Il design di uno shock da corsa

Messa a punto con gli ammortizzatori, parte II

Vedi tutte le 8 fotoBob BolleswriterMay 6, 2003

Nel mondo delle corse di oggi, abbiamo a disposizione ammortizzatori pre-costruiti con un numero qualsiasi di combinazioni di disegni di dischi e valvole. Alcuni tipi di design forniscono la possibilità di regolare rapidamente i tassi di shock in pista. Con tutte queste scelte, abbiamo quello che ci serve per scegliere l’esatta velocità di compressione e di rimbalzo necessaria per un particolare insieme di condizioni. Questo può essere un vantaggio o la proverbiale sindrome della “corda sufficiente per appendere…”. Più impariamo, meglio possiamo prendere decisioni in merito alla scelta dello shock.

Sempre più spesso i piloti vengono educati in tutti gli aspetti della messa a punto dei telai e vogliono saperne di più sulla tecnologia degli ammortizzatori. Più sappiamo su ciascuno di questi argomenti, meno paura abbiamo. È ciò che non sappiamo che temiamo di più.

Le informazioni qui presentate vogliono essere una guida per aiutarvi a comprendere i principi di base della tecnologia degli shock e l’arte della sintonizzazione dei brani con gli shock. I tassi esatti per gli shock di cui avete bisogno per la vostra auto dipenderanno da come la vostra auto è costruita, impostata e guidata, così come da fattori quali la distribuzione del peso e le caratteristiche della pista da corsa.

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Vorremmo davvero darvi gli esatti valori di shock che renderanno la vostra auto il più veloce possibile, ma ciò sarebbe impossibile a causa delle molte variabili. Queste variabili sono il motivo per cui dovete lavorare con la vostra particolare auto e non seguire quello che fanno gli altri. Ogni auto è un po’ diversa dalle altre e ogni guidatore ha il suo stile di guida.

La prima parte si è occupata della costruzione di base dello shock da corsa. Abbiamo imparato che i due colpi dello shock, rimbalzo e compressione, sono considerati separatamente ed eseguono funzioni relative a diverse aree di messa a punto della pista. Se trattiamo separatamente il rimbalzo e la compressione, dobbiamo essere in grado di sintonizzarle ciascuna in modo indipendente. Ci sono anche diversi design dei pistoni d’urto, tra cui il design lineare e il design digressivo. Anche in questo caso, siamo in grado di ottenere risultati diversi utilizzando tutte le variabili del disegno d’urto.

Per alcune situazioni, utilizzeremmo ammortizzatori a valvole divise. Dividere la valvola significa che abbiamo diversi tassi di resistenza per il rimbalzo e la compressione, perché dobbiamo accordare ogni movimento in modo leggermente diverso dall’altro. Possiamo anche valutare i due movimenti in modo diverso per ogni angolo della vettura per sintonizzare ulteriormente il setup. Se vogliamo, possiamo acquistare (con una spesa maggiore) gli ammortizzatori che hanno regolazioni esterne per il rimbalzo, la compressione, o entrambi (chiamati a doppia regolazione). In questo modo, possiamo sperimentare diversi tassi di shock senza rimuoverli dall’auto. Indipendentemente da come arriviamo a diversi tassi di shock, abbiamo bisogno di sapere in anticipo cosa stiamo cercando e come arrivarci.

Le società di Shock forniscono un sistema di numeri o lettere per indicare i tassi di rimbalzo e di compressione. La maggior parte di queste aziende cerca di fornire un riferimento incrociato in modo che il loro sistema di numerazione possa essere confrontato con gli altri sistemi utilizzati dai marchi concorrenti di shock. La corrispondenza finale tra i marchi di shock non è esatta a causa delle differenze nel design delle valvole e del fatto che le aziende valutano gli shock a una velocità dell’albero diversa.

Se, ad esempio, uno shock “3” o uno shock “A” fossero valutati da ogni produttore a 100 libbre di resistenza, il loro confronto dipenderebbe da quale velocità di movimento ogni azienda ha valutato che 100 libbre. Sappiamo che il tasso di resistenza è direttamente correlato alla velocità dell’albero. L’azienda X potrebbe valutare le 100 libbre a 5 pollici al secondo di velocità dell’albero, mentre l’azienda Y potrebbe valutare le 100 libbre a 10 pollici di velocità dell’albero. Possiamo vedere dove i due non si sentirebbero allo stesso modo per il guidatore. L’urto X potrebbe essere di 150 libbre di resistenza a 10 pollici al secondo di movimento dell’albero, mentre l’urto Y potrebbe essere di soli 75 libbre di resistenza a 5 pollici al secondo di movimento dell’albero.

