TEST IN PISTA ED ANALISI DEI DATI

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Capitolo 5

TEST IN PISTA ED ANALISI DEI DATI

In questo capitolo presenteremo il telaio realizzato per i test ed il test svolto, con relative condizioni, dati raccolti e conclusioni. Purtroppo è stato possibile svolgere solamente un test, tuttavia i dati raccolti sono incoraggianti e per il futuro sono previsti nuovi test.

5.1. Telaio realizzato da P.C.R.

In seguito alla fase progettuale, descritta nel capitolo 4, la ditta P.C.R. ha provveduto a realizzare il telaio ed a montarvi tutto il necessario affinché fosse pronto per i test.

Figura 5.1: Foto dal basso del telaio innovativo

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Cap. 5: Test in pista ed analisi dei dati

Dalla figura 5.1 si può vedere il telaio realizzato con la sua particolare forma e nella figura 5.2 il particolare del sistema di regolazione della cedevolezza concentrata con le piastre e la mensola su cui verrà montato il motore.

Figura 5.2: Vista dal basso della parte posteriore

Figura 5.3: Particolare della parte posteriore

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Dalla figura 5.3 si può invece notare la forma della rigidezza concentrata vista dall’alto.

Figura 5.4: Parte posteriore e fissaggio seggiolino

Dalla figura 5.4, che mostra ancora la parte posteriore, si può notare un particolare interessante, il seggiolino viene sorretto nella parte anteriore con degli attacchi sulla parte anteriore del telaio (presenti anche nel telaio standard) ed in quella posteriore con delle staffe; le staffe sulla parte posteriore sono due per ogni lato, una viene collegata alla parte anteriore del telaio e l’altra sulla posteriore. Questo è in contrasto con quanto richiesto nelle specifiche poiché irrigidirebbe il telaio, durante i test infatti si è provveduto a scollegare tale staffa.

5.2. Test in pista.

I test in pista rappresentano una parte importante del nostro lavoro, attraverso di essi infatti si può smentire o avvalorare le ipotesi e le simulazioni fatte.

Il primo ed unico test che abbiamo condotto ha avuto più funzioni:

constatare se ci sono differenze di comportamento con un kart standard;

constatare se le differenze sono quelle rilevate con la simulazione dinamica

oggetto di [3];

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prendere una decisione, da parte di P.C.R., sul futuro e la competitività del progetto.

Il nostro maggior interesse si è concentrato sui primi due punti, indubbiamente di maggior interesse ingegneristico poiché avrebbero confermato i dati forniti dalle simulazioni [3]; si vuole far notare inoltre che, nonostante le simulazioni condotte in [3] siano riferite al telaio Jaguar 2000 e ad un telaio modificato con diverse rigidezze del posteriore, quello che si vuol avvalorare è il principio base, cioè che se un telaio ha una geometria tale da favorire una microsterzatura dell’assale posteriore causata dalle forze a terra tipiche di una curva, avrà una minore tendenza al sottosterzo in entrata di curva e nei cambi di direzione rispetto ad un telaio con la stessa rigidezza torsionale ma nessun sistema di sterzatura dell’assale posteriore.

L’ultimo punto invece è stato di particolare interesse per P.C.R. al fine di decidere se il telaio modificato potesse essere più veloce del loro ed eventualmente sostituirlo nei prossimi anni.

Per i test è stato scelto il circuito “San Pancrazio” di Parma, kartodromo internazionale dove si svolgono molte manifestazioni titolate ed in cui P.C.R. è solita provare i nuovi particolari.

Figura 5.5: Circuito San Pancrazio di Parma

Il circuito, lungo 1154 metri con una larghezza di 8m, ha la particolarità di una prima

parte molto veloce, fino alla curva 8, ed una seconda molto lenta, caratterizzata dal

tornante 8, dalle due curve lente 10 e 11, e dalla chicane finale 12. Per condurre il

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kart è stato scelto il pilota ufficiale di P.C.R., il francese Armand Convers, detentore del record del tracciato.

Figura 5.6: Convers in uscita dai box

Come si può ben comprendere dagli obiettivi del test è stato necessario utilizzare

due kart gemelli, la cui differenza consistesse unicamente nel tipo di telaio, uno

infatti era equipaggiato con telaio modificato e l’altro con telaio standard. Come in

ogni veicolo ad alte prestazioni le gomme rivestono un ruolo fondamentale, per

questo si è scelto di utilizzare le stesse gomme per i due kart, avendo cura di

trasportare le ruote da un veicolo all’altro. Unica differenza tra un kart e l’altro sono

le regolazioni, in questi veicoli infatti è possibile intervenire su molti parametri, tra

cui altezza da terra del posteriore, cinematismo di sterzo, convergenza, e gli angoli

caratteristici di sterzo (caster e kingpin); il kart standard era già regolato secondo

l’esperienza del pilota essendo quello da lui normalmente utilizzato in gara ed in

prova mentre quello con telaio modificato aveva una regolazione standard,

applicarvi le regolazioni dell’altro infatti avrebbe avuto poco senso dal momento che

avrebbe avuto reazioni diverse e tali regolazioni sarebbero potute essere addirittura

controproducenti.

