Sul sito “ebikes.ca” trovate, oltre ad un’ingente quantità di interessanti contenuti tecnici (test, curiosità, suggerimenti, consigli, prodotti) inerenti il mondo delle biciclette elettriche (o eBikes), anche un simulatore decisamente utile e ben studiato: http://www.ebikes.ca/simulator

Si chiama “Hub Motor and eBike Simulator” e permette di testare virtualmente, e valutare, quattro fondamentali parametri relativi alle diverse soluzioni per “elettrizzare” la vostra bicicletta:

• la coppia svilupata,
• la potenza erogata,
• il carico,
• l’efficienza.

I dati che vengono forniti sono il risultato di decine di test effettuati, da parte degli autori del sito, su molteplici prodotti destinati alle ebike. Tra i principali parametri impostabili troviamo:

• la scelta del motore elettrico (HUB: il motore elettrico integrato nel mozzo della bicicletta),
• il tipo di pacco batterie,
• il controller.

Inoltre è possibile impostare:

• l’apertura dell’acceleratore (% potenziometro),
• il diametro delle ruote della bicicletta,
• il tipo di bicicletta,
• la massa complessiva (bici + persona a bordo + kit installato),
• il “grade” (o slope) ovvero la pendenza massima del percorso che prevediamo di affrontare.

Una volta scelti tutti i parametri desiderati sarà sufficiente agire sul tasto “Simulate” e, in un istante, apparirà il grafico che mostrerà le curve di coppia, potenza, carico ed efficienza della soluzione analizzata. Ma non solo! Sarà possibile cliccare sul grafico e selezionare una precisa velocità di crociera. A quest’ultima corrisponderanno specifici dati visualizzati su tre tabelle (posizionate sotto al grafico) che riporteranno importanti dati aggiuntivi, ovvero:

• dati numerici esatti del grafico (potenza, coppia, carico, efficienza)
• dati relativi all’impianto elettrico (intensità della corrente, tensione e potenza)
• deti relativi alla performance ottenibile (accelerazione, consumi, autonomia, eventuali surriscaldamenti)
  

Clicca per ingrandire

Non appena saranno stati valutati i primi parametri immessi, sarà possibile cliccare sulla voce “Open system B” per effettuare una prova comparativa con una soluzione alternativa. Questo permetterà di confrontare la reale utilità di differenti scelte.

Ogni parametro, visualizzato sul grafico, può essere attivato/disattivato tramite apposite spunte (le caselle di spunta sono posizionate sopra il grafico ed indicate da pallini).

clicca per ingrandire

Hub Motor and eBike Simulator è un’applicazione il cui motore di modellazione, gli algoritmi di simulazione di base ed il testo, sono a cura di Justin Lemire-Elmore. Il lavoro di codifica, per rendere quest’applicazione anche una “app” per il web, è frutto del duro lavoro di Zev Thompson e (più recentemente) anche di Michael Vass.

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E’ risaputo quanto i giovani (di recente anche i meno giovani) stiano frequentemente “appiccicati” al computer. Molti lo utilizzano anche come mezzo di evasione dalla realtà e amano soprattutto simulatori e videogames che riescano ad imitare, con buona approssimazione, situazioni reali. Ne sono un  chiaro esempio i simulatori di guida di auto, moto, mezzi pesanti, aerei, treni, imbarcazioni…

Il bello è che l’industra della meccanica e dei trasporti ha sempre più bisogno di personale qualificato che sappia utilizzare software di simulazione, allo stesso tempo però è importante avere una specifica preparazione tecnica. E’ necessario pertanto essere dei periti o degli ingegneri (meccanici, elettronici, informatici…) ed è altrettanto necessario saper maneggiare con destrezza software che permettono di effettuare sì delle simulazioni, ma da un punto di vista strettamente professionale ed allo scopo di  conoscere e migliorare un prodotto.

