La sospensione dell'autoveicolo - approfondimenti

[alfistavero]

p.s.

sareste capaci di tirarmi fuori 3 grafici, uno per ogni valore di KUS (<0, >0, =0), con in ascisse il valore di Ay e in ordinate il valore di DELTAvol?

supponiamo che la macchina (o, se preferite, le tre macchine) è sempre quella, quindi sono uguali il passo e la posizione del baricentro.
e, naturalmente, è uguale la curva, cioè R.

 

[alfistavero]

..........tra l'altro, in questo modello base, abbiamo solo le rigidezze di deriva con cui "giocare" per far variare KUS nella maniera voluta; poi credo diventerà divertente quando ci si potrà mettere dentro i trasferimenti di carico

puoi farlo subito se pensi a quello che dicevamo quando parlavamo dei trasferimenti di carico e delle barre stabilizzatrici. mi pare che avevo postato un grafico che faceva vedere come, in funzione del trasferimento di carico, la rigidezza di deriva della'asse completo (cioè somma della ruota dx e sx) cambiasse (diminuisse). quindi, basta applicare quel discorso fatto là con la formula espressa qua: basta che metti dentro la rigidezza di deriva equivalente dell'asse....
la cosa è facile

 

[thranduil]

delta vol = delta vol 0 + KUS * ay

Vabbè, sono tre rette , una sale, una scende ed una è orizzontale.

NB: il DELTA è da intendersi un DELTA vol (anche se in pratica c'è solo dentro un fattore costante tau)

in soldoni vuol dire che, fissato il raggio della nostra curva, se (lentissimamente) acceleriamo avviene che:

KUS>0 vuol dire che più accelero più devo sterzare
KUS<0 vuol dire che più accelero meno devo sterzare
KUS=0 vuol dire che anche accelerando posso tenere fermo il volante

 

[alfistavero]

delta vol = delta vol 0 + KUS * ay

Vabbè, sono tre rette , una sale, una scende ed una è orizzontale.

NB: il DELTA è da intendersi un DELTA vol (anche se in pratica c'è solo dentro un fattore costante tau)

in soldoni vuol dire che, fissato il raggio della nostra curva, se (lentissimamente) acceleriamo avviene che:

KUS>0 vuol dire che più accelero più devo sterzare
KUS<0 vuol dire che più accelero meno devo sterzare
KUS=0 vuol dire che anche accelerando posso tenere fermo il volante

:spin)

 

[alfistavero]

Prima di andare avanti, vorrei cercare di spiegarvi perchè TUTTE le macchine, comprese la F1, sono sottosterzanti.
Cercherò di farlo evitando di tirare in ballo troppe formule (e troppo complicate). Se ci riesco, bene; sennò, credetemi sulla parola: non ho infatti alcuna intenzione di complicarvi (e complicarMI) la vita dilungandomi in robe troppo incasinate.

Allora, per spiegare il perché del comportamento sottosterzante (cioè con KUS>0) bisognerebbe introdurre due grandezze che, magari, analizzeremo mooooolto più in là.
Le due grandezze sarebbero il guadagno di accelerazione trasversale, definito come il rapporto tra Ay e DELTAvol (quindi: Ay/DELTAvol) e il guadagno di velocità di imbardata, definito come il rapporto tra la velocità di imbardata PSIP e DELTAvol (quindi: PSIP/DELTAvol).
Ora, se guardate l’espressione di queste due formule, verdrete che dipendono dal gradiente di sottosterzo KUS
Eccole

 

[alfistavero]

