Design of the rear suspensions of a Formula Renault race car

TEST CON VIRTUAL LAB

I test che abbiamo effettuato con il nostro modello riguardano la tenuta in pista della vettura durante la percorrenza di una curva ad alta velocità. Per poter confrontare i risultati numerici delle varie prove, abbiamo utilizzato sempre la medesima curvatura dello sterzo. Non è stato usato un angolo di sterzo costante, bensì abbiamo voluto realizzare una sterzata progressiva dopo una fase iniziale di accelerazione crescente. In questo modo la vettura raggiunge la velocità di ingresso in curva desiderata e viene poi verificata la velocità e l’angolo limite per la quale la vettura non perde aderenza. Nel grafico in parte viene riportata la curva di sterzo utilizzata. Le due prove sono eseguite utilizzando una velocità massima di 500RPM e 1200RPM le quali sono corrispondentemente la velocità di picco di tenuta senza e con l’utilizzo della barra anti rollio. L’obbiettivo dei test è quello di verificare il notevole miglioramento portato dall’utilizzo dell’apparato analizzato.

TEST 1

Tenuta in curva con entrambe le configurazioni

In questo test viene utilizzato il riferimento di velocità angolare delle ruote riportato a fianco. Vengono riportati solamente i grafici delle forze agenti sulle ruote nel caso di non utilizzo della barra anti rollio in quanto in entrambi i casi la vettura effettua la sterzata senza problemi fornendo così i medesimi grafici per entrambe le prove. Questo fatto sottolinea la scarsa partecipazione della barra anti rollio per contrastare l’effetto di eccessivo rollio della vettura.Vengono riportati i grafici relativi alle principali forze agenti sulle ruote della vettura durante il moto associato con il filmato del test eseguito.

Simulazione tenuta in curva della vettura

I grafici evidenziano che la vettura è in grado di sottostare a forze laterali massime di circa 800N quando le forze longitudinali sulla ruota destra e sinistra sono rispettivamente 400N e 700N. Il risultato evidenzia notevoli perdite di aderenza da parte della vettura che dispone solo delle sospensioni posteriori senza l’aiuto di una forza per contrastare il rollio della vettura.

Forza Laterale Forza Longitudinale Forza Normale

TEST 2

Tenuta solo con barra anti rollio

In questo secondo test viene incrementata la velocità angolare delle ruote fino a raggiungere i 1200RPM che corrispondono a circa 34m/s. Si osserva la perdita di aderenza da parte della vettura senza barra anti rollio la quale non riesce a vincere le forze agenti sulle ruote da parte della notevole velocità. Al contrario nel caso di utilizzo di tale soluzione vi sono valori delle forze agenti sulle ruote molto superiori rispetto al caso precedente sottolineando il fatto che la soluzione adottata garantisce una buona tenuta di strada riuscendo a contrastare le froze agenti sulla vettura durante il moto. Viene riportato ora il filmato della simulazione ricavato mediante l’utilizzo del riferimento di velocità in parte ma senza attivare il dispositivo di anti rollio per osservare l’effettiva perdita di aderenza.

Simulazione perdita di aderenza senza barra anti rollio

Di seguito vengono riportati i grafici ottenuti dalla simulazione delle tre forze principali agenti sulla vettura.

Forza Laterale Forza Longitudinale Forza Normale

CONFRONTO

Vengono ora confrontate le forze generate sulla vettura per verificare l’effettivo miglioramento di tenuta dato dall’utilizzo della barra anti rollio. Per chiarezza grafica vengono analizzate le variazioni di forza solamente sulle ruote posteriori. In particolare viene confrontato l’andamento delle forze laterali, longitudinali e normali a cui è soggetta la vettura con velocità angolare delle ruote posteriori di 500 RPM e 1200 RPM. I risultati vengono riportati nei grafici sottostanti i quali evidenziano un notevole miglioramento della prestazioni. Infatti si ha una variazione della velocità di punta da circa 14m/s a 32m/s a parità di sterzo. Si può osservare come la forza longitudinale sia maggiore di 400N nel secondo test e  come le forze normali sulle ruote posteriori siano scaricate sulle ruote interne al raggio di curvatura grazie all’azione della barra di torsione presente nell’apparato anti rollio. In definitiva vi è un notevole miglioramento della tenuta in curva da parte della vettura la quale è in grado di ottenere una velocità di circa 3 volte superiore a quella del test 1.

Confronto forza Laterale Confronto forza Longitudinale Confronto forza Normale

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