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GP SOCHI: la Ferrari introdurrà un nuovo motore a combustione interna

Ci stiamo avvicinando a grandi falcate al quarto appuntamento della stagione 2016 di Formula 1, il Gran Premio di Russia che si correrà domenica 1 maggio a Sochi nella sede delle olimpiadi invernali 2014. 



GP SOCHI: un circuito da alta severità per il motore a combustione interna, disegnato da Hermann Tilke
Il circuito, lungo 5 853 metri, è il terzo del calendario di Formula 1 in ordine di lunghezza, dopo il Circuito di Spa-Francorchamps in Belgio e quello di Silverstone in Gran Bretagna. E' stato disegnato da Hermann Tilke come moltissimi altri circuiti introdotti dal 1999 in Formula 1. Il circuito russo dispone di dodici curve a destra e solo sei a sinistra. Se il primo settore la si può considerare la parte più veloce del circuito, il secondo e soprattutto il terzo sono ben più tecniche per i piloti e le loro rispettive vetture. Predominano le curve a 90° da terza marcia con cordoli esterni alti e a scalino che sollecitano molto gomme e le appendici aerodinamiche.


Dal punto di vista più tecnico stiamo parlando di un circuito di media severità per i freni, simile al circuito di Shanghai, mentre per il motore a combustione interna torneremo su un circuito stile Bahrain, ossia di alta severità dove il recupero da MGU-H e K sarà ancora determinante visto che stiamo parlando di circa quasi 3 secondi a giro di influenza. In Russia conterà molto avere un recupero veramente efficiente da MGU-H, motore elettrico che potrà recuperare più del doppio dell'energia al giro di MGU-K.

TEAM FERRARI: tra i molti problemi non si sono raccolti i risultati sperati
La Ferrari, a causa di svariati problemi, in queste prime tre gare stagionali non ha raccolto i risultati che la dirigenza si aspettava. Nella prima gara stagionale, grazie ad un ottima partenza e senza la bandiera rossa, Vettel poteva forse aggiudicarsi la gara, con l'altra rossa in pista, quella di Kimi Raikkonen, che è stata costretta al ritiro a causa di una rottura alla girante della turbina. In Bahrein Vettel è stato messo KO nel giro di schieramento per un problema software mentre Raikkonen ha colto un secondo posto senza impensierire troppo la Mercedes di Rosberg. In Cina la Ferrari non ha accusato nessun problema tecnico grazie anche all'utilizzo di mappature più "safe" rispetto a quelle del Bahrain, non raccogliendo il massimo risultato che la vettura offriva a causa di alcuni errori dei piloti, sia in qualifica che in gara.

FERRARI SF16-H: anticipati gli aggiornamenti alla Power Unit per tentare l'assalto alla W07 Hybrid
Domenica prossima si correrà su una pista che si è sempre dimostrata ostica per la vettura di Maranello, ma la Ferrari ora ha sicuramente l'obbligo di reagire e dimostrare di avere la velocità per mettere almeno pressione agli anglo-tedeschi della Mercedes.

Per farlo verranno portati dalla Scuderia italiana alcuni aggiornamenti aerodinamici alla vettura (importante e molto attesa novità sull'anteriore) e soprattutto si interverrà, in anticipo rispetto alla road map prevista ad inizio anno, anche sulla Power Unit.

Come affermiamo da ormai qualche settimana, la Ferrari ha importanti problemi alla Power Unit che non permettono alla SF16-H di lottare ad armi pari con la nuova, fortissima, arma del Team Mercedes, la W07 Hybrid. Per risolvere i problemi più volte descritti su queste pagine, per riuscire a sfruttare appieno tutti i cavalli della nuova Power Unit di Maranello è stato pensato di introdurre degli aggiornamenti principalmente in due fasi.
In Russia (originariamente l'aggiornamento era pensato per il Gran Premio di Spagna) si interverrà sulla camera di combustione mentre in Canada verranno introdotte delle modifiche al gruppo turbocompressore. Questi due importanti aggiornamenti dovrebbero andare a risolvere i problemi alla Power Unit che abbiamo analizzato già più volte nei precedenti post.

FERRARI SF16-H: continua l'evoluzione dell'HCCI grazie alle modifiche in camera di combustione e ad una nuova benzina Shell
Ma ora concentriamoci sugli aggiornamenti che verranno portati nel prossimo Gran Premio che comporteranno l'utilizzo del ICE numero 3 per Vettel e il numero 2 per Raikkonen.

