TECNICA: la Mercedes ha un "trucco" nel telaio per.. - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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TECNICA: la Mercedes ha un "trucco" nel telaio per..

Ad inizio stagione, tra le tante indiscrezione arrivateci e pubblicate su queste pagine, c'era anche quella che abbiamo riportato in QUESTO articolo di presentazione della vettura 2016 Mercedes, la W07:


Parlavamo di un terzo elemento completamente idraulico e di un lavoro veramente certosino "poiché gli spazi dove solitamente viene posizionato tale elemento è minimo e l'ingombro di alcune soluzioni pensate e dimensionato non ne permettevano proprio fisicamente l'installazione sulla W07."

 

Grazie all'articolo di Auto Motor Und Sport pubblicato pochissime ore fa (LINK, in tedesco) riusciamo a chiudere il "cerchio" e mostrarvi come Mercedes ha "intelligentemente" bypassato il problema di spazi all'anteriore. 

Nelle ultime settimane si è parlato molto di Power Unit anche per via dei numerosi aggiornamenti portati in pista dai vari motoristi (Honda e Mercedes a Spa, Ferrari in Italia, Renault a Singapore) con la 15ina di CV in più che Mercedes ha portato in Belgio che non stanno per ora facendo la differenza. La Power Unit tedesca è si molto buona, ma un'altra eccellenza della Mercedes risiede nei sistemi sospensivi. La Power Unit Ferrari da circa 15 CV in meno (dati GPS) ha pagato uno svantaggio nei confronti di Mercedes a Monza di circa 3 decimi al giro ma Vettel in qualifica ha concluso il giro a ben 8 decimi da Hamilton. Quei 5 decimi provengono tutti dalle diverse qualità della vettura: da una aerodinamica migliore, da una efficienza aerodinamica migliore (e da qui le ali più cariche sulla W07) e soprattutto da un telaio nonché parte meccanica a livelli eccellenti della W07 Hybrid. E' tutto l'intero pacchetto che sta rendendo la Mercedes, una vettura imbattibile e dominante su qualsivoglia tracciato. 

Foto Auto Motor Und Sport

Ma senza troppi giri di parole arriviamo al sodo dell'articolo: Mercedes è riuscita a installare e evolvere durante il corso della stagione (dall'Ungheria nelle Prove Libere, dalla Germania utilizzata anche in gara) una sospensione anteriore molto complessa ma raffinata, completamente idraulica che richiedeva uno spazio non indifferente per essere installata sull'anteriore (al posteriore è già presente ma li gli spazi sono più ampi). 

Ma come ha fatto a trovare lo spazio necessario per installare una sospensione cosi complessa? Ha sfruttato un buco regolamentare nella parte di Regolamento Tecnico che parla di telaio e più precisamente stiamo parlando del Disegno 5:


Grazie a questa immagine si può notare come la FIA abbia imposto due misure da rispettare per quanto riguarda l'altezza del telaio che sono le due sezioni A-A e B-B. Mercedes dove è che ha lavorato? Ha lavorato sulla sezione A-A, quella che deve avere almeno queste dimensioni minime: 300 x 275 mm.

Una sezione che Mercedes a quanto pare non rispetta se si guarda la parte anteriore della vettura senza l'ormai classico Vanity Panel utilizzato da molti Team per eliminare "esteticamente" quello scalino concesso dal Regolamento Tecnico tra le due sezioni. Mercedes ha sfruttato una lacuna del regolamento tecnico che non definisce precisamente in quanti pezzi si possono comporre le varie sezioni imposte dal regolamento tecnico. Mercedes alle sezione minima imposta ci arriva con il Vanity Panel montato che è un elemento quindi strutturale e non solo di copertura come sulla SF16-H. Mercedes ha lavorato sul diminuire la sezione A-A per poter ampliare la "piattaforma" piana dove poter alloggiare tutti gli elementi della particolare sospensione anteriore

Se andiamo a vedere le soluzioni di Ferrari e RedBull, possiamo notare come il Team italiano abbia rispettato alla lettera il regolamento e il vanity panel è solamente un coperchio non strutturale. Notare come il push rod si infulcri già dentro al telaio cosa che non succede su Mercedes visto che il telaio è in una posizione più bassa.

Foto Motori Online
Una soluzione Ferrari 2016 molto simile alla soluzione adottata da Mercedes per la sua vettura 2015:



Se prendiamo RedBull, e ritornando a quanto scritto poco sopra, il push si infulcra cosi come in Mercedes già nel Vanity Panel, con una soluzione del Team austriaco che è una via di mezzo tra quella Mercedes e quella Ferrari.