Per semplificare le cose, useremo il sistema di numerazione per rapportarci alla quantità di rimbalzo e compressione, il numero più piccolo che rappresenta meno resistenza. Dato che non stiamo dicendo il tasso esatto in libbre di resistenza per ogni numero, i confronti e le tendenze saranno buoni sia per un’auto di scorta per lo sterrato che per l’asfalto. In generale, le auto da spazzatura richiedono un pacchetto complessivo più morbido rispetto alle auto da asfalto.

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Una configurazione di base dell’ammortizzatore di partenza per una pista di gara a media pendenza potrebbe essere una coppia di “sei” ammortizzatori sull’anteriore e una coppia di “cinque” ammortizzatori sul posteriore. Questi sarebbero dei veri shock 50/50 dove la resistenza in entrambe le direzioni, in rimbalzo o in compressione, sarebbe uguale. Se gli ammortizzatori fossero di tipo split-valve, ogni shock sarebbe numerato come dire un 6/5, che per il nostro scopo significa che il primo numero rappresenterà la resistenza al rimbalzo e il secondo numero rappresenterà la resistenza alla compressione.

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Il controllo del movimento delle ruote sarebbe molto più facile se gli urti fossero tutto ciò con cui dobbiamo lavorare. Ma in realtà, le nostre auto da corsa sono sostenute da una serie di molle. Se volessimo una vera e propria resistenza uguale al movimento delle ruote con gli ammortizzatori installati insieme alle molle, vorremmo che la resistenza al rimbalzo fosse maggiore della resistenza alla compressione (riferimento prima parte – numero di luglio 2003 – dove abbiamo detto che le molle promuovono il rimbalzo e aiutano a fornire resistenza alla compressione). Installando molle più rigide, aumenteremo naturalmente la resistenza al rimbalzo e ridurremo la resistenza alla compressione.

Il layout più bilanciato degli shock potrebbe essere simile a questo: Urti anteriori = 6/5, posteriori = 5/4. Il maggiore rimbalzo aiuta a controllare la forza del precarico sulla molla quando questa viene rilasciata e la compressione più morbida lavora insieme alla resistenza alla compressione fornita dalla molla.

Setup ad alto livello

Per un setup che utilizza molle di categoria superiore nella parte anteriore e posteriore per una pista di gara più alta, potremmo utilizzare una coppia di ammortizzatori 6,5/4,5 sull’anteriore e una coppia di ammortizzatori 5,5/3,5 sul posteriore. Questo perché il rating più alto nelle molle favorisce il rimbalzo e quindi abbiamo aumentato la resistenza al rimbalzo. I tassi di molla più alti resistono anche alla compressione e quindi possiamo ridurre la resistenza alla compressione negli ammortizzatori.

Quando l’inclinazione della pista è molto alta, diciamo 18 gradi o più, abbiamo bisogno di valvole divise, ma andremmo su sia in rimbalzo che in compressione piuttosto che su in rimbalzo e giù in compressione. Il motivo è che le velocità di virata sono molto più elevate sulle piste a sponda molto alta e gli ammortizzatori si muoveranno molto più velocemente sia nelle zone di transizione in entrata e in uscita, sia quando l’auto passa sopra a dossi e cunette nella pista di gara. Senza il livello di controllo più elevato, le sospensioni potrebbero subire un calo con evidenti risultati negativi.

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Un layout più realistico per una pista ad altissima pendenza potrebbe essere una coppia di 6,5/5,5 colpi sull’anteriore e una coppia di 5,5/4,5 colpi sul posteriore. Abbiamo aumentato la resistenza sia per il rimbalzo che per la compressione, così come abbiamo introdotto un certo grado di split-valvola.

Piste di gara a bassa pendenza

Per i circuiti di gara a bassa pendenza, avremmo bisogno di molleggiare la macchina molto più dolcemente per rallentare tutti i movimenti al fine di aiutare a mantenere la trazione. Uno degli ingredienti di base necessari per mantenere l’aderenza sui circuiti a bassa pendenza che hanno meno aderenza è quello di ammorbidire l’intero setup, compresi i tassi di molla e i tassi d’urto. Mentre ammorbidiamo le molle, ammorbidiremo anche gli ammortizzatori anteriori per dire 5/4 di valvola e gli ammortizzatori posteriori per un paio di 4/3 di ammortizzatori. Questo è il modo generale in cui gli ammortizzatori possono essere abbinati alla rigidità dell’assetto delle molle.