Come ben sappiamo, dall'inizio di questa stagione anche la Ferrari ha iniziato ad usare il sistema di combustione HCCI (Homegeneous Charge Compression Ignition) presente sulla Power Unit Mercedes già da diversi mesi. 

Come funziona questa "nuova" tipologia" (HCCI) di motore? Il discorso è piuttosto complesso soprattutto per chi non ha moltissime nozioni tecniche riguardanti i motori a combustione interna. Cerchiamo comunque di spiegarlo in modo più approfondito ma semplice: si cercano di aggiungere al motore Diesel il principale vantaggio del motore Otto. Quando il motore dovrà funzionare a pieno carico, e quindi ad alti regimi, per l'accensione della miscela in camera di combustione si sfrutta la classica candela come su un normale motore a benzina cosi da creare una combustione "omogenea", con una miscela aria/combustibile omogenea (per omogenea si intende che tale miscela presenta lo stesso valore di rapporto sia localmente che globalmente all'interno del cilindro). Quando invece il motore dovrà funzionare a carichi parziali, l'innesco della combustione avviene spontaneamente aumentando il rapporto di compressione come in un semplice motore diesel, che come abbiamo già detto prima ha una efficienza migliore.

La miscela man mano che il pistone procede nella sua corsa verso il punto morto superiore viene compressa e come conseguenza si ha una trasformazione termodinamica che provoca un incremento di pressione e conseguentemente di temperatura. Quando queste grandezze superano un valore limite, che dipende dalle caratteristiche chimiche del combustibile la carica si autoaccende spontaneamente. Ma non vogliamo dilungarci troppo sulle questione HCCI visto che abbiamo in programma un importante articolo di approfondimento.

POWER UNIT FERRARI 2016: modifiche alla camera di combustione utili a ridurre i problemi di energia elettrica disponibile
Sarà quindi introdotto un importante aggiornamento della camera di combustione che lavorerà in simbiosi dal Gran Premio di Russia con una nuova benzina studiata da Shell.

La Scuderia di Maranello ha deciso di intervenire sulla camera di combustione prima di introdurre un gruppo turbocompressore rivisto (per motivi di tempistiche dovute alla produzione della nuova turbina); ciò permetterà di sfruttare in miglior modo i molteplici vantaggi relativi alla tecnologia HCCI oltre che a tamponare, almeno in parte, i problemi di energia elettrica trasferibile tramite MGU-K alle ruote. Come più volte sottolineato su queste pagine infatti, il troppo turbolag relativo al gruppo turbocompressore va a "sprecare" attualmente parte di energia elettrica presente nella batteria. Con i nuovi aggiornamenti si cercherà di aumentare la volumetria dei gas di scarico (con un utilizzo poi leggermente più importante della valvola wastegate una volta raggiunto il regime di rotazione di progetto o meglio ancora utilizzando agli alti regimi MGU-H da "freno" in recupero), diminuendo cosi in parte lo sfruttamento di MGU-H come motore. Cosi facendo, al netto di altra energia che servirà comunque per diminuire l'effetto del turbolag, con la nuova specifica di motore a combustione interna rimarrà in batteria più energia da trasformare in cavalli direttamente sulle ruote posteriori. Come sottolineato precedentemente, il problema relativo all'errore di progettazione della turbina verrà definitivamente risolto con le modifiche al gruppo turbocompressore introdotte a partire dal GP del Canada.

Di Cristiano Sponton e del PJ


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13 commenti

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Deg__87
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22 aprile 2016 11:02 delete

