MERCEDES 2016: parola d'ordine "evoluzione" - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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MERCEDES 2016: parola d'ordine "evoluzione"

Dopo aver trattato il più dettagliatamente possibile il lavoro che stanno svolgendo Ferrari, Honda e per ultimo, non in fatto di importante, Toro Rosso, è il momento di dedicare il giusto spazio anche ai bi-campioni del mondo, la Mercedes. E' una ovvietà sottolineare come la scuderia tedesca si presenti al via della nuova stagione di Formula 1, come il Team da battere con la vettura da battere.


IL TELAIO VERRÀ ALZATO COSI COME LA POSIZIONE DI GUIDA
Le notizie che trapelano riguardanti la scuderia anglo-tedesca come penso avete potuto notare sono pochissime ma nonostante questo, siamo riusciti ad avere qualche utile indiscrezione.


La W07 Hybrid verrà presentata direttamente sul circuito di Barcellona, anche se è probabile che possa effettuare un veloce shakedown sul circuito Silverstone poco prima del 22 febbraio, giorno in cui inizierà il vero e proprio pre stagione 2016. La nuova vettura anglo tedesca sarà una monoposto che si discosterà  (ma non troppo) dalle precedenti soprattutto nella zona anteriore, in quanto, il telaio della W07 rispetto alla W05 e alla W06 verrà alzato e sarà portato al  limite dei 625 mm concessi dal regolamento tecnico. Questa soluzione comporterà l'utilizzo molto probabilmente di un vanity panel nella parte bassa del telaio in quanto nella parte bassa il telaio dovrà avere un'altezza massima di 525 mm misurati rispetto al piano di riferimento. Questa particolare soluzione permetterà di aumentare il volume d'aria da destinare alla parte centrale e posteriore della vettura con la possibilità di un incremento del carico aerodinamico generato dal corpo vettura.
Ovviamente modificando l'altezza del telaio, cambierà anche la posizione di guida del duo Rosberg / Hamilton. 

Schizzo scalino zona bassa telaio


UN MUSO EVOLUTO, NON RIVOLUZIONATO
All'anteriore anche il muso subirà delle modifiche; il naso manterrà la filosofia portata in pista dalla W06 2015 anche se sarà più stretto rispetto a quello che eravamo abituati a vedere nella passata stagione e di conseguenza, per poter rispettare il regolamento tecnico, sarà essere leggermente più alto. Apportando tali modifiche al muso i tecnici del Team tedesco stanno cercando una migliore pulizia aerodinamica dei flussi in uscita dalla parte centrale dell'ala anteriore che andranno ad interagire dapprima con i turning vanes e poi con la parte centrale/posteriore della vettura.

Ricordiamo per chi non ne fosse a conoscenza che il regolamento nella zona anteriore è rimasto invariato rispetto a quello del 2015.

I punti principali da considerare e rispettare sono:
  • L'area misurata, 150 mm davanti al punto FWCL, deve essere non superiore ai 60.000 mmq 
  • 150 mm dietro l'estremità del muso la sezione deve essere non inferiore ai 20.000 mmq 
  • Questa seconda sezione deve avere una larghezza massima di 330 mm. 
  • Entrambe le sezioni trasversali devono essere simmetriche rispetto alla linea centrale 
  • La punta del muso deve essere a 850 mm rispetto al FWCL e deve presentare una sezione di 9.000 mmq 
  • L'estremità del muso dovrà essere compresa tra un'altezza di 135 mm e 220 mm rispetto al Piano di Riferimento
  • La punta deve essere non più larga di 140 mm
Tornando al sodo, la versione definitiva del muso 2016 potrebbe non essere introdotta nei test di Barcellona, ma solo nelle primissime gare del campionato del mondo.


IL TERZO ELEMENTO DELLA SOSPENSIONE ANTERIORE SARA' IDRAULICO
Un'altra area di lavoro su cui si sono focalizzati molto gli ingegneri del team della stella a 3 punte già sul finire della passata stagione è la sospensione anteriore; stiamo parlando del terzo elemento della sospensione anteriore che sulla W07 sarà completamente idraulico ed andrà a sostituire quello più classico utilizzato nella scorsa stagione, che per precisione era comunque comandato idraulicamente. 

Il lavoro svolto dai tecnici del team tedesco a quanto ci è stato detto, è stato piuttosto certosino poiché gli spazi dove solitamente viene posizionato il terzo elemento della sospensione anteriore sono minimi. L'ingombro di alcune soluzioni pensate e dimensionate non ne permettevano proprio fisicamente l'installazione sull'anteriore della W07. Solitamente in questa tipologia di elemento si utilizza un'accumulatore dotato di serbatoio metallico a membrana o a pistone caricato di azoto prima dell'utilizzo, e che durante il funzionamento (con fluido idraulico nell'impianto) aumenta la sua pressione anche fino a qualche centinaio di bar.
Un sistema di questo tipo offre il vantaggio di una notevole compattezza nella zona dell'ammortizzatore (che può diventare anche estremamente piccolo in dimensioni) se l'elemento elastico viene "delocalizzato" in un'altra zona. Tale sistema è già stato utilizzato dalla Mercedes nelle ultime gare del 2015 come test per incamerare dati in vista del 2016,  anche se la versione 2016 sarà una ulteriore evoluzione. 