Un’eccezione è quando si va oltre il normale ammorbidimento delle molle in quelle che sono diventate le cosiddette configurazioni “soft spring – big sway bar” che sono diventate popolari nelle gare di asfalto su pista corta. Questi setup spesso utilizzano molle super morbide nella parte anteriore e, per aiutare a controllare l’immersione in entrata, i team devono aumentare la resistenza alla compressione per superare la tendenza della vettura a scendere in fondo mentre freniamo e giriamo a sinistra in entrata in curva. Qui è dove potremmo tornare ai veri ammortizzatori 50/50. Il dibattito è ancora in corso sulla necessità o meno dei setup SS-BS ed è stato sicuramente capito che questi setup non funzionano in tutte le situazioni.

Nella prima parte, abbiamo parlato di come l’ammortizzatore regola la velocità con cui ogni angolo della vettura si muove mentre il peso viene trasferito su e giù dalle quattro curve. Se dividiamo le velocità tra le quattro curve, possiamo effettivamente cambiare la distribuzione del peso sui quattro pneumatici mentre la sospensione è in movimento. Per utilizzare la resistenza degli ammortizzatori per ridistribuire il peso, dobbiamo fare in modo che il trasferimento del peso avvenga. Questo, a sua volta, provoca il necessario movimento della sospensione. Se la sospensione si muove, lo stesso vale per gli ammortizzatori.

Le differenze di velocità di compressione tra una coppia di ammortizzatori aiutano a ridistribuire il peso tra i quattro angoli dell’auto dove il peso viene trasferito su una particolare estremità dell’auto. Nella parte anteriore dell’auto, le differenze di velocità di compressione possono modificare la distribuzione del peso all’ingresso della curva mentre il peso viene trasferito nella parte anteriore a causa della decelerazione. Nella parte posteriore, le differenze di velocità di compressione possono aiutare a ridistribuire il peso trasferito su quell’estremità dal trasferimento del peso causato dall’accelerazione in uscita di curva.

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Le differenze di velocità di rimbalzo aiutano a ridistribuire il peso tra i quattro angoli dell’auto quando la sospensione è in movimento, poiché il peso viene trasferito da una particolare estremità dell’auto. Nella parte anteriore dell’auto, le differenze di tasso di rimbalzo possono cambiare la distribuzione del peso in uscita mentre la sospensione è in movimento quando il peso viene trasferito dalla parte anteriore a quella posteriore. Nella parte posteriore, le differenze di tasso di rimbalzo tra gli ammortizzatori posteriori sinistro (LR) e destro (RR) possono aiutare a ridistribuire il peso sui quattro angoli dell’auto di nuovo mentre la sospensione è in movimento e si regola al peso che viene trasferito dalla parte posteriore a quella anteriore a causa della decelerazione dell’auto da corsa.

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Messa a punto dell’ingresso con ammortizzatori a valvole divisorie

Se dividiamo i tassi di compressione dell’ammortizzatore anteriore con un anteriore sinistro (LF) 5/4 e un anteriore destro (RF) 5/5, allora mentre la sospensione è in movimento a causa del trasferimento del peso su di essa, allora la sospensione RF si muoverà più lentamente della sospensione LF. Il peso aggiuntivo sarà trasferito sulle gomme RF e LR, causando un aumento momentaneo della percentuale di peso trasversale nell’auto. Questo ovviamente stringe l’auto.

È importante notare che, contrariamente ad alcune opinioni, il peso si trasferisce quasi immediatamente quando viene presentata una forza per attuare tale trasferimento. Quando si frena in un angolo, il trasferimento del peso avviene rapidamente. Se trasferiamo 300 libbre all’ingresso dalla parte posteriore a quella anteriore, i 300 libbre vanno all’anteriore in un istante. La distribuzione di quei 300 chili tra le due ruote anteriori, mentre le sospensioni stanno assumendo un nuovo atteggiamento che sosterrà il peso aggiuntivo, dipenderà interamente dalle differenze di rigidità dei sistemi di sospensione in tutte e quattro le curve. La rigidità è definita come la resistenza al movimento degli ammortizzatori e delle molle.