Buongiorno. Se ricordate il mio primo commento sostenevo che secondo me i problemi di tc non erano nelle dimesioni (predisposizione per aggiornamenti) ma nella poca affidabilità quando lo si porta a girare nel range di progetto. Leggendo queste news continuo a pensare che sia proprio come pensavo, ora introducono per dirla facile più gas di scarico quindi a rigor di logica vanno a riempire prima e di più la turbina. Credo che tutto ciò sia previsto da ferrari fin dall inizio, quello che non prevedevano è che il turbo honeywell non potesse girare ai giri previsti per problemi all alberino(un classico dei turbo fuori giri), questa idea è rafforzata dal dato che voi stessi fornite, ossia che saranno usate di più le waste gate, cosa che è contrologica, cioè la logica direbbe di sfruttare i gas per aver più giri sul tc con conseguente maggior pressione di sovralimentazione e maggior energia recuperata dal H. Io credo che infatti l energia sia più che sprecata per limitare il lag, non recuperata proprio perchè l' H non gira ai giri giusti e si usa tutto via K alla vecchia come quando c'erano i v8 col kers, di conseguenza in fondo ai rettilinei il turbo non fornisce energia perchè tenuto basso di giri e il k si mangia tutta la carica, da li in fondo ai rettilinei esce fuori il clipping. Se ho ragione vedremo una ferrari meno laggosa ma sempre clipposa a sochi, e sempre se ho ragione il nuovo turbo sarà o semplicemente più affidabile o più efficente nel lato freddo, ma ritengo molto più probabile la prima.
Spero vogliate confrontarvi con la mia idea alla luce di queste ultime news, saluti.
Renato

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22 aprile 2016 11:30 delete

A primo acchito sembrerebbe una forzatura anticipare la sostituzione della PU, tanto è vero che mi ero posto il dubbio anche in un mio precedente intervento, dicendo che non ritenevo possibile l’introduzione di nuovi aggiornamenti con la spesa di ulteriori gettoni, proprio perché bisognava cambiare la PU per farlo, ma evidentemente in Ferrari hanno scelto di azzardare, per cui è probabile che in ogni fine settimana inizieranno l’effettiva turnazione delle unità, utilizzando quelle più vecchie nelle FP e la nuova, invece in qualifiche e gara, il tutto sempre in relazione al tipo di circuito, in conclusione un superlavoro per i meccanici. Naturalmente il tutto sarà in funzione del fatto che in Ferrari il lavoro di sviluppo verrà effettuato solo in fabbrica e sui banchi (dinamici).

Quello che è riportato nell’articolo, almeno in parte, conferma le mie supposizioni e cioè che il vero problema in Ferrari è nel volume dei gas di scarico che, almeno attualmente, è insufficiente per far girare correttamente il turbocompressore, sinonimo del fatto che in Ferrari, complice anche il fatto di non aver avuto tempo sufficiente per la sperimentazione, non stanno sfruttando appieno il sistema HCCI plus, infatti è sintomatico che in concomitanza con gli aggiornamenti, sia prevista anche l’introduzione di una nuova benzina Shell.

Il tutto, quindi conferma la mia teoria sul fatto che in Ferrari, da quando sono cambiate le norme sullo sviluppo, (che hanno consentito loro di procrastinare l’introduzione del basamento stretto) di fatto hanno dovuto comprimere i tempi per l’introduzione della nuova PU, soprattutto con specifico riguardo all’introduzione del sistema HCCI plus, perché se la Mercedes è già avanti con la sperimentazione, Ferrari ha dovuto fare i conti con necessità contingenti, quali lo sviluppo della nuova benzina in parallelo con gli aggiustamenti necessari alla PU, in poche parole: “la Ferrari è in ritardo”.

Dicevo che le mie supposizioni sono state confermate solo in parte, perché speravo che si trattasse solo si una questione di volumentria dei gas di scarico e che, quindi non fosse stato necessario cambiare il turbocompressore, invece apprendo che in Canada sarà introdotta una nuova specifica dell’intero apparato (anche se ad essere sincero PJ in un suo commento mi aveva già anticipato la cosa), però è anche vero che, almeno in parte, la questione della volumetria regge banco, altrimenti non avrebbe avuto senso introdurre già a Sochi la seconda PU, quindi bisognerebbe comprendere quanto la scelta di sostituirlo sia dettata da esigenze di affidabilità e quanto, invece, dalla necessità di aumentare le prestazioni e questo credo che lo scoprremo solo in Canada, dal numero di gettoni che verranno spesi, perché qualcosina in deroga la Ferrari dovrebbe aver ottenuto.

In ogni caso credo che le modifiche apportate influenzeranno tantissimo il rendimento, questo perché, in primo luogo non si dovrà gareggiare depotenziati ed in secondo luogo ci saranno una serie di benefici a cascata che contribuirano notevolmente all’innalzamento delle prestazioni.