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Figura 5.7: Particolare di regolazione degli angoli di sterzo

In occasione dei test si è inoltre provveduto a camuffare la particolarità del telaio modificato da occhi indiscreti (la domanda di brevetto non era ancora stata depositata) attraverso dei finti tubi.

La natura e gli obiettivi dei test sono stati tali permettere lo svolgimento senza telemetria, affidandosi solamente alle impressioni del pilota ed al riscontro cronometrico.

Il kart equipaggiato con il telaio modificato è sceso complessivamente in pista tre volte. Nella prima, in cui sono stati percorsi 7giri con gomme Bridgestone usate, il pilota ha controllato nel primo giro che tutto fosse a posto e successivamente ha preso confidenza con le nuove reazioni date dal veicolo scendendo via via con i tempi sul giro. Riportiamo di seguito i tempi di questo primo run.

Giro 1 Giro 2 Giro 3 Giro 4 Giro 5 Giro 6 Giro 7 Telaio

UNIPI 1’ 48.00” 1’ 46.60” 1’ 46.80” 1’ 46.48” 1’ 46.10” 1’ 46. 03” 1’ 46.30”

Tabella 5.1: Tempi sul giro ottenuti dal kart con telaio standard e gomme Bridgestone

Questi tempi possono essere paragonati ai migliori tempi registrati dal pilota con il

kart standard, utilizzato ad inizio test per rodare il motore, che non sono mai scesi

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sotto 1’46.30” nemmeno a rodaggio concluso. In questa fase il kart con telaio modificato era configurato con una distanza di 55mm tra le piastre costituenti la snodo virtuale e si era provveduto a togliere le staffe che collegano il seggiolino alla rigidezza concentrata del telaio. Le impressioni del pilota sono state positive, il comportamento del telaio è apparso da subito molto diverso da quello dello standard, ha subito notato come fosse maggiormente veloce nell’impostazione delle curve a bassa velocità e nei cambi di direzione delle chicane, ma più lento sulle curve ad ampio raggio ed alta velocità in cui il comportamento più nervoso ha richiesto maggiori correzioni.

Il pilota ha rilevato inoltre un effetto sgradevole in frenata, in cui il veicolo tende a curvare verso sinistra richiedendo una correzione per tenerlo in traiettoria rettilinea;

ciò è dovuto al fatto che, essendo il disco freno installato sul lato sinistro dell’assale posteriore, la ruota sinistra ha una forza frenante maggiore della destra a causa della deformazione torsionale dell’assale stesso e tali forze generano un momento tale da creare una microsterzatura dell’assale a causa della cedevolezza. Questo problema può facilmente essere risolto installando il disco freno nella mezzeria dell’assale o installando un altro disco freno sulla parte destra in maniera simmetrica rispetto all’altro (ipotesi poco probabile per problemi di ingombro).

Figura 5.8: Posizione del disco freno

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Nei run successivi si è scelto di montare delle gomme nuove, di marca Vega, per poter confrontare i veicoli in condizioni di maggior grip, quindi più reali. Inizialmente è stato provato nuovamente il telaio modificato, a cui si è cambiata la configurazione della cedevolezza concentrata passando ad una distanza tra le piastre di 95mm per venire incontro alle esigenze del pilota di migliorare il comportamento nella parte veloce, successivamente è stato riprovato il kart standard (con le stesse gomme) e poi ancora il kart con telaio modificato a cui si sono rimontate le staffe superiori di fissaggio del seggiolino per irrigidirlo (variare la posizione delle piastre richiede molto tempo essendo collegate con 12 giunti imbullonati e, considerando il poco tempo a nostra disposizione, si è optato per questa soluzione).

Figura 5.9: Giunti imbullonati per il fissaggio delle piastre

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Di seguito riportiamo i tempi sul giro rilevati.

Giro 1 Giro 2 Giro 3 Giro 4 Giro 5

kart UNIPI

run 1 1’ 47. 50” 1’ 46. 31” 1’ 46. 02” 1’ 45. 58” 1’ 45. 68”

Kart P.C.R. 1’ 46. 35” 1’ 45. 74” 1’ 45. 86” 1’ 45. 70” 1’ 45. 85”

kart UNIPI

run 2 1’ 46. 74” 1’ 45. 72” 1’ 45. 55” 1’ 45. 48” 1’ 45. 42”

Giro 6 Giro 7 Giro 8 Giro 9 Giro 10

kart UNIPI

run 1 1’ 45. 54” 1’ 45. 50” 1’ 45. 54” 1’ 45. 58”

Kart P.C.R. 1’ 45. 76” 1’ 45. 82” 1’ 45. 55” 1’ 45. 66” 1’ 45. 67”

kart UNIPI

run 2 1’ 45. 32” 1’ 45. 43” 1’ 45. 35” 1’ 45. 41”

Tabella 5.2: Tempi sul giro con gomme nuove

Le impressioni del pilota sono state positive dopo il primo run con le nuove gomme ed ancor più con il secondo run, dimostrando come una maggiore rigidezza flessionale fosse maggiormente gradita sia nelle curve veloci che nella fase di frenata.