Ragionando sull’effetto del trasferimento del peso sulle sospensioni anteriori che sono dissimili per rigidità, l’angolo più lento (o più rigido) manterrà momentaneamente più del peso trasferito mentre la sospensione si sta muovendo verso un nuovo atteggiamento per sostenere il peso aggiunto. Se la sospensione RF è più rigida della sospensione LF, allora sia le gomme RF che quelle LR sosterranno di più del peso totale molleggiato dell’auto da corsa.

Il peso trasversale è definito nelle corse su pista corta come la percentuale del peso combinato di RF e LR rispetto al peso totale del veicolo. Se la percentuale del peso trasversale aumenta, l’auto sarà più stretta all’ingresso e l’auto potrebbe essere più veloce se questo è l’effetto desiderato. Questo è esattamente il motivo per cui è stato detto che uno shock RF più rigido accelererà il trasferimento del peso in quella curva. In realtà, parte del peso momentaneo che è stato trasferito sulla RF a causa della rigidità di quella curva rispetto alla curva LF potrebbe tornare al pneumatico LF quando l’auto raggiunge uno stato di stabilità o un’altezza di marcia costante a metà curva.

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Se l’auto è già a tenuta stagna all’ingresso, dopo aver eliminato le cause comuni di tenuta all’ingresso, come il disallineamento posteriore o i problemi di sbieco dei freni, si può utilizzare un effetto opposto. Se aumentiamo la compressione dell’ammortizzatore LF e/o aumentiamo il tasso di molleggio in quella curva (che di solito è una buona idea per le piste piane), possiamo efficacemente ridurre il peso trasversale nella vettura in entrata mentre la sospensione è in transizione caricando la diagonale opposta, la LF e la RR. Mentre una diagonale sale in percentuale del peso sostenuto, l’altra scende.

Possiamo anche lavorare con i tassi di rimbalzo dell’ammortizzatore posteriore per aiutare a modificare la distribuzione del peso e le caratteristiche di ingresso in curva. Per neutralizzare un’auto che è stretta in entrata, un’impostazione di rimbalzo più rigida nell’ammortizzatore LR e/o un’impostazione di rimbalzo più morbida nell’ammortizzatore RR farà sì che durante il periodo di transizione venga prelevato dalla LR più peso trasferito rispetto al pneumatico RR. Anche questo provoca una diminuzione della percentuale di distribuzione del peso RF e LR che allenta momentaneamente la maneggevolezza mentre le sospensioni sono in movimento.

Sintonizzazione in uscita con ammortizzatori a valvole divisorie

La prestazione dell’uscita d’angolo che utilizza gli ammortizzatori è regolata principalmente dividendo le impostazioni di compressione negli ammortizzatori posteriori e/o le impostazioni di rimbalzo negli ammortizzatori anteriori. Un’impostazione di compressione più rigida nell’ammortizzatore LR caricherà le curve LR e RF mentre il peso viene trasferito al posteriore mentre la sospensione posteriore è in movimento. Un ammortizzatore più rigido in rimbalzo nella curva LF può aiutare a ottenere lo stesso effetto causando un movimento più lento di quella sospensione e un trasferimento più rapido del peso fuori da quella curva che a sua volta aumenta la percentuale di peso supportata dalle gomme RF e LR.

Il termine “legare” è spesso usato per indicare uno shock che ha un’alta resistenza al rimbalzo. Se i tassi di rimbalzo sono più alti per entrambi gli shock del lato sinistro rispetto a quelli del lato destro, quando l’auto gira a sinistra (specialmente con tassi di rotazione più rapidi associati a curve con raggio di curvatura più piccolo), la tendenza delle sospensioni del lato sinistro a rimbalzare rapidamente in quanto il peso viene trasferito dal lato sinistro al lato destro è ridotta.

Se riusciamo a fermare il movimento improvviso, possiamo tenere il lato sinistro in basso alla prima curva e ci sono buone probabilità che l’intero atteggiamento della vettura attraverso la metà delle curve sia più basso. Un centro di gravità più basso (CG) significa meno trasferimento di peso dal lato sinistro dell’auto e più peso mantenuto sul lato sinistro. Per le auto di serie su asfalto e le auto sporche su piste con aderenza più alta, un peso più alto sul lato sinistro significa pneumatici più equamente caricati, da sinistra a destra, e più trazione. L’opposto è vero per le auto da sterrato su piste a scorrimento veloce.

