I veicoli di tipo Go-Kart sono caratterizzati da un limitato numero di componenti che si contraddistinguono, ognuno, per semplicità concettuale e d’utilizzo. Lo schema costruttivo caratteristico dei veicoli Go-Kart prevede il seguente layout di progetto:
Telaio tubolare;
Motore e trazione posteriore;
Assale posteriore unico con assenza di differenziale;
Trasmissione a catena;
Sistema di sterzo in presa diretta;
Assenza di qualsiasi dispositivo di sospensione;
Freni a dischi sulle ruote anteriori e/o sull’assale posteriore.
Usualmente con il termine “telaio” si intende l’insieme del telaio tubolare propriamente detto e dei restanti componenti fondamentali, ad eccezione degli pneumatici, delle carene e del motore.
Nella fig. 5.2, a conferma di tale affermazione, si riporta l’immagine descrittiva relativa alla fiche d’omologazione di un telaio di tipo commerciale, per motorizzazioni di 125 cc. Come dimostrano le numerose pubblicazioni scientifiche sul comportamento dinamico di tali veicoli [1-5], le prestazioni dinamiche offerte sono principalmente influenzate proprio dalle caratteristiche di rigidezza strutturale del
telaio tubolare e dall’assale posteriore. Tali veicoli, sono capaci di prestazioni estreme e sebbene a prima vista possano sembrare molto più semplici di un qualsiasi altro veicolo da competizione, richiedono un processo di progettazione e di messa a punto molto raffinato.
Il motore tipicamente a due tempi (solo a partire dal 2004 anche sui Go-Kart è stato introdotto il motore a 4 tempi) ha cilindrate da 100 o da 125 3
cm
ed è solitamente installato nella zona posteriore e/o laterale del sedile.Fig 5.1 - Go-Kart con motorizzazione da 125 cc
Fig 5.2 - Fiche d’omologazione per telaio Go- Kart 125 cc
L’assale posteriore (elemento di connessione tra ruote, motore ed impianto frenante) si contraddistingue per la forte influenza esercitata nella caratterizzazione della rigidità torsionale del telaio, svolgendo l’importante funzione di elemento elastico del retrotreno. Le flessioni dell’estremità dell’assale sono dell’ordine di pochi mm e
dipendono sostanzialmente del modulo di elasticità E del materiale, e dalla geometria. Le tre quote caratteristiche sono la lunghezza l, il diametro esterno De e lo spessore s.
Si possono tracciare le variazioni della resistenza a flessione dello stesso tipo d’acciaio in funzione del rapporto De/s, ma il comportamento dinamico dell’assale, ed in particolare la frequenza di oscillazione, variano anche in funzione del materiale e della lunghezza dello sbalzo rispetto ai supporti esterni.
Comportandosi anche l’assale come una molla, maggiore è la rigidità maggiore è la velocità con cui ritorna alla sua posizione di riposo; di conseguenza è preferibile un assale molto rigido, in quanto favorisce il sollevamento della ruota posteriore interna e il trasferimento di carico rispetto ad uno meno rigido, che si deforma maggiormente nella zona della ruota esterna (quella di appoggio).
Nelle classi 100 3
cm
, il sistema di trasmissione a catena è collega direttamente il motore all’assale attraverso i rispettivi elementi costituenti il pignone e la corona; nella classe 125 3cm
tra albero motore e pignone abbiamo la frizione e un cambio a sei rapporti.Componente fondamentale del sistema di sterzo è il fusello, dalla cui orientazione dipendono i valori degli angoli caratteristici delle ruote, ed in definitiva la bontà dell’assetto stesso del veicolo Go-Kart.
Tali angoli possono essere facilmente schematizzati come segue:
Fig 5.3 - Sezione assiale posteriore Go-Kart.
Fig 5.4 - Deformazione assale posteriore Go-Kart.
Convergenza (toe). Rappresenta l’angolo orizzontale che il piano di rotolamento di ciascuna ruota anteriore forma con il piano longitudinale e verticale passante per l’estremità del fusello. Ogni ruota ha un angolo di semiconvergenza che vale la metà del totale; Per convenzione, si considera solitamente positivo quando le ruote sono chiuse in avanti.
Campanatura (Camber). E’ l’angolo che si forma tra il piano di rotolamento del pneumatico anteriore ed il suo asse di mezzeria, perpendicolare al terreno. Assume valori positivi quando i pneumatici sono chiusi verso il basso.
Incidenza (Caster). Rappresenta l’angolo di inclinazione longitudinale che l’asse di rotazione del fusello forma con la verticale al terreno. Esso generalmente è positivo, dato che in tal modo svolge una funzione stabilizzatrice.
Inclinazione trasversale (King Pin). È la componente trasversale dell’angolo con il quale è saldata la C del fusello al telaio, e da tale angolo dipende la lunghezza del braccio a terra, responsabile della prontezza di ritorno del volante dopo una sterzata.
Il sedile riveste una funzione importante relativamente alla distribuzione dei pesi e quindi sulla posizione del baricentro del complessivo. Un sedile posizionato più in alto incrementa la tenuta laterale, in quanto cresce il braccio della forza centrifuga che si scarica sulle ruote esterne, con un aumento della pressione
Fig 5.6 - Rappresentazione dei piani longitudinali delle ruote anteriori. Convergenza positiva (piani
che si incrociano anteriormente).
Fig 5.7 - Definizione positiva dell’angolo di Camber (toe in).
Fig 5.8 - Evidenzia l’angolo di caster e il conseguente braccio raddrizzante.
di contatto con il terreno. Durante la frenata aumenta, inoltre, il carico sulle ruote anteriori: in tale condizione, un sedile posizionato in avanti sposta il baricentro verso l’avantreno, conferendo al kart un comportamento sovrasterzante, al contrario se invece si sposta il sedile verso il retrotreno.
Nella categoria dei 100 3