Ferrari nel 2015 con la push rod all'anteriore? Ing. Erbetta spiega i possibili motivi di questo cambio di rotta... - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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Ferrari nel 2015 con la push rod all'anteriore? Ing. Erbetta spiega i possibili motivi di questo cambio di rotta...


In questo periodo di "pausa" in cui si parla esclusivamente di gossip, voglio riproporre un vecchio post del lontano 26 Giugno 2014 in cui, insieme all'ing. Erbetta, avevamo ipotizzato un passaggio alla sospensione push rod da parte della Ferrari per la stagione 2015. In questa stagione, abbiamo, noi di F1AnalisiTecnica, preferito rimanere in silenzio, aspettando le cose concrete da commentare e non lasciarsi andare, per avere qualche visita in più, nel  trattare indiscrezioni prive di qualsiasi fondamento. Le uniche indiscrezioni trattate, sui possibili cambiamenti sulla Ferrari 2015 le abbiamo trattate in quanto abbiamo avuto dei riscontri che sono arrivati direttamente dall'interno della fabbrica di Maranello.

Il post lo trovo estremamente interessante e potrebbe essere davvero utile se, come sembra, la Ferrari opterà per questo schema sospensivo nella zona anteriore della propria monoposto.

James Allison, attuale D.T sta lavorando già dall'inizio di questa stagione sul progetto della prossima stagione. Da quello che trapela, nel progetto 666, cambieranno tantissime cose rispetto alla F14 T. Il primo cambiamento sarà fatto sulla sospensione anteriore (finalmente) che ritornerà ad essere di tipo push rod visto che lo schema a tirante ha dato, in queste stagioni, più problemi che benefici.

Andiamo ad analizzare, attraverso l'aiuto dell'ingegnere meccanico Andrea Erbetta quali sono i problemi che la Ferrari ha riscontrato a livello meccanico in queste ultime stagione cercando di spiegare i motivi del ritorno allo schema push rod deciso da Allison.


"Guardando le foto dell'anteriore della Ferrari sono stato da subito incuriosito dalla disposizione dei vari elementi strutturali e dalla posizione dei relativi punti di fissaggio
alla scocca ed agli ammortizzatori.
La pull-rod è una sospensione ben nota tra quelle a quadrilateri articolati ma la sua adozione sulle F1 attuali, con le esigenze aerodinamiche di alettone anteriore, muso e sottoscocca, richiede che vengano affrontate diverse problematiche.

Pur trattandosi di una sospensione collaudata essa richiede adeguati spazi per funzionare al meglio ed essere regolabile per massimizzare il grip meccanico.
In particolare, la pull-rod Ferrari è caratterizzata dal fatto che l'elemento che connette il mozzo ruota agli ammortizzatori è disposto quasi orizzontalmente per ovvie ragioni di spazio.
Questo particolare ha concentrato la mia analisi dal punto di vista cinematico, cercando di capire quali fossero le fondamentali differenze rispetto ad una push-rod e ad una pull-rod dal layout più "tradizionale" (ossia con l'elemento di connessione più inclinato rispetto al terreno).
Ho così analizzato la variazione di angolo imposto alla leva di connessione all'ammortizzatore da parte del puntone (o tirante, nel caso di pull-rod) variandone solamente la posizione del fulcro della leva lungo la verticale.
Nelle figure mostrate ho analizzato, dal punto di vista puramente cinematico a parità di geometria di sospensioni (carreggiata, scuotimento ruota, bracci della leva di connessione puntone/tirante all'ammortizzatore) i tre casi:

- sospensione push-rod Mercedes/RedBull (Figura 1),

- sospensione pull-rod Ferrari (Figura 2)


- sospensione pull-rod tradizionale (Figura 3 - tipo anni '80, per intenderci).



