Lo studio delle prestazioni del Kart al variare dell’assetto telaistico
Come lo ''scheletro'' di un veicolo influisce sulle sue performances


[22/03/2007]
Teoria e pratica, analisi delle prestazioni e sviluppo del telaio: Questo in sintesi lo “Studio delle prestazioni del Kart al variare dell’ assetto telaistico” svolto in collaborazione con il Tor Vergata Karting, e il Centro Italia Kart s.r.l.
Condotto e realizzato su diversi kartodromi e con l’ausilio della telemetria e della tecnologia FEM, tale studio mette in evidenza la necessità di un approccio tecnico-scientifico nella messa a punto e nella realizzazione di un moderno telaio di Kart.



Attraverso una fase introduttiva di descrizione della teoria dell’assetto, dove viene illustrata e spiegata nel dettaglio la teoria di funzionamento del kart, le variabili di assetto, e le caratteristiche tecniche fondamentali, si fornisce la conoscenza anche ai non-addetti ai lavori dei principi tecnici di questo fantastico mezzo che è il kart.
Nella seconda parte del lavoro, un innovativo metodo di calcolo da me sviluppato da me in Excel, fornisce i valori dei trasferimenti di carico sulle singole ruote al variare della velocità di percorrenza curva, e al variare della posizione e delle masse dei principali elementi componenti il kart (motore, marmitta, serbatoio, radiatore, scocca, ecc.) e del pilota.
Inoltre il foglio di calcolo permette di visualizzare l’ andamento qualitativo e il valore numerico della distribuzione di carico sulle quattro ruote al variare della velocità di percorrenza curva, in differenti condizioni dinamiche e parametri di assetto (angolo di sterzata, pressione dei pneumatici, rigidezza del telaio, posizione baricentro, ecc.) .
La terza e più importante fase è stata lo sviluppare un’ analisi delle reazioni del telaio al variare delle sue regolazioni di assetto, effettuata in pista con il supporto della telemetria, di bilance di pesatura, delle impressioni del pilota.
La telemetria ha consentito immediatamente di rilevare le variazioni di tenuta in staccata, in fase di percorrenza curva e in fase di uscita, grazie ai sensori di accelerazione longitudinale e laterale, e di rilevare il miglior compromesso di assetto possibile grazie al confronto tra le velocità raggiunte nei vari punti del tracciato, il n. giri motore, i tempi intermedi.



Si è potuto immediatamente constatare, come al seguire di una modifica di assetto, come l’aggiunta di una barra sedile, o la riduzione di una carreggiata, le accelerazioni laterali vadano ad aumentare, fino ad un valore limite, oltre il quale il pneumatico non sopporti l’aumentato carico laterale e il telaio cominci a “pompare”, ossia a saltellare per effetto di una gomma a terra che tende ad “attaccare-staccare”, mettendo in crisi la struttura.
Oppure come, all’ adottare di un assale più morbido in condizioni di grande aderenza, il telaio riesca a “scorrere” sulla gomma, fornendo alla telemetria dei valori di accelerazione laterale molto più continui e stabili, per tutto il tratto di percorrenza curva.
Oppure notare come, ad un’ aumento di angolo di camber, ne è risultata una maggiore scorrevolezza del mezzo in rettilineo che ha permesso di raggiungere una maggiore velocità in fondo al rettilineo, un maggior appoggio sui curvoni veloci, ma una ridotta impronta a terra e peggior inserimento nei tornanti stretti.
Lo studio è proseguito con un analisi di bilanciamento del mezzo in condizione statica, al variare delle regolazioni di assetto. Mediante l’ utilizzo di 4 bilance di pesature collocate sulle singole ruote, si è proceduto alla rilevazione della distribuzione dei pesi al variare degli angoli caratteristici, della posizione del baricentro, della dimensione delle carreggiate, ed altre variazioni di set-up, mettendo in luce come il kart sia estremamente sensibile nel suo bilanciamento dei carichi anche alla minima variazione di assetto.



Oltre alla rilevazione delle prestazioni del telaio in fase di set-up, si è voluto procedere all’analisi delle prestazioni del telaio già in fase di progettazione, con l’importante supporto tecnico del TVK è stato possibile riprodurre un modello virtuale del telaio in esame, per poi sottoporlo ad un accurato studio agli elementi finiti.
Il modello è stato riprodotto in ambiente Femap 9.0, con risolutore Nastran, e rappresentato tramite ricostruzione in elementi Beam ed elementi Mass.
Mediante l’ ausilio del Centro Italia Kart s.r.l. è stato possibile disporre di un telaio della Maranello su banco di riscontro, e tramite strumenti di misura, poter riprodurre fedelmente le sue reali dimensioni geometriche su modello virtuale.




Tale analisi ha permesso di prevedere le prestazioni del telaio in merito a fenomeni di torsione, flessione, e compressione, in seguito a carichi virtuali impartiti nei vari punti cruciali della scocca, così da poter studiare gli effetti di reazione del telaio e poter individuare e simulare modifiche di struttura significative, prima di passare alla fase costruttiva.



Lo studio esposto, eseguito sotto diverse prospettive, e composto da più strumenti di verifica e previsione, rappresenta un fondamentale supporto di analisi per indirizzare al meglio la messa a punto e la progettazione di un telaio di Kart, al fine di rendere ben visibili le sue prestazioni e poterle migliorare nelle diverse condizioni di gara.
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