Però, non voglio complicarvi la vita. Quindi, cerco di spiegarvelo in un’altra maniera (se ci riesco). La maniera è questa:
Dalla madre di tutte le formule abbiamo visto che il comportamento dell’auto, sia esso sottosterzante (KUS>0) o sovrasterzante (KUS<0), dipende moltissimo dalla velocità di percorrenza della curva (la mia V), perché l’accelerazione Ay è funzione della mia velocità V al quadrato. Il caso di comportamento neutro (KUS=0) è invece differente: l’angolo di sterzo è sempre COSTANTE e vale L/R (Ackermann)!!!!
Ora, il livello di sottosterzo viene anche identificato da una velocità detta “velocità caratteristica”, che è la velocità necessaria per ottenere, all’incirca, una sterzata (un angolo di sterzo) pari al DOPPIO dell’angolo di Ackermann (siccome è
DELTAvol = (L/R + KUS (V^2/R))*TAU, e DELTAvol deve valere 2L/R, allora sarà V^2 = L/K com K>0). La “velocità caratteristica” di un veicolo sottosterzante è quella particolare velcoità alla quale l’angolo di sterzo necessario per seguire una data traiettoria è il doppio dell’angolo di Ackermann (ossia dell’angolo di sterzo cinematico).
Nel caso di veicolo sovrasterzante, invece, l’angolo di sterzo deve scendere, diminuire. E scende, pure lui, col quadrato della velocità. E arriva a zero (0), cioè interseca l’asse delle ascisse, con una certa velocità, detta “velocità CRITICA”. Ora, attenti bene a non confondere questa velcoità critica con la velocità critiche che abbiamo definito (tanto) tempo fa quando abbiamo parlato del pneumatcio. Sono due robe (due velocità) completamente differenti!!
Comunque, andiamo avanti.
In questo caso, la velocità critica di un veicolo sovrasterzante è V^2 = L/(-K). Ho scritto (-K) perché K è minore di 0.
In questo caso, quindi, la velocità critica è quella velocità alla quale il guadagno di velocità di imbardata diventa infinito. Detto in altre parole: basta una minima perturbazione (anche una scorreggina piccola piccola) perché la macchina si ribalti!!!!
Ecco perché si fanno veicoli sotosterzanti e non sovrasterzanti (oltre al fatto che la correzione di un sovrasterzo è una manovra totalmente innaturale per il 99% dei “piloti”): perché alla “velocità critica” basta un niente perché l’auto diventi, di colpo, ingestibile (anche da soccmaker).

Tanto per fare un discorso più semplice: pensiamo di avere un veicolo in marcia rettilinea a cui applichiamo, nel baricentro CG, una forza laterale. Se il veicolo è neutro la traiettoria seguita sarà sempre rettilinea (anche se con una certa “deriva” rispetto alla traiettoria iniziale); mentre se il veicolo è sottosterzante o sovrasterzante, avrò due comportamenti distinti. Se sottosterzante, tenderà a deviare e ad aumentare la deriva del baricentro (cioè l’angolo di assetto β); se sovrasterzante, invece, diminuirà l’angolo di deriva del baricentro, ossia l’angolo di assetto β, fino ad annullarsie poi ad invertirsi (diventare negativo) e, da lì continuare a crescere. Quindi, la condizione di sovrasterzo è una condizione di instabilità -come dire- “endemica”, naturale.

Chiaro poi che la condizione di neutralità è sicuramente da evitare; sia perché non consente di avere un buon “feeling” con il limite, sia perché è molto facile passare, dalla neutralità, alla condizione di sovrasterzo (che, come detto, va evitata assolutamente)

 

[alfistavero]

tanto per farvi qualche esempio:

nel secondo grafico è riporatato l'andamento del guadagno di imbardata (in funzione della velocità) in un veicolo sovrasterzante

nel primo grafico, l'andamento (sempre del guadagno di imbardata) in un veicolo sottosterzante.

come vedete, alla "velocità critica" il veicolo sovrasterzante "parte" senza alcuna possibilità di recupero (la velocità tende ad infinito; ha una discontinuità)

invece, alla "velocità caratteristica" il veicolo sottosterzante ha solo un "massimo" (assoluto)

 

[thranduil]

Nel caso di veicolo sovrasterzante, invece, l’angolo di sterzo deve scendere, diminuire. E scende, pure lui, col quadrato della velocità. E arriva a zero (0), cioè interseca l’asse delle ascisse, con una certa velocità, detta “velocità CRITICA”. Ora, attenti bene a non confondere questa velcoità critica con la velocità critiche che abbiamo definito (tanto) tempo fa quando abbiamo parlato del pneumatcio. Sono due robe (due velocità) completamente differenti!!

OK, sto curvando, e la velocità di percorrenza è tale che posteriore allarga esattamente quanto basta per farmi curvare anche se ho il volante perfettamente dritto :OK)

In questo caso, quindi, la velocità critica è quella velocità alla quale il guadagno di velocità di imbardata diventa infinito.

il guadagno infinito, dalla formula che hai postato sopra, lo otteniamo azzerando il denominatore, ed ecco V^2 = L/(-K)
per questo valore di velocità di percorrenza della curva il rapporto tra imbardata e sterzatura del volante è infinito: sono in testacoda, giusto?