È interessante aggiungere che, nonostante non si abbiano a disposizione i rilevamenti di intermedi lungo il circuito, chi si occupava del cronometraggio data la sua esperienza si è accorto di come il kart equipaggiato con il telaio modificato fosse in svantaggio nella prima parte del circuito, fino alla curva 7, per poi recuperare il tempo perduto ed andare a guadagnare terreno nel successivo tratto; il tempo registrato dal kart nell’ultimo tratto è quindi sembrato sorprendente.

Ponendo ora attenzione sui tempi sul giro si nota come il kart con il telaio modificato

abbia ottenuto un giro migliore con il tempo di 1’45.32”, migliore di 0.23” del miglior

giro del kart standard.

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Tempi sul giro con gomme nuove (Vega)

44 44,5 45 45,5 46 46,5 47 47,5 48

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Numero giro

Tempo sul giro

Telaio STD Telaio UNIPI run2 Telaio UNIPI run1

Figura 5.10: Grafico riassuntivo dei tempi sul giro

Se poi si riportano i tempi su un grafico si può notare come il kart equipaggiato con il telaio modificato oltre ad essere costantemente in vantaggio su quello standard, offre una maggior costanza di tempi sul giro. Ciò si può constatare anche calcolando il tempo medio sul giro, se infatti si escludono i primi tre giri di ogni run, necessari per portare le gomme in temperatura, e si calcola il tempo medio sui giri rimanenti si può notare come il kart standard registri 1’45.71”, mentre quelli con telaio modificato al primo run 1’45.57” ed al secondo 1’45.40”.

Nella migliore delle ipotesi quindi un miglioramento medio di 3.1 decimi di secondo ogni giro, che proiettati su una gara di 25 giri ammontano a 8 secondi di vantaggio.

5.3. Conclusioni sul test in pista.

Possiamo concludere che gli obiettivi del test sono stati raggiunti con successo, si è

infatti rilevata una differenza nel comportamento tra kart con telaio modificato e

standard; le differenze poi sono esattamente quelle che ci si attendevano dai risultati

della simulazione dinamica, una diminuzione di tendenza al sottosterzo nella fase di

entrata in curva e nei cambi di direzione a scapito di un maggior nervosismo nelle

reazioni, richiedendo un maggior controllo da parte del pilota. Si osserva inoltre

come nella simulazione dinamica, condotta anch’essa sul circuito di Parma, il kart

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con telaio modificato guadagnasse molto poco nella prima parte del circuito (fino alla curva 4), per guadagnare circa 1.7 decimi di secondo dalla curva 4 alla 8 ed incrementare il vantaggio di altri 1.7 decimi di secondo nell’ultimo tratto.

Dal punto di vista delle performance in pista il telaio ha riscosso giudizi positivi da parte di P.C.R., dichiaratasi pronta a condurre nuovi test al fine di provare l’affidabilità del telaio, le performance su una pista gommata e regolando tutti i parametri ad hoc, per stessa ammissione del pilota infatti ci sarebbero state delle regolazioni da effettuare all’anteriore.

Probabilmente nuovi test potrebbero essere svolti sulla pista di Lonato, altra pista internazionale su cui si svolgono numerose manifestazioni; questa pista sembra inoltre più adatta alle caratteristiche del kart modificato per la maggior quantità di curve a bassa velocità. Questo tracciato è inoltre maggiormente sfruttato ed è maggiore la probabilità di trovarlo gommata; avere una gommatura ottimale in fase di test oltre ad offrire migliori performance è ottimale perché rende le condizioni più vicine a quelle di un weekend di gara. Una maggior gommatura inoltre rende massimo il momento M

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, condizione necessaria per la taratura ottimale della rigidezza della cedevolezza concentrata.

Figura 5.11: Circuito di Lonato

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Al momento purtroppo non si sono potuti svolgere nuovi test a causa degli impegni di P.C.R., il finale di stagione e gli impegni in vista del campionato mondiale infatti avrebbe portato lasciano poco tempo libero al team.

Nei prossimi test sarà inoltre necessario trovare una configurazione ottimale della distanza tra le piastre della cedevolezza concentrata (sarà quindi necessaria una gommatura ottimale del circuito) al fine di poterla poi verificare sui vari circuiti in vista della costruzione di un telaio senza il sistema di regolazione che possa essere omologato.

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