POWER UNIT: MERCEDES CONTINUA L'AFFINAMENTO DELL'HCCI PLUS
Anche per i meno esperti è molto chiaro che la storia dei motori ci parla principalmente di due distinte tipologie: 
  • ad accensione comandata (i classici motori a ciclo Otto od impropriamente chiamati a “benzina”)
  • ad accensione spontanea (i classici motori Diesel)
Da un punto di vista teorico, i motori Diesel presentano valori di rendimento più elevati dei motori ad accensione comandata, oltre a non essere caratterizzati da forti penalizzazioni in termini di rendimento ai carichi parziali tipiche dei motori ad accensione comandata. Ma solitamente sulle vetture sportive sono installati motori ad accensione comandata, i motori benzina.

Mercedes già dalla prima metà degli anni 2000 ha investito moltissimo denaro per cercare di “mettere insieme” le caratteristiche positive delle due tipologie di motori eliminando tramite questa unione le caratteristiche negative; per fare tutto ciò hanno sviluppato differenti concetti di combustione, in particolare la soluzione denominata HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) o ancor meglio conosciuta come DiesOtto. Ed è proprio una evoluzione di questa tecnologia che sta facendo la differenza nella Power Unit tedesca.

Brevemente, come funziona questa "nuova" tipologia" (HCCI di base) di motore? Quando il motore deve funzionare a pieno carico si comporta semplicemente come un normale benzina, con la candela che innesca la combustione della miscela aria-benzina e una combustione "omogenea". Quando invece il motore deve funzionare a carichi parziali, la combustione avviene spontaneamente aumentando il rapporto di compressione come in un semplice motore diesel, che come abbiamo già detto prima ha una efficienza migliore.

Il segreto sta nel riuscire ad alzare l'asticella dell'intervento dell'accensione comandata ossia di quando il motore passa ad un funzionamento "classico a benzina". Mercedes affinando mese dopo mese questa fase, continua a trovare CV e ad ottenere soprattutto consumi specifici sempre inferiorifondamentali nella Formula 1 moderna.

Nella tecnologia HCCI si va a generare una miscela omogenea tra combustibile ed aria, analogamente a quanto avviene nei motori ad accensione comandata, avendo però la combustione della stessa attraverso compressione, come nei motori ad accensione spontanea. I vantaggi quali sono? Che cosi facendo la combustione interessa la miscela nella sua interezza senza svilupparsi attraverso una propagazione del fronte di fiamma tipica dei motori ad accensione comandata e senza avere fenomeni solamente di tipo diffusivo tipici dei motori ad accensione spontanea.

Ma ci sono anche problemi; uno dei principali sta nei picchi di pressione (soprattutto sui cilindri) e di sollecitazioni meccaniche che la miscela genera, solitamente non sopportabili per il motore al di sopra di carichi medio bassi. E qui sta la continua evoluzione di Mercedes: già nel 2015 ci sono stati miglioramenti nella tecnologia, anche se problemi ai cilindri si sono ancora avuti soprattutto sulle Force India e sulle due Mercedes ufficiali tanto da richiedere importanti modifiche per affidabilità sul motore endotermico che è stato introdotto in Canada sulle vetture di Hamilton e Rosberg. Un altro passo, fondamentale a quanto ci è stato detto è stato fatto con il motore introdotto da Mercedes a Monza, dove la famosa asticella di cui parlavamo appena sopra, è stata notevolmente alzata ma con tutti i problemi che ne possono derivare.

Oltre alle problematiche relative alle sollecitazioni, i motori HCCI sono caratterizzati da una certa difficoltà nel controllare la combustione, fattore che rende difficile una corretta gestione del motore; danno molto fastidio soprattutto le vibrazioni (ricordate cosa vi dicevamo che creava problemi sulle PU Mercedes nelle prime gare del campionato 2015?) che si generano e che hanno comportato alcuni problemi alla Power Unit tedesca, oltre che nella prima parte di campionato anche in quel di Monza e Singapore. E qui ci sta dietro il grande lavoro che sta facendo Petronas nella sede italiana di Torino preparando carburanti sintetici appositi per questa tipologia di motore. Senza il fondamentale contributo di Petronas, questa tipologia "innovativa" di motore non potrebbe funzionare come sta funzionando sulle astronavi di Hamilton e Rosberg.

