GP CANADA: la Ferrari porta al debutto il nuovo gruppo turbocompressore - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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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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20 commenti

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3 giugno 2016 18:32 delete

Good news for us if its works.. forza Ferrari!!

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rocco
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3 giugno 2016 18:42 delete

PAROLE PAROLE PAROLEEEEEEEE VOGLIAMO I FATTIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

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3 giugno 2016 19:42 delete

Ottimo articolo, sempre precisi e puntuali! Volevo chiedere una cosa: allo stato attuale FER, oltre al noto problema di turbo lag/ recupero energia/ struttura del turbo ecc, che dovrebbe esser risolto con questo aggiornamento, presenta un cronico problema con le gomme (non corretto utilizzo delle mescole nel loro giusto range, soprattutto le low working range) e un problema in trazione/curve lente (visto soprattutto nell'ultima curva a barcellona e a Monaco).
La domanda è: in che misura questo miglioramento può risolvere o attenuare gli altri due problemi? Come si potrebbero risolvere gli altri due problemi? Cosa pensa di fare FER?
Sono domande abbastanza ampie, però non capisco bene la direzione di sviluppo della FER - cosa manca a livello di telaio per arrivare al livello di MER o addirittura RB? Dovevamo rastremare il dietro e l'abbiamo fatto, dovevamo cambiare sospensione e siamo passati alla push rod... può essere un problema legato alle geometrie delle sospensioni o al tipo di sospensione?
Grazie mille in anticipo :)

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3 giugno 2016 22:56 delete

Avete visto il tempi? A Monaco in qualification la Fer era al livel de Mer nel T3.
Ric: 19.3
Ros: 19.6
Ham: 19.6
Vêt: 19.6
Credo che nel tempo sarà completamente sviluppato. si tratta di una macchina nuova.

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Fabio
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4 giugno 2016 10:01 delete

un corretto utilizzo della PU ottimizzato con la sostituzione del gruppo TC aiuta a fare lavorare meglio le gomme azzerando il turbolag e con pneumatici sempre in presa cambieranno anche le temperature .
da qui , una buona base e certa per cercare di risolvere i problemi di trazione e utilizzo gomme.
Ferrari ha trovato errori di progetto nel centro di massa e distribuzione pesi.
Messa a posto la PU e avendo la giusta base di partenza allora agiranno su passo, geometrie sospensive e distribuzioni delle masse anche agendo sul telaio.

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Unknown
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4 giugno 2016 14:09 delete

tutto ciò nel 2018 come minimo

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San Mon
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4 giugno 2016 14:10 delete

tutto ciò nel 2018 come minimo

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4 giugno 2016 15:27 delete

grazie mille Fabio! Io personalmente mi aspetto molto da questo motore, visti anche il numero di gettoni spesi in inverno

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4 giugno 2016 16:35 delete

Correttamente avete inserito le definizioni di lavoro ed energia almeno anche i vostri pochi detrattori si faranno una cultura.Il nuovo gruppo turbocompressore risolverà il fenomeno del clipping?

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4 giugno 2016 17:05 delete

quest'anno gli interventi sulle auto per AFFIDABILITA' sono estremamente difficili.
Spero e voglio credere,che la Ferrari abbia riacquistato peso politico , rispetto agli ultimi anni della presidenza montezemolo.

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4 giugno 2016 17:39 delete

Nel 2014 uno dei problemi era il turbo troppo PICCOLO!! Adesso è troppo grande... Per carità.. speriamo in un miglioramento, ma queste cose si dovrebbero riuscire a capire durante la progettazione, simulazione... e sui banchi dinamici.. o no?!

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Mingo
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5 giugno 2016 11:41 delete

Non mi è ben chiaro nel bellissimo articolo il punto in cui si dica che: ..... avrà a disposizione per più secondi..., seguito da .... circa 4/10 di secondo, che sono una bella differenza rispetto a quanto affermato precedentemente.
Se c'è qualcuno che mi può chiarire il concetto.
Grazie

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Wendur
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5 giugno 2016 11:56 delete

Secondo me la ferrari sta subendo dei problemi bilanciamento dovuti anche a un ritorno della push rod. Poi aggiungi che il motore non era ancora al top e che hanno dei problemi come ha detto fabio di sospensione / telaio/ distribuzioni di masse, tutto fa si che comunque sopratutto in qualifica non riusciamo a dare il 100 per 100. Alla redazione ma in canada ho letto che qualcuno dice che ci sarà anche una modifica alla sospensione è vero?

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Wendur
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5 giugno 2016 12:00 delete

L'energia non usata per il turbolag può rimanere nelle batterie per poi andare al kers, mentre tipo quando stai sul rettilineo l'hers puo mandare direttamente energia al kers senza passare dalle batterie.