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22 aprile 2016 11:50 delete

Condivido in parte, in pratica anche io sono convinto che il turbocompressore non venga sfruttato al 100% delle sue possibilità per una questione di affidabilità, ma non sono convinto che questi problemi derivino dalla turbina stessa, ma credo provengano più dalla camera di combustione che non reggeva agli aumentati rapporti di compressione, con il conseguenziale cedimento strutturale di qualche componente (pensando a quello che è successo ad entrambi i piloti la prima cosa che mi viene in mente è che forse qualche valvola di scarico ha ceduto, però mentre per Kimi hanno potuto riparare i danni, per Vettel non è stato possibile) che attraverso lo scarico finiva nella turbina causandone la rottura, quindi in questa ottica speravo non fosse necessario cambiare anche il turbocompressore.

Naturalmente sono solo supposizioni, ma in Canada qualcosina in più si saprà.

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blade
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22 aprile 2016 11:52 delete

In circuiti "atipici" come Budapest o Monaco, i motori attuali potranno essere riutilizzati senza troppa differenza di prestazioni rispetto a quelli nuovi?

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Fabio
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22 aprile 2016 14:21 delete

Penso a due cose, la prima è che la Ferrari analizzando lo stato dei fatti ed essendo sicura delle modifiche apportate, voglia e debba anticipare le modifiche sul motore per evitare di rompere la prossime gare e perdere cosi di schianto una PU delle disponibili.
Ogni modifica alla combustione comporta una nuova benzina e già dai test precampionato si erano accorti di alcune falle nel sistema HCCI causando inoltre importanti problemi di vibrazione.
Ma problemi all’HCCI generano sia problemi di vibrazione che incontrollate detonazioni che sfondano letteralmente pistoni o valvole.
Abbiamo visto comunque che girando in modalità “tranquilla” la Ferrari è lì!
Da qui la necessità ( la seconda) e la sicurezza di inserire le modiche per stare davanti. E probabilmente come credo ,perché diversamente saremmo di fronte ad uno scandalo, gli interventi hanno deroga per affidabilità.
Diversamente avrebbero usato i gettoni per interventi più sostanziali.
Ricordiamo che lo scorso anno la MB intervenne con deroghe per affidabilità su PU che avevano superato brillantemente i 5GP, tra l’altro proprio sul sistema HCCI.
Lo scotto che sta pagando la Ferrari è quello che ha pagato lo scorso anno la MB.
L’intervento al TC è volutamente posticipato alla risoluzione del sistema HCCI, per lavorare sul TC si deve avere una base stabile .
Sono convinto come ho già anticipato a Cristiano e PJ che la Ferrari se la può giocare seriamente con la MB.
E considerando che stanno arrivando anche evoluzioni aerodinamiche importanti….
Spero che Allison si dedichi serenamente al lavoro nonostante il grande dolore che lo ha colpito.
I piloti ci sono … dategli il mezzo! Correre al limite e sempre sulle uova può portare agli errori…

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Teo
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22 aprile 2016 15:55 delete

Potranno essere utilizzati anche durante tutte le libere

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Teo
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22 aprile 2016 15:56 delete

Io ho fiducia che questo possa essere il vero passo avanti della P.U. Ferrari.
Mi fa piacere leggere anche riguardo la nuova benzina Shell in arrivo, dal momento che questa è fondamentale per un corretto funzionamento del sistema HCCI

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Giac
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22 aprile 2016 17:24 delete

Arrivabene in un intervista di giorni fa ha dichiarato tutto il contrario, ovvero che per sochi non ci saranno novità rilevanti...

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22 aprile 2016 18:00 delete

Esiste anche la pre tattica ;)

Secondo voi a quanto ammonta il vantaggio in termini di PU di Mercede su Ferrari?

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22 aprile 2016 18:35 delete

E come lo misureresti? In cv?

Credo che ora come ora come picchi di potenza Ferrari equivalga il Mercedes in gara, in qualifica sappiamo che Mercedes ne ha di più, se guardi le velocità max, con tutte le variabili del caso, vedrai che grosso modo si equivalgono, il problema è la perdita di potenza dovuta al clipping.

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22 aprile 2016 18:49 delete

Porco cane ho dimenticato di scriverlo: si intendo in cv!E per la precisione durante la qualifica dato che in gara a giudicare anche dal consumo sono sempre al limite dei 100 kg/ora! Ciao e grazie!

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22 aprile 2016 20:04 delete

Da quello che si dice anche in questo blog, in qualifica Mercedes avrebbe una 30ina di cv in più, mentre per la gara, ho già risposto su: al netto dei problemi di clipping direi che si equivalgono.

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