Ed è proprio grazie a questa tecnologia che Mercedes può vantare un rendimento del proprio motore endotermico molto vicino al 50%, un valore che se confrontato a quello delle comuni automobili sembra quasi fantascientifico.  

Sulla nuova Power Unit che debutterà a Barcellona, sono stati fatti interventi mirati a risolvere soprattutto i problemi riscontrati nel finale di stagione ma senza dimenticarsi il lato prestazionale dell'unità motrice (grazie ad alcuni nuovi componenti con efficienze maggiori) che guadagnerà ancora cavalli.


Cristiano Sponton

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7 commenti

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Ros
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15 gennaio 2016 16:40 delete

bell'articolo, bravo!
Sintetizza bene quanto discutevamo con Pj, te e Boschini qualche mese fa.

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15 gennaio 2016 16:46 delete

Grazie mille Rosario anche per le tue idee che sono contribuire a scrivere il pezzo

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16 gennaio 2016 16:24 delete

Come ottimamente illustrato, Mercedes, nella teconologia HCCI PLUS, già ad inizio 2015 era molto avanti rispetto alla Ferrari, tuttavia, nonostante le modifiche fatte passare per motivi di affidabilità e la totalità dei gettoni spesi già a Monza; a fine anno, per prestazioni e consumi la Ferrari è risultata molto vicino alla Mercedes, per cui credo che i 4 gettoni spesi dalla Ferrari solo sulla carta, per migliorare la combustione, siano stati utilizzati anch'essi per migliorare la medesima tecnologia, tuttavia non si può non ricordare i presunti problemi al basamento accusati dalla Ferrari, per cui credo sia legittimo domandarsi fino a che punto può spingersi la rossa nel 2016 risolvendo tali problemi?

Un'altra domanda che mi sovviene è relativa al fatto che in Ferrari hanno posticipato l'avvento del nuovo basamento ad inizio 2016: è solo una questione di ingombri o effettivamente il basamento (versione 2015) per come era stato progettato presentava qualche problema?

Io credo che l'ipotesi + accreditata sia la seconda, tanto è vero che circolano voci che la PU del progetto 667 non sia ancora arrivata a percorrere i km necessari per garantire la durata minima.

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17 gennaio 2016 11:47 delete

Secondo voi la Ferrari sarà davvero al livello di Mercedes nel 2016 ?
Secondo me per essere non superiore ma allo stesso livello la nuova macchina deve essere 8 decimi più veloce della ft2015t voi esperti che ne pensate

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17 gennaio 2016 22:49 delete

Non credo che ci sia qualcuno, per quanto esperto sia, che abbia delle doti divinatorie.

Personalmente non credo che si possa quantificare quanto debba migliorare la vettura per essere al livello della Mercedes, troppe variabili.

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18 gennaio 2016 15:45 delete

Ho letto proprio ora un articolo molto interessante di Franco Nugnes, secondo cui la Ferrari avrebbe investito parecchio su questa nuova tecnologia e, ad essere sincero, sono diventato ancora più certo del fatto che in Ferrari non abbiano potuto introdurre il nuovo basamento nel 2015 per una serie di motivazioni:

In primo luogo l’introduzione nel 2015 del basamento stretto sarebbe stato più un obbligo che una opportunità, dal momento che nel 2016, se il regolamento fosse rimasto lo stesso, non sarebbe stato possibile, ora invece è stato rivisto ed è possibile sostituirlo anche quest’anno tuttavia una sua introduzione già dal 2015 avrebbe potuto consentire di testarlo solo ai fini aerodinamici, perché ai fini della tecnologia di cui stiamo parlando si rendono necessari una serie di accorgimenti:

- Aumentare la pressione di sovralimentazione da 220/240 bar ad oltre i 300 bar e questo non era assolutamente possibile nel 2015, perché sisarebbero dovute rivedere iniettori e pompa di iniezione;
- Avere aria più fresca all’interno della camera di combustione, ed anche questo non era possibile, perché, a differenza degli altri costruttori, Ferrari non aveva adottato i cornetti a geometria variabile perché l’intercooler (anch’esso da rivedere) era situato nella “V” della testata e non vi era materialmente lo spazio;
- Le alte temperature che si generano presuppongono un sistema di raffreddamento migliorato.

Detto questo, mi sembra alquanto scontato che nel 2015 la Ferrari non abbia materialmente nemmeno potuto introdurre questa tecnologia, mentre in Mercedes la hanno già provata testata ed ora è solo in fase di miglioramento (che si tratti proprio del famoso over boost?). Che sia questa l’arma vincente del cavallino che induce tanto ottimismo nel presidente?

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18 gennaio 2016 15:48 delete

Non è che i 4 gettoni residui siano stati spesi proprio per sopperrire alle esigenze di cui sopra?

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