Se si analizzano gli angoli di rotazione della leva di connessione all'ammortizzatore conseguenti ad un uguale scuotimento della ruota, si vede che l'angolo gamma relativo alla geometria tipo Ferrari è sensibilmente minore sia dell'angolo alfa (Mercedes/RedBull) che di quello delta di una pull-rod tradizionale. Si tratta di un'analisi piuttosto grezza, ma che mostra con efficacia come il layout possa influire sensibilmente sulla corsa all'ammortizzatore (la posizione e l'inclinazione di quest'ultimo sono indifferenti, le figure lo riportano solo per chiarezza).
Questo si riflette in una minor corsa imposta alla molla ed all'ammortizzatore (a meno di aumentare i bracci di leva in maniera considerevole peggiorando ingombri e pesi),
rendendo le regolazioni più complicate.
Mentre dal punto di vista cinematico (fatti salvi i problemi di ingombro sopra citati) queste problematiche potrebbero anche essere risolte, occorre poi considerare gli effetti dissipativi intrinseci della sospensione (attriti del cinematismo, specialmente negli uniball sotto carico) che, per scuotimenti molto piccoli della ruota, rendono ancor più difficili le regolazioni.

Perché Ferrari avrebbe scelto una architettura di sospensione tanto difficile da regolare? 
Le ragioni vanno ricercate, a mio avviso, ampliando l'analisi al beneficio che comporta questo layout in termini di posizionamento degli ammortizzatori.
Mantenere gli ammortizzatori verticali, davanti all'abitacolo (e non sopra, come si usa praticamente sempre nei sistemi push-rod per facilitare le regolazioni), permette di spostare verso l'alto la zona delle gambe del pilota innalzando di fatto l'intera cellula, e aumentando lo spazio offerto al sottoscocca per indirizzare i flussi aerodinamici.
Se Ferrari avesse utilizzato un pull-rod tradizionale, l'ingombro nella parte inferiore sarebbe stato eccessivo eliminando i vantaggi aerodinamici.
Fino al GP di Spagna del 2013, con le coperture Pirelli allora utilizzate, la sospensione Ferrari si era comportata tutto sommato bene; gli pneumatici adoperati nel seguito hanno invece mostrato tutti i limiti meccanici di questa soluzione con alti e bassi (a seconda del circuito, della mescola e del quantitativo di carburante) praticamente azzerando i benefici aerodinamici.
Ma allora perché non tornare ad una soluzione più tradizionale (push-rod) conformandosi agli altri team? Sempre a mio avviso, per motivi di costo: rifare la sospensione anteriore significherebbe cambiare significativamente la cellula dell'abitacolo per alloggiare il puntone in un'altra zona, cambiando profondamente anche l'aerodinamica. Probabilmente i già notevoli investimenti nello sviluppo della PU e il conformarsi alle novità regolamentari hanno drenato le risorse a tal punto da assumersi il rischio di correre anche quest'anno con la sospensione pull-rod, sperando di riuscire a ottenere regolazioni migliori sul campo sfruttando l'esperienza della stagione scorsa.
Sarebbe poi interessante, ma esula da questa analisi, verificare anche altri aspetti più generali legati al layout della sospensione Ferrari quali la posizione spaziale e l'inclinazione dell'asse di rollio della vettura per comprendere l'effetto (oggettivato dal distacco accumulato da Alonso nei primi giri rispetto a quello al traguardo durante il GP d'Austria) sulla monoposto del consumo di carburante. Quest'ultimo aspetto, infatti, andando a variare la posizione del baricentro e la distribuzione pesi ant/post, richiede una comprensione di come si collochi il baricentro rispetto all'asse di rollio per la determinazione dei fenomeni di "squat" in accelerazione e "dive" in frenata che permettono di aumentare la trazione e la capacità di inserimento in curva rispettivamente".