Pertanto, se il vostro desiderio è quello di essere pagati per utilizzare dei simulatori (trasformando quindi la vostra passione per i simulatori in un lavoro), sappiate che questo è possibile a patto di prenderla molto seriamente e metter mano e cervello sui libri. Aziende come Mechanical Simulation Corporation (www.carsim.com) concentrano il loro lavoro sulle simulazioni di guida (handling, sicurezza stradale, performance…) e sulle simulazioni per la progettazione e l’evoluzione dei veicoli, fornendo importanti strumenti alle aziende del settore automotive.

A sinistra un simulatore di guida professionale dotato del software “CarSim”. A destra i clienti di Mechanical Simulation Corporation che produce CarSim.

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BMW, Renault e Volvo mettono a disposizione interessanti proposte gratuite

Certo se siete abituati a Live for Speed, NetKar Pro, Rfactor o iRacing, potreste trovarli molto semplici ma sicuramente divertenti. Si tratta di versioni limitate (cedute gratuitamente ovviamente a scopo commerciale) con pochi circuiti ma che senza ombra di dubbio garantiscono una buona dose di divertimento se avete un po’ di tempo da perdere…

La BMW mette a disposizione un simulatore nel quale potrete provare il comportamento di guida della M3 E92. Non è male ma ci aspettiamo che lo aggiornino anche con nuove vetture proposte negli ultimi anni e, perchè no, anche con i miti del passato… Link

La Renault mette a disposizione un curioso simulatore di corse di camion. Sbizzarritevi! Link

Infine la Volvo mette a disposizione un simulatore in cui si può provare una divertente esperienza di guida tra il passato e il futuro. Sono infatti presenti diverse vetture tra le quali la vecchia Volvo 850 Station Wagon e l’ancor più vecchia berlina Volvo 240. Non mancano versioni superturismo della S40 e della S60 per proseguire poi con le più attuali Volvo C30 e le concept del futuro… La guida è decisamente divertente. Il realismo non è estremo ma gratuito. I dettagli sono tanti e le prestazioni decisamente intriganti. Il sottosterzo è un pelo troppo accentuato ma in compenso la spinta dei motori sovralimentati è notevole ed il sound eccitante con bei botti allo scarico in fase di rilascio e qualche sfiammatina dalla marmitta che non guasta… Link

Segnalateci altri simulatori delle principali case di auto, camion, mezzi pesanti o agricoli e li aggiungeremo volentieri a questo articolo

La concept car Volvo è riprodotta fedelmente in ogni dettaglio

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Simulare la guida dei camion per le strade dell’Europa

Eurotruck Simulator è un simulatore piuttosto interessante dal prezzo tutto sommato ragionevole che permette di provare le difficoltà della guida di enormi TIR per le strade europee. Le strade non sono riprodotte fedelmente altrimenti un viaggio durerebbe ore se non giorni ma trattandosi di una versione ancora iniziale, possiamo aspettarci notevoli miglioramenti e aggiornamenti delle mappe stradali e dell’ambiente cittadino. Viceversa i camion disponibili vengono simulati piuttosto seriamente. I dettagli delle motrici, dei rimorchi, dell’interno delle cabine, delle strumentazioni e del metodo di guida sono piuttosto realistici e divertenti così come il comportamento del traffico urbano e autostradale.

Si devono fare i conti con possibili problemi meccanici di motore, cambio, gomme, freni se non si guida nella maniera corretta, ma non solo… Vengono riprodotti diversi comportamenti climatici con pioggia, temporale, nevischio, nebbia. Anche la situazione di giorno e notte è riprodotta fedelmente. L’asfalto può diventare scivoloso all’improvviso e la guida si fa complicata (specie se avete un rimorchio agganciato).

La strumentazione è davvero completa. Ci sono il contachilometri, il contagiri, l’indicatore del carburante, la spia della riserva, l’indicatore della temperatura acqua, il cruise control, fari anabbaglianti e abbaglianti,  frecce, indicatori di pressione dell’impianto frenante, comando freno a mano, comando freno motore, computer di bordo con indicatore dei km percorribili, della velocità impostata sul cruise control, temperatura esterna, orario, chilometri totali percorsi…

Ricordate di rispettare le regole perchè infrazioni quali eccesso di velocità o attraversamento di un incrocio con il rosso, o viaggi senza soste per riposare vengono rigorosamente multate. Anche gli incidenti hanno costi assicurativi che incideranno sul vostro bilancio. Importante sarà, infatti, anche la vostra capacità manageriale nel riuscire a portare a compimento quante più consegne possibili (senza danneggiare la merce) con lo scopo di produrre un profitto tale da coprire le spese di manutenzione, carburante e imprevisti. Insomma potrete rendervi conto di quanto sia difficile guidare un TIR e quanto sia complicato amministrare ogni spesa ed ogni imprevisto cercando di rispettare i tempi delle consegne…

Eurotruck Simulator lo trovi qui.

