fibra di vetro laminati su modelli in poliuretano espanso (figura 4.17). La bassa densità del poliuretano permette una lavorazione rapida in fresa e la movimentazio-ne agevole dei pezzi. Di contro, questo materiale movimentazio-necessita di un trattamento della superficie (estremamente porosa) e di particolare attenzione durante il processo di finitura, a causa della scarsa resistenza meccanica.
Gli stampi in fibra di vetro hanno una notevole dilatazione termica, quindi è stato utilizzato un processo a singola cura, realizzando profili cavi con rinforzi longitudi-nali interni. Delle centine in alluminio sono incollate alle estremità dei profili tramite adesivo strutturale e su di esse vengono avvitate le viti di fissaggio (figura 4.18). La massa totale del pacchetto aerodinamico è di 11kg
Figura 4.17: Modelli in poliuretano Figura 4.18: Struttura dell’ala posteriore
4.3 Sospensioni e freni
Figura 4.19: Rendering del sistema sospensivo
Le gomme sono le componenti che influenzano in maniera più diretta le prestazioni della vettura. Il sistema sospensivo è sviluppato sulla base degli pneumatici scelti
70 Capitolo 4. La monoposto
e un aspetto fondamentale nella loro selezione è quindi la disponibilità di dati e misure. Deciso l’utilizzo di cerchi da 10" per ridurre masse non sospese e inerzia rotazionale, sono state valutate gomme di diversi produttori, tra i quali Avon, Le-cont, Continental e Hoosier. Il modello Hoosier 18x7.5 R25B è stato scelto per la maggiore diffusione commerciale, fattore che ha portato nel tempo alla disponibilità di molti dati sperimentali riguardo al comportamento cinematico. Queste gomme hanno inoltre un ottimo compromesso tra prestazioni, peso e durata.
Sono stati scelti una distribuzione pesi 51% posteriore e 49% anteriore ed un passo di 1535 mm, vicino al minimo regolamentare, per ridurre il momento di imbardata e quindi favorire l’agilità del veicolo. La carreggiata anteriore è di 1180 mm e quella posteriore di 1140 mm, per favorire la manovrabilità negli slalom e nelle curve più strette. Questo facilita anche la percezione che il pilota ha delle dimensioni globali del veicolo.
L’obiettivo di progetto della cinematica è stato quello di avere una vettura reattiva. A tal fine sono state fatte le seguenti scelte: fissato un angolo di convergenza di 0◦C per garantire stabilità, scelto un angolo di camber tale da massimizzarne il recupero in curva e tale da assicurare un mechanical trail di 9.6 mm e uno scrub radius ante-riore di 25.9 mm. Questo conferisce anche stabilità e maneggevolezza allo sterzo. Gli angoli di king pin e di caster sono stati ridotti al posteriore per rispettare l’altezza da terra.
L’altezza dei centri di rollio è stata scelta per assicurare un corretto trasferimento di carico, che permetta di mantenere una buona rigidezza a rollio: 74 mm all’anteriore e 86 mm al posteriore. L’altezza dei centri di beccheggio è invece a 141 mm da terra e a 771 mm dietro l’asse frontale, per garantire al pilota una buona maneggevolezza in fase di frenata e di uscita di curva. Si ottengono quindi valori di antidive del 45% e 35% anteriore/posteriore e di antisquat rispettivamente del 10% e 40%.
È stata scelta una configurazione di tipo push-rod sia all’anteriore che al posteriore per semplicità in termini di ingombri, avendo i motori montati direttamente nelle ruote. Il motion ratio è stato impostato a 1.1 per sfruttare l’intera corsa dell’ammor-tizzatore, rispettando i vincoli regolamentari. Infine il sistema antirollio (figura 4.20) è stato concepito per essere facilmente accessibile ed in modo che la rigidezza delle lame fornisca un roll rate di 0.6 deg/g. La geometria di sterzo è stata determinata in base ad un compromesso tra ingombri, angolo di convergenza e di Ackermann. I triangoli sono realizzati mediante tubi d’acciaio saldati, delle flange
permetto-4.3. Sospensioni e freni 71
Figura 4.20: Da sinistra: gruppo antirollio, ammortizzatore, rocker
Figura 4.21: Triangoli e configura-zione push-rod
no la regolazione tramite aggiunta di spessori (figura 4.21). Gli attacchi a scocca sono realizzati in alluminio 7075-T6 per asportazione di truciolo tramite macchine a controllo numerico.
Figura 4.22: Sezione del gruppo ruota
Diversi sensori sono posizionati sul sistema sospensivo in modo da monitorare le grandezze principali durante la corsa: potenziometri lineari per rilevare la posizione degli ammortizzatori, dello sterzo e dei pedali, accelerometro e giroscopio.
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Nella progettazione dell’impianto frenante, il problema principale è stato l’esiguo spazio disponibile all’interno dei cerchi da 10 pollici. Anche le pinze freno più picco-le disponibili in commercio avrebbero ridotto eccessivamente il diametro dei dischi, diminuendo la coppia frenante. Delle pinze AP Racing CP4227 sono state quindi modificate per lavorare con solo due pistoncini da un lato (figura 4.23), riducendone ingombro, massa e risolvendo il problema delle perdite nei condotti a cavallo tra le due metà della pinza, situazione sperimentata nella vettura a combustione. Queste componenti infatti sono originariamente pensate per motocicli leggeri e nell’appli-cazione in esame lavorano in sovraccarico, con una vita risultante molto breve. La pinza è stata pertanto modificata rifacendone una metà, che sigilla i condotti dell’o-lio e risulta avere la forma di una semplice battuta dove fissare le pastiglie.
L’espediente introdotto ha permesso di riutilizzare pinze dismesse, con relativo ri-sparmio economico. Lo svantaggio (non da poco) è la necessità di inserire periodi-camente degli spessori dietro le pastiglie fisse man mano che queste si consumano, al fine di evitare l’eccessiva flottanza del disco.
Figura 4.23: Rendering della pinza AP Racing CP4227 modificata
In parallelo è stata quindi sviluppata una pinza su misura con l’obiettivo di avere una componente dal minimo ingombro assiale. Si è tornati alla configurazione a pistoncini contrapposti, riducendone tuttavia la corsa al minimo per limitare l’e-stensione assiale. Per avere un buon compromesso tra massa, resistenza e rigidezza, il materiale scelto è alluminio 7075-T6.
I dischi sono realizzati su misura in acciaio AISI420 ed hanno un diametro di 175 mm e spessore di 4 mm (figura 4.24).
La ripartizione di frenata è stata impostata inizialmente al 50% ed è regolabile su un range di ±20%. Verrà decisa successivamente in base ai test a vettura completa,
4.3. Sospensioni e freni 73
Figura 4.24: Pinza progettata e relativo disco freno
Figura 4.25: Pedale del freno con relative pompe e acceleratore
in relazione all’equilibrio con la frenata rigenerativa.
La pedaliera (figura 4.25) è regolabile per adattarsi a piloti di altezza diversa. Il pedale del freno attiva una coppia di pompe con cilindri da 14 mm, ritenuti il com-promesso ideale tra forza da applicare e corsa del pedale. La prima parte di questa non attiva le pompe, bensì la frenata rigenerativa. Per evitare la sensazione di "pedale a vuoto", delle molle sono inserire per dare un feedback al pilota.
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