 

[alfistavero]

OK, sto curvando, e la velocità di percorrenza è tale che posteriore allarga esattamente quanto basta per farmi curvare anche se ho il volante perfettamente dritto :OK)

Sto curvando ad una velocità tale che....

 

[alfistavero]

il guadagno infinito, dalla formula che hai postato sopra, lo otteniamo azzerando il denominatore, ed ecco V^2 = L/(-K)
per questo valore di velocità di percorrenza della curva il rapporto tra imbardata e sterzatura del volante è infinito: sono in testacoda, giusto?

anche se vai dritto, non solo se curvi. basta infatti una piccolissima perturbazione, a questa velocità, perchè la vettura "parta".

 

[Diabolik]

è possibile supporre che, data la grande influenza dell'aerodinamica su quelle macchine lì (che hanno effetti in qualche modo simili ai trasferimenti di carico), possa capitare che la f1 in determinate condizioni diventi sovrasterzante e instabile? la cosa mi darebbe una spiegazione a certi casi di macchine che fanno la curva come al solito e partono in testacoda all'improvviso senza che il pilota ne sappia poi dare un perchè

 

[MAD147]

Quelle erano solo le bmw da F.1 con i ritocchi agli angoli presi dal loro forum...

 

[Felix7]

Quelle erano solo le bmw da F.1 con i ritocchi agli angoli presi dal loro forum...

:lol: corre voce che Alonso, venerdì sera, dopo le prove libere sia passato da Crapanzano perché l'auto così com'era uscita di fabbrica non gli piaceva. :sedia)

 

[bigno72]

Chiarissimo, anche se molto difficile da associare a ragionamenti intuitivi.

 

[alfistavero]

è possibile supporre che, data la grande influenza dell'aerodinamica su quelle macchine lì (che hanno effetti in qualche modo simili ai trasferimenti di carico), possa capitare che la f1 in determinate condizioni diventi sovrasterzante e instabile? la cosa mi darebbe una spiegazione a certi casi di macchine che fanno la curva come al solito e partono in testacoda all'improvviso senza che il pilota ne sappia poi dare un perchè

No.

il problema che le F1 "partono" di colpo dipende, quasi sempre (quasi sempre, eh) dai pneus (ossia dall'andamento della curva di rigidezza di deriva).
se in inserimento, invece, dipende nella maggioranza dei casi da bloccaggi anomali (ripartizione delle pressioni nell'impianto freni).
chiaro che poi, su questi 2 problemi "base" s'innestano i problemi di aerodinamica. per esempio, le F1 frenano solo se hanno carico aerodinamico.

i veri problemi aerodinamici si vedono in velocità in rettilineo (ricordate il caso delle Mercedes che "volavano", letteralmente, a Le Mans?)

 

[alfistavero]

Quelle erano solo le bmw da F.1 con i ritocchi agli angoli presi dal loro forum...

Uè, moderatore!

mi sembra che predichi bene ma razzoli così così: dici a tutti di evitare i flames e poi sei tu il primo a sollevarli? :lol:

allora, posso darci dentro anch'io?

 

[thranduil]

[youtube]y65oUlBMSUs[/youtube]


siamo appena OT, ma è lo stesso impressionante...

 

[Diabolik]

Quelle erano solo le bmw da F.1 con i ritocchi agli angoli presi dal loro forum...

Uè, moderatore!

mi sembra che predichi bene ma razzoli così così: dici a tutti di evitare i flames e poi sei tu il primo a sollevarli? :lol:

il moderatore, tra parentesi mio adepto, sta cercando di liberarsi dalla morsa del mio controllo mentale, ma non si rende conto che senza la mia supervisione scrive solo cose casuali senza senso

allora, posso darci dentro anch'io?

solo se ci vai pesante, con succosi aneddoti al contorno e soprattutto solo se veramente da cattivo

:asd) ovviamente scherzo :asd)

 

[thranduil]

ehi, succede anche alla porsche :asd)

[youtube]jA9u3lgdAxI[/youtube]

 

[MAD147]

Quelle erano solo le bmw da F.1 con i ritocchi agli angoli presi dal loro forum...

Uè, moderatore!

mi sembra che predichi bene ma razzoli così così: dici a tutti di evitare i flames e poi sei tu il primo a sollevarli? :lol:

allora, posso darci dentro anch'io?

No tu no, che già senza provare a sollevarli fai un casino della madonna... :asd)