Il bestione nell’immagine dispone di un motore V8 di ben 16000 c.c. in grado di erogare 620 cavalli e una spasmodica coppia di 3000 Nm a soli 1500 giri/min. Il cambio ha 14 rapporti ed il serbatoio tiene ben 900 litri di carburante…

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Rubrica: Il setup che fa impazzire - livello base

Titolo o argomento: Il differenziale elettronico

Soluzione base

In principio su alcune piccole utilitarie venne installato un sistema composto da differenziale aperto e sensori di velocità ruota. Tale soluzione, che non è da considerarsi più raffinata di un autobloccante, in realtà non fa altro che utilizzare le pinze freno in modo indipendente per frenare l’una o l’altra ruota motrice a seconda delle esigenze. Nel momento in cui una ruota perde aderenza, quest’ultima viene frenata in modo tale da riprendere aderenza e da permettere all’altra ruota motrice di trasmettere nuovamente “coppia motrice a terra”. Nel differenziale aperto infatti, se una delle due ruote motrici perde aderenza, l’altra si ferma creando possibili situazioni pericolose ad esempio su fondi bagnati o sconnessi. Pertanto frenando la ruota che non ha grip si permette all’altra di continuare a trasmettere trazione anziché fermarsi. La soluzione di base del differenziale elettronico è molto più economica di un autobloccante.

Soluzione E-Diff di Ferrari

Si tratta di un differenziale “autobloccante elettronico”, il bloccaggio non avviene secondo una percentuale predeterminata, bensì progressivamente. Si può persino arrivare al limite del 100% di bloccaggio. Il bloccaggio parziale o totale del differenziale avviene tramite attuatori elettroidraulici controllati da una centralina elettronica. Quest’ultima, sulla base delle informazioni ricevute dai sensori motore, sensori cambio, sensori sterzo, sensori freni, decide quando, e quanto, bloccare il differenziale. Tutto ciò permette di ottenere e garantire una maggiore motricità in fase di accelerazione, nonché una elevata precisione, stabilità e maneggevolezza in ingresso curva. Ed è proprio all’ingresso delle curve più tecniche che il differenziale viene completamente bloccato conferendo al retrotreno la massima stabilità. Nel momento in cui poi si allegerisce la pressione sul pedale del freno e si gira lo sterzo, il differenziale si apre gradualmente per limitare il sottosterzo e facilitare l’inserimento in curva. Quindi si riblocca parzialmente in modo da stabilizzare l’assetto. Infine, dal punto di corda, ossia dal punto in cui si ricomincia ad aprire il gas, il differenziale E-diff si riapre tutto e si mantiene pronto a chiudersi nuovamente qualora la ruota interna iniziasse a pattinare sull’asfalto.