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Il termine inverso, o shock “Easy Up”, è usato per aiutare a sollevare rapidamente la sospensione, che alza anche il centro di gravità della massa molleggiata e un CG più alto favorisce un maggiore trasferimento del peso. Le auto a traino utilizzano questo effetto sulla parte anteriore delle loro auto per promuovere un maggiore trasferimento del peso alle gomme posteriori per una maggiore trazione. Su piste sterrate asciutte e scivolose, le squadre possono utilizzare meno rimbalzi negli ammortizzatori sul lato sinistro e negli ammortizzatori anteriori per promuovere il trasferimento del peso sul lato destro per una migliore aderenza laterale e sul posteriore per una migliore trazione in curva.

Utilizzare tutto questo

Per poter utilizzare le configurazioni di cui abbiamo parlato in questa sede, dobbiamo essere in grado di utilizzare una gamma di diversi tassi di shock per trovare la giusta combinazione per la nostra auto su un particolare circuito di gara. Per una squadra che gareggia su una sola pista, il processo è abbastanza semplice. Si dovrebbe sperimentare per trovare il set di shock più veloce e quelli che si adattano allo stile del pilota e che si attengono a quelli. Per le squadre che viaggiano su piste diverse, saranno necessarie alcune modifiche se il setup deve essere modificato e/o il layout della pista è diverso da pista a pista.

Molti esperti di shock sono d’accordo con alcuni principi fondamentali, come ad esempio:

1. Il pacchetto ammortizzatore dovrebbe essere complessivamente più morbido quando si corre sullo sterrato e quando la pista è più piatta quando si corre sull’asfalto.

2. 3. Prima di provare a sintonizzarsi con gli ammortizzatori, avvicinate il vostro setup di base all’equilibrio prima di provare a sintonizzarvi con gli ammortizzatori. Gli shock non possono risolvere i problemi di bilanciamento della gestione di base.

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3. I binari a più alta inclinazione richiedono un tasso di shock complessivo più elevato rispetto ai binari piatti. Ciò è dovuto alle velocità più elevate e all’estrema quantità di deportanza.

4. Gli ammortizzatori montati più lontano dal giunto sferico dovrebbero essere più rigidi che se fossero montati vicino al giunto sferico. Con ogni centimetro di corsa della ruota, l’ammortizzatore montato più lontano si muoverà ad una velocità minore, il che significa una minore resistenza sia al rimbalzo che alla compressione.

5. 5. Sintonizzare l’entrata in scena prima. Se non ci sono problemi di inserimento, apportare piccole modifiche se si desidera sperimentare per vedere se l’inserimento può essere migliorato. I problemi di ingresso includono un’auto stretta o un’auto allentata. Il problema peggiore, di gran lunga, sarebbe la condizione di allentamento. Nove volte su 10 si tratta di un problema di allineamento e non di uno shock.

6. 7. Sintonizzare l’uscita per ultima. Se non ci sono problemi di uscita, non fare cambiamenti significativi. I problemi in uscita possono includere un’auto che spinge in accelerazione o che si allenta sotto la potenza. Assicuratevi di non avere una condizione di tenuta/scioglimento in cui l’auto è fondamentalmente stretta e si allenta appena oltre la metà del giro.

7. Sulle piste sterrate, ridurre le impostazioni di rimbalzo sul lato sinistro e diminuire i tassi di compressione sul lato destro per le superfici asciutte e scivolose per favorire un maggiore movimento del telaio. Questo aiuta a mantenere l’aderenza mentre l’auto attraversa le fasi di transizione in entrata e in uscita.

8. Sulle piste asfaltate, una volta che la vettura è stata messa a punto con gli ammortizzatori per ottenere prestazioni ottimali in entrata e in uscita, aumentare i tassi di rimbalzo complessivi un piccolo passo alla volta, soprattutto sul lato sinistro, per aumentare eventualmente le prestazioni complessive. Questo è particolarmente buono per i circuiti di gara a bassa e media pendenza. Per i tracciati ad alta bancata, il rimbalzo aggiunto non è necessario o consigliabile.

A Attenzione alla chiusura

I suggerimenti qui forniti sono rappresentativi delle tendenze che possono migliorare il vostro pacchetto di movimentazione. Prima che tutto ciò possa funzionare, l’assetto deve essere equilibrato, le caratteristiche di sterzata devono essere ideali e la vettura deve essere allineata correttamente. In caso contrario, probabilmente inseguirete l’assetto e sperimenterete molte frustrazioni e spese. La messa a punto degli ammortizzatori è l’ultima cosa da sperimentare per cercare di aumentare le prestazioni della vostra auto da corsa, ma è comunque un passo necessario per trovare il pacchetto ideale di maneggevolezza totale.

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