevamento velocità) a cui segue una corrente indotta alternata (ad impulsi di tipo sinusoidale) che viene letta dal terminale (ad ogni impulso corrisponde una prominenza o “dente”).

La ruota fonica ottica (encoder) è invece costituita da un laser e da un sensore di ritorno che rileva il raggio laser riflesso: il materiale opaco assorbe completamente il laser mentre quello riflettente lo restituisce come riflesso, ad ogni passaggio da opaco a riflettente corrisponde un segnale che viene inviato al terminale.

La ruota fonica capacitiva, infine, molto usata per le rotelle di regolazione volume di nuova generazione (cioè quelle che possono girare all’infinito, senza fine corsa), è costituita da una ruota con dei piccoli denti a cui è collegata una linea elettrica. Il sensore “pick-up” è questa volta un semplice polo di contatto, che viene toccato dai denti in fase di rotazione. Ogni dente corrisponde ad una chiusura istantanea di circuito, con conseguente impulso elettrico, seguita immediatamente dalla riapertura del contatto. La frequenza con cui il circuito si apre e chiude (cioè il numero di impulsi nell’unità di tempo), viene letta dal terminale che calcola quindi la velocità in base al numero di impulsi in rapporto al numero di denti.

I terminali (generelmente elettronici) calcolano in base al numero di “denti” della ruota (magnetica-induttiva) o al numero di segmenti opachi e riflettenti (ruota ottica) la velocità angolare di rotazione della ruota e del perno ad essa vincolato.”

Nel prossimo articolo della Rubrica “Telemetria” vedremo un esempio grafico di telemetria e rilevamento della velocità delle ruote in una simulazione di un curvone veloce sia in presenza del giusto carico aerodinamico sia nel caso di errori di setup. Riporteremo le opportune schermate e tutte le curiosità dovute

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Ringrazio personalmente:

• Il mio caro amico “Giorgio”  per la gentile concessione della sua Telemetria.

• La PI research per i dati concessi ed il prezioso contributo al chiarimento di alcune nostre domande.

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