Dynamic performance control di BMW

Immaginate di stare in canoa. Se mentre si naviga seguendo la corrente principale si intende girare a destra, si può frenare con la pagaia sulla parte destra. Questa è la procedura più usata dalla maggior parte dei programmi stabilizzatori elettronici. In alternativa, la pagaia può essere affondata con decisione a sinistra in modo da fare procedere la canoa in avanti e verso destra. Ecco spiegato il principio del Dynamic Performance Control. Esso consiste in un particolare differenziale sull’asse posteriore combinato con due riduttori epicicloidali e due freni lamellari a controllo elettronico. Questo sistema meccatronico unisce informatica, elettronica e meccanica. È in grado di elaborare dati complessi quali l’imbardata, la velocità della ruota, l’angolo di sterzata e la coppia motore reagendo in maniera mirata: se necessario uno di questi riduttori viene inserito nella catena cinematica attraverso i freni lamellari, distribuendo la coppia in maniera variabile e continua sulle ruote posteriori. Su richiesta questa distribuzione viene visualizzata dal computer di bordo. Il Dynamic Performance Control aumenta la tenuta di strada nelle accelerazioni in curva e assiste il conducente anche in caso di situazioni critiche come ad esempio doppi cambi di carreggiata. Prima della tendenza al sottosterzo o al sovrasterzo, la vettura viene mantenuta in carreggiata dalla ruota con il maggiore controllo laterale. La risposta più diretta dello sterzo aumenta sensibilmente comfort e sicurezza. Il differenziale elettronico di BMW è efficace anche in fase di decelerazione, quando il conducente toglie il piede dall’acceleratore e la vettura percorre una discesa con la frizione disinserita. Se le ruote posteriori si trovano su fondi con grip diverso, il Dynamic Performance Control migliora la trazione, fornendo una coppia maggiore alla ruota che presenta migliore aderenza. La differenza di coppia teorica massima tra la ruota posteriore sinistra e quella destra ammonta a 1.800 Nm. Questo apporta notevoli benefici alla stabilità del veicolo e alla trazione.

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

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Rubrica: I trasferimenti di carico -4-

Titolo o argomento: Ridurre il trasferimento di carico

L’effetto del trasferimento di carico di cui abbiamo parlato nelle prime tre parti di questa rubrica (Trasferimenti di carico parte 1, parte 2, parte 3) è dovuto principalmente alle accelerazioni, siano esse positive o negative, che sono legate all’aderenza fra ruota e terreno. All’aumentare del coefficiente di aderenza si avrà un aumento delle forze di accelerazione e di decelerazione ottenibili, valori che sono poi legati agli effetti di trasferimento di carico.

Si noti come l’accelerazione in un autoveicolo a trazione anteriore comporta possibili effetti di sottosterzo in curva e perdite di aderenza, invece una decelerazione produce una limitazione nell’azione direzionale e frenante del retrotreno, e migliora (in teoria) le caratteristiche di frenata e direzionalità dell’avantreno.

In un veicolo a trazione posteriore, invece, l’accelerazione produce un aumento di aderenza al retrotreno e una peggiore direzionalità dell’avantreno.

Per limitare il beccheggio si può operare un irrigidimento del sistema molla-ammortizzatore che  può tuttavia comportare perdite di aderenza; oppure si può limitare il fenomeno con un’opportuna disposizione geometrica dei bracci di ancoraggio alla scocca, che consiste in una sospensione detta anti-squat (anti-cabrata) nel caso si opponga all’alleggerimento dell’avantreno o anti-dive (anti-picchiata) nel caso si opponga all’alleggerimento del retrotreno.

In generale si tende ad adottare delle sospensioni dotate di un cinematismo che realizzi, durante l’escursione, una variazione di passo tale che durante la corsa si generi uno spostamento orizzontale della scocca nella direzione opposta al senso di marcia del veicolo. Tale movimento della scocca, per essere attuato, richiede una notevole quantità di energia, che viene ottenuta a spese di quella che genera il beccheggio.

Un esempio ultra raffinato di scooter dotato di sistema anti-dive: Italjet Dragster. Questo motorino oltre ad avere la “meccanica” in vista come oggi piace agli italiani, era il primo ed unico ad essere dotato di un raffinato sistema di sospensioni e di sterzo. Una performance di guida sopra la media era garantita persino ad un cinquantino. Pochi anni dopo dalla sua uscita furono messe in commercio anche versioni di maggiore cilindrata nelle quali meglio si poteva godere delle sue peculiarità. Come per tutte le cose molto tecniche ed estreme. Non fu capito dalla massa, oggi invece sarebbe molto apprezzato…

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Rubrica: I trasferimenti di carico -3-