Spero di essere stato chiaro se no chiedi pure e saro più chiaro

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Fabio
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5 giugno 2016 12:32 delete

La Ferrari non ammette i propri problemi se non messa alla corda ( vedi i test precampionato dove MA disse che non avevano problemi di motore). L’ammettere modifiche sostanziali vuol dire ammettere i propri errori e la Ferrari in questo non è così trasparente. della modifica alla sospensione posteriore ne troveremo conferma solo in Canada, ma da quello che trapela dovrebbe esserci a meno che non sia di difficile messa a punto dal punto di vista del tempo .
Si deve ricordare però che la pushrod è universalmente riconosciuta e oramai con i mezzi che hanno le squadre non sono un problema. Un problema grosso che ha Ferrari come abbiamo detto anche in trasmissione F1 LIVE GP è la mancanza di tecnici guida, esperti ,che abbiamo masticato motorsport per anni, con l’asso nella manica . In Ferrari ci sono ottimi tecnici ma non geni ( come Brawn, Podromou, Newey, Cowell, Lowe), Costa, Simon, Brawn, ecc docet. Il progetto è accademico ma è saperlo sviluppare che da la differenza.
Wait and see

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Fabio
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5 giugno 2016 12:36 delete

4/10 di secondo è il guadagno sul giro che di dovrebbe avere utilizzando pianamente l'mgu-h con mgu-k

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Wendur
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5 giugno 2016 18:49 delete

Si ti quoto ma sopratutto anche saper mettere le persone giuste nel posto giusto esempio uno degli errori della vecchia gestione fu quello di mettere pat fry ( che è ing aerodinamico) a fare telaio e sospensione.
Un domanda visto che tu sei vicino a maranello, ma dopo costa che era un ing. telaistico / sospensivo, chi è adesso che si occupata di fare telaio e sospensione oltre a allison ?
Mi spiego meglio dopo aldo costa che io so non hanno mai preso un altro che si intendeva di telaio / sospensioni.

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7 giugno 2016 19:22 delete

Ultimamente, secondo Auto Motorola un Sport, una delle scuderie avrebbe superato dei crash test di un un muso più corto e sembrerebbe proprio della Ferrari... Sapete qualcosa in merito?

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Rob
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8 giugno 2016 14:52 delete

C'è qualcosa che non mi convince pienamente nella spiegazione, pur molto chiara.
I problemi Ferrari di cui si parla sono stati evidenziati, nelle gare passate, osservando un "clipping" sui lunghi rettilinei, imputato all'esaurimento dell'energia disponibile per l'MGU-K, "sprecata" dall'MGU-H per eliminate il turbo-lag.
La cosa è strana poichè, se l'MGU-H può fornire energia direttamente all'MGU-K, proprio sui lunghi rettilinei, con il motore in pieno, la turbina più grande dovrebbe dare i vantaggi maggiori. La girante più larga, infatti, fa girare più velocemente l'alternatore MGU-H che alimenta il motore elettrico.

Se questo è vero, credo che i problemi Ferrari derivino più dall'MGU-H, meno efficiente nella generazione, che non dalla turbina.
Cosa ne pensate?
Grazie

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9 giugno 2016 23:41 delete

Personalmente non credo che i 25 cv sbloccati siano solo derivanti da un miglior utilizzo della parte ibrida e, cioè, ottenuti sfruttando per un tempo maggiore la potenza della MGUK che, dopo le modifiche effettuate al gruppo turbocompressore, potrebbe utilizzare una quota parte di energia inviatagli direttamente dall’unità H, che prima, veniva invece utilizzata per compensare il turbolag.

Nelle prime gare di campionato abbiamo visto, come effettivamente Kimi e Vettel, qualche problema al turbo lo avevano avuto, ma se effettivamente era quella la parte che aveva ceduto, ciò non vuol dire che la causa principe del problema fosse ivi localizzabile. A quello che so, la Ferrari ha provato a far passare in deroga le prime modifiche alla combustione, ma la FIA ha risposto picche, perché, di fatto il motore di Kimi era stato recuperato e non vi erano rotture sulla testata, quindi in Ferrari, praticamente, hanno dovuto prima apportare quelle modifiche “poco prestazionali” e poi modificare quello che di fatto poteva dare dei benefici e, guarda caso le modifiche al turbo sono state accettate, mentre quelle al compressore le hanno dovute “pagare” a confermare il fatto che in Ferrari, molto probabilmente, (pur sfruttando al massimo la potenza dell’ice), non potevano incrementare più di tanto la pressione di sovralimentazione, quindi con il nuovo turbo (che non sembra sia stato cambiato nelle dimensioni ma “solo” nella struttura e nell’inclinazione delle pale) dovrebbero aver risolto il loro problema di turbolag, mentre con il nuovo compressore hanno migliorato la sovralimentazione, con un probabile incremento di potenza che deriva solo ed esclusivamente dal motore termico e non esclusivamente da un miglior utilizza dell’ibrido.

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