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GP CANADA: la Ferrari porta al debutto il nuovo gruppo turbocompressore

Il Gran Premio del Canada per la Ferrari sarà un corsa fondamentale per capire come potrà evolvere questa stagione, non partita sicuramente come il team italiano si aspettava. Fin qui infatti, le prestazioni della SF16-H sono state al di sotto delle attese per alcuni problemi che ormai chi ci legge costantemente conosce al meglio.

POWER UNIT FERRARI: non si è mai riusciti a sfruttare il pieno recupero d'energia
Il problema più importante a cui i tecnici della scuderia Ferrari hanno dovuto porre rimedio in questo inizio di stagione ha riguardato il gruppo turbocompressore, problema che ha limitato notevolmente la parte ibrida della nuova unità motrice 2016 italiana. 

A Maranello durante lo scorso inverno è stata fatta una scelta: per poter massimizzare la potenza dell'unità endotermica si è optato per una turbina di grosse dimensioni, prodotta esternamente dal fornitore Honeywell. Ma a quanto ci è sempre risultato la specifica di turbina utilizzata fin dai primissimi test del Team italiano non ha dato i risultati sperati in pista, creando non pochi problemi sia in termini di prestazioni che soprattutto in termini di affidabilità. Problemi che non hanno mai permesso al Team italiano di mostrare il reale potenziale della propria unità motrice, molto elevato a quanto ci è stato sottolineato anche nei giorni scorsi. 


POWER UNIT FERRARI: quanta energia sprecata per ovviare al "turbolag" della turbina
Per chi ci segue costantemente, i concetti che andiamo ora a sottolineare dovrebbero essere già piuttosto chiari: avere una turbina molto grande significa avere un grosso effetto chiamato "turbolag" o "ritardo del turbo", ossia avere una risposta meno pronta nell'erogazione della potenza. Il motivo di questo ritardo risiede nel principio di funzionamento del turbocompressore stesso, che necessita di una grande portata dei gas di scarico per vincere l'inerzia della propria girante e produrre l'effetto di sovralimentazione del motore.

Soprattutto ai bassi regimi, per risolvere il grosso problema del turbo lag sugli attuali motori sovralimentati V6 di Formula 1, viene utilizzato il motore sincrono a magneti permanenti MGU-H, che grazie all'energia immagazzinata nella batteria aiuta a mettere nel giusto range di funzionamento in termini di velocità di rotazione la turbina. Questa energia recuperata precedentemente, è come però se venisse "sprecata", visto che potrebbe essere scaricata sottoforma di CV tramite l'altro motore elettrico, l'MGU-K. E qui arriviamo al sodo di questa prima parte di articolo: sulla SF16-H andava sprecata molta dell'energia elettrica recuperata, questo perchè bisogna combattere il tanto turbolag creato dalla "grande" turbina progettata da Ferrari in collaborazione con Honeywell. Ma non vogliamo dilungarci troppo su discorsi già precedenti sottolineati su queste pagine. 

TECNICA: va bene la potenza, ma si dovrebbe parlare di più di energia!
Nelle attuali Power Unit bisognerebbe parlare di più di energia e un po meno di cavalli perchè, almeno per quanto riguarda la parte elettrica di queste nuove e innovative Power Unit, la potenza disponibile è sempre quella (i famosi 120 kW, pari a 163 CV). 

Per capire appieno di cosa stiamo parlando bisogna far un passo indietro, introducendo il concetto di energia:
L’energia è la capacità di un sistema di compiere lavoro. 
Un corpo possiede energia se esso può compiere lavoro e l’energia di un corpo è data dalla quantità di lavoro che esso può compiere. Serve quindi fare un altro passo indietro, introducendo il concetto di lavoro:
Il lavoro misura quanta energia passa da una forma all'altra. Il lavoro è cioè energia in transito.  
E poiché l’energia è pari alla quantità di lavoro che un dato corpo può compiere, essa si misura in joule, esattamente come il lavoro. 

Tornando alla Formula 1, sappiamo per regolamento che in un singolo giro le vetture possono recuperare al massimo 2 MJ dal motore MGU-K; ciò che però non è regolamentato è il recupero di energia da MGU-H che nello schema in basso abbiamo effettivamente definito come "recupero illimitato" perchè è effettivamente così. 


Tramite il moto generatore MGU-K è poi possibile scaricare dalla batteria (sottoforma di 120 kW) ben 4 MegaJoule (MJ) ma non è qui che i vari motoristi riescono a fare la differenza. La differenza la fanno sui MJ di energia che riescono a recuperare da MGU-H, scaricandoli direttamente, senza passare dalla batteria, sull'albero motore sempre tramite MGU-K

Si dice che Mercedes avrebbe un surplus di potenza oltre ai CV dati dalla parte endotermica e da quella elettrica di circa 50 CV che derivano dall'ENERGIA recuperata da H e scaricata direttamente da K sulle ruote posteriori. In realtà come potenza di picco non si dovrebbe parlare di 50 CV in più poiché quei 50 CV sono scaricati sempre da MGU-K e quindi sottoforma di (max) 120 kW (163 CV). Quei 50 CV devono significare che la Power Unit Mercedes ha a disposizione più dei 4 MJ "canonici" per regolamento, quindi i 120 kW per più dei molto chiaccherati 33 secondi. 

E' il tempo in cui si hanno a disposizione i 120 kW che fa la DIFFERENZA. Che poi in realtà si parla di 120 kW ma quella è la potenza MASSIMA che il motore MGU-K può scaricare a terra tramite le ruote posteriori ma grazie all'elettronica di controllo la potenza può essere variata in base alle necessità. 

FERRARI SF16-H: in Canada esordirà "gratuitamente" il nuovo gruppo turbocompressore
Per risolvere in primis i problemi di affidabilità e in segundis i problemi di elevato spreco dell'energia recuperata grazie ai due motori elettrici, il Team italiano sempre in collaborazione con Honeywell ha progettato una nuova versione di gruppo turbocompressore che debutterà sul circuito Gilles Villeneuve di Montreal.  

Ferrari, come scrivevamo in QUESTO articolo del 23 aprile, confidava nella bontà della FIA per riuscire a non spendere alcun gettone e cosi effettivamente è stato: la FIA sembra aver definito gli interventi del team italiano come "modifiche per motivi di affidabilità" visti i tanto problemi avuti nei test pre stagione e nelle primissime gare stagionali. E' molto probabile (ma non abbiamo conferme cosi importanti) che sulle due SF16-H verrà sostituito in Canada, oltre che il gruppo turbocompressore, anche il motore elettrico MGU-H.

Grazie a questi interventi migliorativi al gruppo turbo compressore oltre che grazie ad un più efficiente recupero di energia tramite MGU-H, la ferrari riuscirà a sbloccare circa 25 CV (meglio dire che avrà a disposizione per più secondi i 120 kW di potenza elettrica), circa 4 decimi di secondo (ma varia da pista a pista in realtà).

Per concludere il discorso relativo alla Power Unit, in casa Ferrari è già pronta una nuova specifica di motore a combustione interna che però difficilmente debutterà in questo settimo appuntamento della stagione per via delle "rotazioni" pianificate a Maranello.

FERRARI SF16-H: in Canada anche qualche aggiornamento aerodinamico
Oltre alle migliorie dal punto di vista della Power Unit, sulla Ferrari si vedranno, a quanto ci è stato detto, delle novità aerodinamiche che saranno più che altro degli adattamenti al veloce circuito del Canada. 

Cristiano Sponton

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