Titolo o argomento: Il fenomeno fisico

Per trasferimento di carico si intende la variazione delle quote di peso gravanti sull’asse anteriore e posteriore del veicolo rispetto alla situazione statica: questo effetto è causato dalle accelerazioni e dalle decelerazioni che si generano durante il moto. In effetti si sposta la retta d’azione della risultante R fra il carico P e la forza d’inerzia Fi: il carico statico rimane infatti costante fra i due assi, mentre la forza d’inerzia, applicata al baricentro, genera un momento rispetto all’asse di beccheggio che carica un’asse e scarica l’altro. Si ha così una rotazione del baricentro la cui entità dipende dalla distanza del baricentro dall’asse di beccheggio, dalla flessibilità del sistema elastico e dal passo del veicolo. Si ricorda che l’asse di beccheggio è quell’asse trasversale al veicolo attorno a cui la scocca ruota durante i movimenti di beccheggio (accelerazione-frenata), tale asse si può determinare graficamente in funzione della geometria della sospensione. Gli effetti del trasferimento di carico possono venire valutati con la relazione:

T = (a Mh) / L

Dove:
“T” è il trasferimento di peso in N]
“a” è l’accelerazione in m/s2
“h” è l’altezza del baricentro in m
“M” la massa del veicolo in Kg
“L” lunghezza del passo in m

Continua…

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L’errore più comune , quando si regola l’assetto di un’auto da corsa, è quello di limitare il più possibile le soste ai box e, di conseguenza, modificare più parametri insieme. Niente di più errato! Che si tratti della realtà o di una simulazione il concetto è sempre lo stesso:

Spostare un solo parametro per volta e registrare tutti i precedenti set utilizzati e gli effetti che hanno prodotto. Questo permette senza alcun dubbio di verificare prima di tutto l’effetto che la singola modifica ha portato; in secondo luogo permette di tornare agevolmente indietro qualora la modifica risulti inefficace o peggio provochi una reazione negativa, inaspettata.

E allora perchè sposti tutti quei parametri al tuo setup? Perchè tutti insieme e spesso a caso?

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Rubrica: I trasferimenti di carico -2-

Titolo o argomento: Analizziamo una curva istante per istante

Nel momento in cui si percorre una curva in pista, lo si deve fare con una certa logica altrimenti si interviene più e più volte sul setup senza riuscire mai a trovare una soluzione oppure trovando una soluzione che ci soddisfa in una curva ma penalizza il resto del giro.

I piloti meno esperti ad esempio, quando si accorgono di aver frenato troppo presto prima di entrare in curva, danno nuovamente gas anche solo per un breve istante e poi provano ad entrare in curva*. Dico “provano” perchè accelerando in ingresso curva fanno solo danni al tempo sul giro.

Vediamo perchè.

Nel momento in cui si effettua la frenata, abbiamo detto nel precedente articolo di questa rubrica, la vettura distribuisce gran parte del carico sull’assale anteriore come è ovvio e intuibile del resto.

L’istante in cui si molla la presa sui freni va calibrato in modo sopraffino. Si tratta dell’istante nel quale andremo ad inserirci in curva. E’ bene che nell’ingresso in curva vi sia ancora una leggera tendenza della vettura ad avere un pelino di carico in più sull’avantreno e questo perchè così si favorisce l’inserimento della vettura stessa in curva.

Dare gas in prossimità o all’ingresso curva significa sbilanciare letteralmente il veicolo andando a reimpostare un maggiore carico al retrotreno. Questa situazione favorisce il sotto sterzo e l’usura anomala dei pneumatici. Quando si compiono questi errori e si soffre di sottosterzo non si ha sempre l’umiltà di riconoscere l’errore di guida e si chiedono modifiche al set che rovinano l’equilibrio della macchina.

Ovviamente nelle competizioni maggiori ciò non accade perchè i tecnici osservando la telemetria hanno la prova provata del momento in cui viene aperto il gas ed il pilota si deve arrendere alla realtà. Solitamente quando un pilota si ostina in presunzioni o a non ascoltare, viene ceduto ad altre squadre (generalmente minori) a fine stagione… ma questo è un altro discorso

Continua…

*Tale fenomeno si manifesta molto spesso anche nei simulatori di guida ove non si riesce ad avere, nonostante gli sforzi di chi li realizza, la percezione della frenata e dello spazio rimanente prima dell’ingresso curva…

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