Immagine FUnoAnalisiTecnica

A Mercedes l'installazione di una sospensione completamente idraulica anche all'anteriore permette di controllare perfettamente entrambe le macro parti della vettura; il Team tedesco va cosi a controllare perfettamente il rollio della vettura nonché le altezze da terra tutto tramite comando idraulico.

La sostituzione della molla con l'idraulica in molte zone della sospensione è un concetto noto da diversi decenni in quanto è stato sviluppato sulle automobili di serie (Citroen, ad esempio) e adottato all'epoca delle sospensioni attive nei primi anni '90 in F1. Sebbene queste ultime siano vietate dal regolamento, e che questo non sia il caso della Mercedes poiché il Team tedesco non sembra stia utilizzando gli elementi elastici veri e propri della sospensione oleopneumatici, ma solo lo smorzatore, è bene ampliare il discorso e capire quali problemi potrebbero esserci utilizzando questa tipologia di terzo elemento. La modalità tramite la quale si possa realizzare un elemento elastico sfruttando il fluido idraulico è comunque tutt'oggi la medesima. Poiché il fluido idraulico è, entro certi limiti incomprimibile (la sua comprimibilità è espressa dal modulo di Bulk che ne fornisce la contrazione volumetrica per unità di volume a fronte di una variazione di pressione), non può quindi essere utilizzato come elemento elasticose non per connettere l'ammortizzatore ad un accumulatore caricato a gas (azoto) che diventa l'elemento elastico vero e proprio del sistema. Accumulatore caricato a gas che Mercedes contiene nella pancia destra (cilindro nero in basso). 

Foto @ScarbsTech - GP d'Italia 2016 - Mercedes W06 Hybrid
L'accumulatore è un 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.

Ma quali altri fattori distinguono una sospensione "meccanica" da una idraulica?

La caratteristica elastica di un ammortizzatore a gas segue, anziché una caratteristica forza-spostamento lineare di una molla a compressione ad elica cilindrica, una legge politropica pV^k=costante: ne consegue che la sospensione potrebbe risultare cedevole per scuotimenti piccoli per poi diventare estremamente rigida per grandi scuotimenti. Se il sistema fosse correttamente dimensionato in termini cinematici (bracci di sospensione) e idraulicamente (zona di lavoro lungo la politropica) questo potrebbe non essere necessariamente un problema;

E' auspicabile che l'accumulatore a gas sia posizionato in una zona soggetta a variazioni di temperatura le più contenute possibili per non variarne la pressione di funzionamento (un innalzamento di temperatura tenderebbe ad aumentare la pressione di pre-carica del gas trattandosi di un sistema a volume costate) oppure che il sistema sia collegato ad opportuni sistemi di compensazione termica. Ad esempio, negli anni '90 l'accumulatore (che funzionava a diverse centinaia di bar di pressione) veniva installato proprio sotto il sedile del pilota in quanto era una zona piuttosto stabile termicamente ed anche molto protetta; variando la pressione di funzionamento dell'impianto (cambiando il valore di pressione di pre-carica dell'azoto, ad esempio) è possibile variare velocemente l'altezza da terra della sospensione;

Per quanto riguarda invece la regolazione dello smorzamento, una sospensione idraulica rimarrebbe praticamente invariata rispetto ad una sospensione meccanica in quanto, semplicemente applicando degli strozzatori al condotto di connessione ammortizzatore-accumulatore, è possibile regolare la caduta di pressione a fronte di una data velocità di scuotimento.

Dopo aver divagato un attimo sulle differenze tra sospensione meccanica e idraulica è bene tornare a noi e al succo dell'articolo: Mercedes sulla W07 ha la possibilità di controllare precisamente tramite un "computer idraulico" la parte destra e sinistra dell'anteriore e cosi anche al posteriore. Una sorta di FRIC tra le due macro parti della vettura: l'anteriore e il posteriore. Il grande merito del team Mercedes AMG F1 è stato quello di riuscire a mettere a punto due sospensioni che interconnettono parte destra e sinistra perfettamente riuscendo cosi a controllare sia il rollio che il beccheggio, in modo da poter avere una vettura sempre bilanciata in ogni situazione dinamica. Da notare come un bilanciamento perfetto in termini di movimenti del telaio dovuti ai trasferimenti di carico fa sì che la monoposto possa garantire un’impronta ideale su tutti e quattro gli pneumatici contemporaneamente, generando quindi un perfetto sfruttamento degli stessi. 

La soluzione è copiabile? Si, ma non nel breve termine e non cosi facilmente. RedBull si dice ci stia provando, avendo anche un telaio più simile almeno nella parte anteriore a quello della Scuderia tedesca. Ma non è assolutamente una operazione semplice, dato che la calibrazione di un sistema così ricco di componenti richiede lunghe ore di simulazione e test. 

