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giovedì 28 novembre 2013

Nel 2014 Ferrari e McLaren con la push rod all'anteriore

Sospensione anteriore Push rod Ferrari F150°Italia
E' già stato annunciato, durante il recente Gp del Brasile, che la McLaren, nella prossima stagione abbandonerà la sospensione anteriore pull rod la quale ha dato più problemi rispetto ai benefici che si pensavano in fase di progettazione.
Anche la Ferrari in vista del 2014 abbandonerà quasi certamente la sospensione pull rod all'anteriore per utilizzare lo schema classico push rod. Questo abbandono è dovuto al fatto che, in questa stagione, la sospensione anteriore è stata identificata dagli ingegneri di Maranello come il principale problema della monoposto soprattutto quando la Pirelli ha deciso il cambio di carcassa degli pneumatici.
I musi, come ben sappiamo, il prossimo anno saranno più bassi e la pull rod si potrebbe adattare meglio ai musi bassi rispetto a quelli alti utilizzati in questa stagione. Nonostante questo si è deciso di ritornare al classico push rod anche perchè con la pull rod, gli aerodinamici potrebbero avere problemi nella gestione dei flussi verso le bocche dei radiatori che saranno fondamentali per il coretto funzionamento della Power Unit.  

Circa 20 anni fa le sospensioni erano tutte pull-rod ed erano state introdotte da Murray. Erano una evoluzione delle sospensioni a bilancere. Con l'aumento della rigidità torsionale delle vetture, il bilanciere delle sospensioni diventava troppo flessibile per cui parte della componente elastica della sospensione veniva effettuata dal bilanciere stesso. E ciò è deleterio poiché non controllabile. Murray pensò di fare, allora, un bilanciere cortissimo. Il moto veniva dato da un puntone inclinato. Poiché un materiale che viene sollecitato a trazione non provoca flessione (entro certi limiti), un puntone inclinato dava alla sospensione molta più rigidità.
Ma dato il limite dato dal diametro del cerchione fissato da regolamento in 13 pollici, tale puntone non poteva essere inclinato più di tanto. A quel punto, si pensò di rovesciare il puntone e di alzare il telaio davanti al pilota. In questo modo, il puntone diveniva più inclinato e diminuiva ancora la componente di forza che genera flessione. Il tutto era aiutato dal fatto che a dall'inizio anni 90, le F1 avevano cominciato ad alzare la parte anteriore del telaio per motivi aerodinamici. Quindi la nuova soluzione push-rod si sposava perfettamente con tale esigenza.
Poco a poco tutte le Scuderie convertirono le sospensioni anteriori e posteriori in push-rod.
Ad inizio anni 2000 il progettista Amidji della Arrows fece ritornare la sospensione pull-rod all'anteriore. Questo era stato fatto per motivi aerodinamici. Infatti poiché un puntone sopporta meglio la trazione piuttosto che la compressione è possibile avere un puntone più piccolo in sezione in una sospensione pull. Questo avrebbe dovuto aiutare la penetrazione aerodinamica abbinato ad un muso più basso del solito. Ma la soluzione non ebbe successo e si ritornò alla push.
Anche la Ferrari nella stagione 2012 e la McLaren in questa stagione hanno optato per la pull rod all'anteriore esclusivamente per fini aerodinamici ma i benefici dati da questo sistema sospensivo sono stati praticamente nulli. Anzi, hanno creato parecchi problemi soprattutto nel trasferimento di carico tra anteriore e posteriore e anche "nell'elasticità" delle regolazioni.
Che cos'è e come funziona una sospensione?
Anzitutto, per “sospensione” si intende la cosiddetta “massa non sospesa“, cioè l’insieme di organi interposta tra suolo e corpo vettura (”massa sospesa”). Le sospensioni, in senso verticale, hanno il compito di assorbire le ondulazioni del terreno, le accelerazioni, di trasmettere al o dal suolo il peso, le azioni aerodinamiche, i trasferimenti di carico. In più hanno il compito di trasmettere, in senso orizzontale, al o dal suolo le azioni frenanti, aerodinamiche, motrici, centrifughe. In secondo luogo, le sospensioni mantengono e controllano l’assetto della vettura (ad esempio, l’altezza da terra del fondo rispetto al suolo). Le sospensioni, inoltre, interagiscono direttamente con il cinematismo dello sterzo e con gli angoli caratteristici (convergenza, campanatura, incidenza longitudinale e trasversale del fusello si sterzo, avancorsa, etc.), i quali non debbono variare in rollio, beccheggio, scuotimento e in ogni condizione di marcia.
Come funzionano le sospensioni?
La push-rod presenta un puntone, lavorante in compressione: esso trasmette il moto e collega la parte inferiore del portamozzo al bilanciere (o rocker) che comanda il gruppo molla-ammortizzatore o barra di torsione-ammortizzatore. La pull-rod, al contrario, presenta un tirante, il quale lavora in trazione ed aziona il gruppo molla-ammortizzatore o ammortizzatore-barra di torsione: esso trasmette il moto e collega la parte superiore del portamozzo al bilanciere (o rocker) che comanda il gruppo molla-ammortizzatore o barra di torsione-ammortizzatore.
Il tutto trova disposizione nel classico schema a triangoli sovrapposti. È prassi ormai generalizzata, da qualche anno, di installare due gruppi molla\barra di torsione-ammortizzatore anteriormente e posteriormente (in passato, era in uso anche il monoammortizzatore), interconnessi ad un terzo elemento, un terzo ammortizzatore preposto al controllo dell’altezza e dell’inclinazione della vettura rispetto al suolo. Questo terzo elemento, ereditato dalle vetture Indy (tanto per ribadire che non è la sola F1 ad esportare idee e tecnologia…), è stato introdotto per la prima volta in F1 da Alan Jenkinsnel 1994 sulla Arrows. A ciò, si aggiungano le sempre utili barre antirollio, dalle dimensioni assai ridotte.
La collocazione dei gruppi molla\barra di torsione-ammortizzatore è una delle differenze più evidenti tra push-rod e pull-rod. Il push-rod, il quale prevede un puntone e quindi la necessità di collocare i gruppi molla\barra di torsione-ammortizzatore sopra le gambe del pilota (vincolandoli alla scocca e collocandoli longitudinalmente o appena divaricati), ben si sposa con i cosiddetti “musi alti“, in voga in F1 sin dai primi Anni 90, sulla scia della rivoluzionaria Tyrrell 019. Il bisogno di liberare la parte inferiore del muso, affinché si faccia affluire una lamina d’aria più abbondante e meno perturbata verso il fondo vettura, è uno dei fattori che ha concorso, dagli Anni 90, ad abbandonare progressivamente il pull-rod all’anteriore, a favore del push-rod.
Il push-rod, inoltre, consente interventi di regolazione rapidi e meno complicati; è sufficiente, infatti, smontare la parte superiore della carrozzeria del muso per accedere ai gruppi molla\barra di torsione-ammortizzatore, operazione che, al contrario, richiede molto pià lavoro per un pull-rod.
Il pull-rod, dal canto suo, ha il pregio di ingombri assai ridotti, tanto per il tirante (la cui sezione è assai più sottile di un puntone push-rod) che per l’altezza generale dell’intero sistema, quindi con conseguenti benefici sul baricentro della vettura. Il pull-rod, infatti, consente di disegnare una aerodinamica assai pulita, affusolata e rastremata.
Schizzo di sospensione pull rod



Schizzo sospensione push rod







Cristiano Sponton

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