Cristiano Sponton

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9 commenti

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28 giugno 2014 12:45 delete

Molto chiaro mi trovo d'accordo con tutte queste considerazioni. Aggiungo due cose:
la prima riguarda il fatto che a inizio 2012 si imputavano dei problemi alla nuove sospensione connessa al telaio, perchè pare che mancasse rigidità alla scocca...probabilmente acuiti dalle regolazioni obbligate dalla nuove sospensione che muovendosi di meno ha probabilmente necessità di regolazioni "più dure".
La seconda riguarda un aspetto aerodinamico interessante: il tirante della sospensione Ferrari non appare tanto più sottile rispetto a quello cehli altre team con sospensioni a schema push, se andate a vedere la Arrows del 2000 (ultima monoposto prima del 2009 ad adottare nuovamente lo schema pull) vi accorgerete che all'anteriore il tirante della sispensione è quasi invisibile da quanto fosse sottile con ovvi vantaggi aerodinamici. Quello Ferrari al contrario, appare di spessore quasi "normale" per cui non sussistono a mio parere neppure dei grossi vantaggi aerodinamici per questo aspetto per lo meno.
L'unico vero vantaggio aerodinamico non relativo al posizionamento della scocca a mio parere, è l'eliminazione dalla zona portamozzo di un braccio della sospensione posizionato in basso, questo comporta probabilmente una qualche miglioria della qualità del flusso d'aria in basso nella zona ala-ruota.

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kroky78
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28 giugno 2014 20:39 delete

Tutti dicono che il presunto vantaggio aerodinamico del tirante è che dovrebbe essere sensibilmente più sottile del puntone. Io invece penso che, semmai, il presunto vantaggio aerodinamico sta nel fatto che il tirante della Ferrari è lungo circa la metà di un puntone avversario, più o meno a parità di sezioni, quindi offre comunque la metà della sezione esposta al vento rispetto al puntone, oltre che liberare la parte bassa del mozzo ruota migliorando i flussi verso il retrotreno.

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Anonimo
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30 giugno 2014 22:37 delete

Complimenti per l'ottimo articolo.
Ho solo una provocazione da fare:
potrebbe essere stato Alonso a richiedere questo tipo di sospensione dopo l'arrivo di Raikkonen?
Ricordo che gli articoli che parlavano della vettura 2014 dicevano che avrebbe senz'altro avuto la sospensione push rod all'anteriore poi verso dicemmbra tutto è cambiato!
In fondo Alonso conosceva questa sopsensione mentre Raikkonen no!

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Anonimo
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20 luglio 2014 23:29 delete

Anch'io penso che sia alonso il colpevole di questa sospensione.

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16 dicembre 2014 11:56 delete

Io invece credo che abbiano fatto questa scelta non perchè sia stato Alonso a cercarla, ma perchè volevano sfruttare le sue capacità per "domare" questo tipo di sospensione, sfruttando, quindi, il fatto che Alonso preferisce un assetto più sottosterzante ed avere poi dei vantaggi aerodinamici, la cosa, però, ha finito per penalizzare Raikkonen che ha esigienze totalmente opposte.

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16 dicembre 2014 17:49 delete

credo semplicemente, che in Ferrari abbiano soltanto sottovalutato il motore, pensando che fosse più importante l'aspetto aerodinamico, mentre come abbiamo visto tutti l'aerodinamica quest'anno ha contato molto poco. Le differenze macroscopiche tra motorizzati mercedes e non, sono legate alla PU, sia come prestazione massima, consumi e gestione dell'erogazione.

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16 dicembre 2014 22:04 delete

Da questo commento sembrerebbe che il problema della F14T sia stato solo il motore, eppure mi sembra che anche come aerodinamica e meccanica sia stata carente, soprattutto su questo secondo aspetto.

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Fabio
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17 dicembre 2014 08:55 delete

A parte i complimenti per l'ottimo articolo, in effetti il tirante ha una dimensione che a mio parere la dice tutta sull'errore di valutazione. penso che l'hanno dimensionato in questo modo per evitare la flessione del tirante stesso.
inoltre se guardiamo la sospensione Mercedes del nonstro connazionale Aldo Costa vediamo che è di una pulizia disarmante.

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