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12 commenti

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Ros
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13 settembre 2016 18:35 delete

Sì Cristiano, ma almeno una citazione visto che ne avevo parlato per primo un pò di tempo fa!

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Ros
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13 settembre 2016 18:42 delete

in più aggiungerei che Mercedes e, soprattutto, RB utilizzano questo sistema per variare l'altezza da terra tra prove e gara (vedesi scintille ovunque in prova, sintomo di un'esasperata taratura dell'altezza da terra della monoposto, miracolosamente risolta in gara, sintomo di un'altra taratura dell'altezza da terra, pur con 100kg in più di carburante e senza possibilità di intervenire in parco chiuso!!!

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13 settembre 2016 21:30 delete

chapeau a voi per l'articolo ed a loro per l'implementazione

Partita ingiocabile per Ferrari

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uNIQ
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14 settembre 2016 09:47 delete

magari questa era una di quelle soluzioni che marchionne ha trovato nei vari cassetti degli ingegneri e che poi era stata bocciata e mai arrivata in sviluppo

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14 settembre 2016 12:07 delete

Scusate, l'articolo 10.1.1 del regolamento tecnico della F1 dice: Cars must be fitted with sprung suspension (sospensioni a molla). Quindi non capisco come la Mercedes possa avere un sistema di sospensioni totalmente idraulico. Io penso che sia solo il terzo elemento ad essere idraulico (dalla foto si vede il terzo elemento a molla nella Ferrari). Ovviamente controllando il terzo elemento loro modificano le forze che gravitano sulle ruote controbilanciandole e controllando il rollio. Ma la mia domanda è, perchè questa non è considerata una sospensione attiva?

Riporto altri 2 articoli del regolamento che penso siano stati scritti proprio per vietare le sospensioni attive:
10.2.2 Any powered device which is capable of altering the configuration or affecting the performance of any part of any suspension system is forbidden.

10.2.3 No adjustment may be made to any suspension system while the car is in motion.

Grazie mille
Alessio G.

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Ax_6
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14 settembre 2016 13:15 delete

Punto interessante, da regolamento non è previsto un controllo dinamico sulle sospensioni

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Neuzzo
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14 settembre 2016 15:37 delete

Questa modifica è fatta in fase di setting durante le prove e poi "rimane costante" durante la gara.
Quindi non sono sospensioni attive, ma facilmente regolabili in modo da ottenere la massima prestazione più comodamente e altri tipi di vantaggi come distribuzione dei pesi. ( in un vecchio articolo su f1analisitecnica spiegavano di più )

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15 settembre 2016 18:18 delete

Svelato questo trucco scopriamo per favore a cosa serve l'airscope così grande alla mercedes.

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16 settembre 2016 11:43 delete

ti dirò nel 2001 avevo proposto alla Ferrari un sistema con un terzo elemento idraulico puòi vedere il video della animazione 3d su Yuotube suspension F1- 2000 Fric
nella sostanza mi dicevano che non era applicabile!!!

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16 settembre 2016 11:44 delete

Vi dirò nel 2001 avevo proposto alla Ferrari un sistema con un terzo elemento idraulico puotete vedere il video della animazione 3d su Yuotube suspension F1- 2000 Fric
nella sostanza mi dicevano che non era applicabile!!!

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LucaR18
AUTHOR
17 settembre 2016 14:44 delete

Ma quindi le animazioni di Vandone sono sbagliate? Lì dice che è stato alzato lo scalino con la parte di telaio più vicina al pilota, ma in realtà qui si parla dell'altra sezione del telaio, tra l'altro più piccola del dovuto. Chi ha ragione?

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Davide
AUTHOR
27 settembre 2016 16:17 delete

Non trovo differenze particolari rispetto ad un sistema tradizionale. Gli elementi sono sempre gli stessi: leve che comandano elementi dotati di rigidezza ed elementi dissipativi caratterizzati dal valore di smorzamento. La novità per come la vedo io è solo aver messo il serbatoio di azoto altrove tramite un tubo, il resto è il classico funzionamento di una sospensione. Giammai l'elemento idraulico può sostituire una molla, al massimo il tubo di olio fa' le veci di un trasferimento di moto, ma l'elemento elastico è sempre una molla (comunque sia fatta e che lavori a torsione -elicoidale o barra- o meno - tazza -). L'aria non può essere una molla a meno di non avere grande controllo termico. Usare un serbatoio d'azoto come molla porta ad un suo repentino riscaldamento dell'ordine di centinaia di gradi se viene continuamente compresso ed espanso a causa del fatto che la politropica non è una trasformazione isoentropica.

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