GEARBOX DESIGN Progettazione ottimale rapporti del cambio - rapporto finale - regime di cambiata

Come funziona?

Il software Gearbox Design permette di vedere come le scelte dei rapporti del cambio e del rapporto finale influenzano la prestazione del veicolo (velocità, accelerazione, ecc.) in funzione della curva di potenza del motore, consentendovi quindi di individuare con facilità la soluzione migliore per le vostre esigenze.

Per poter fare le scelte ottimali è necessario che il calcolo sia molto preciso, per questo motivo il software Gearbox Design tiene conto di tutti i fattori che influenzano la prestazione.

- peso del veicolo	- inerzia assale ruote
- resistenza aerodinamica	- condizioni atmosferiche
- resistenza rotolamento	- bilanciamento veicolo
- inerzia motore	- livello di aderenza
- inerzia cambio

Oltre a questo il software Gearbox Design vi permette di gestire il regime di cambiata e la durata del tempo di cambiata, che può variare in base al tipo di cambio, o all'abilità del pilota, e che anch'essi influenzano la prestazione e quindi le scelte da effettuare.

Il funzionamento del software è molto semplice.

In primo luogo dovrete inserire i dati della curva di potenza del motore. La curva di potenza può essere quella misurata al banco prova, oppure può essere calcolata direttamente dal software Gearbox Design inserendo i dati acquisiti dalla vostra acquisizione in una sessione in pista. Oltre a questo vanno inserite alcune caratteristiche del motore (tipo, corsa, cilindrata), e se conosciuti, i valori dell'inerzia dell'albero, e di eventuali accessori (volano, accensione, frizione).
Vanno poi inserite le informazioni relative al veicolo, e alle ruote motrici. Oltre al peso totale del veicolo con pilota, vanno inserite l'area frontale, ed il diametro delle ruote. I valori di resistenza aerodinamica, di rotolamento, e dell'inerzia delle ruote, se non sono conosciuti possono essere ricavati dagli esempi presenti nel software per tutti i principali veicoli da competizione (kart, moto, cross, motard, auto, ecc.)
Questi dati sono sufficienti per effettuare il calcolo ipotizzando che l'aderenza sia tale da poter sfruttare tutta la potenza del motore, però il software Gearbox Design consente anche di effettuare il calcolo tenendo conto della reale aderenza disponbile, in tal modo potrete fare le scelte dei rapporti anche in base a questo importante fattore. Sarà sufficiente inserire nel software anche i dati relativi al baricentro del veicolo, e al livello di aderenza.
Infine dovrete semplicemente inserire i rapporti del cambio, ed il rapporto finale, che volete testare. Oltre a questo il software vi consente di indicare il regime a cui volete venga effettuata la cambiata. A questo punto potrete effettuare il calcolo per vedere le prestazioni, e testare nuove soluzioni migliorative per le vostre esigenze.

Risultati

Al termine del calcolo il software Gearbox Design vi mostra la velocità massima raggiunta in ogni marcia, ed il tempo impiegato per raggiungerla. Inoltre vi mostra il tempo necessario a raggiungere le diverse velocità. In questo modo potrete avere un quadro completo delle scelte effettuate, e nel confrontare le diverse soluzioni da testare.

GEARBOX DESIGN Progettazione ottimale rapporti del cambio - rapporto finale - regime di cambiata - inerzia motore by NT-Project

Oltre ai dati globali il software vi mostra i grafici in funzione del tempo di tutte le grandezze di principale interesse per valutare la prestazione, quindi l'andamento del regime motore, della velocità, e dell'accelerazione, nelle diverse marce. Ciò vi consente di valutare la prestazione in tutte le sue fasi, consentendovi di valutare nel dettaglio le scelte più opportune per ogni marcia.

RAPPORTI CAMBIO OTTIMALI
Il software Gearbox Design consente di trovare i rapporti del cambio ottimali, infatti permette di confrontare la prestazione con diverse soluzioni, e quindi di trovare facilmente quella più adatta alle vostre esigenze. Ad esempio nel caso mostrato i nuovi rapporti (blu) consentono di avere una migliore prestazione sino a 115 km/hr, quindi in piste dove si sta poco tempo sopra questa velocità, la soluzione trovata è certamente migliorativa. Giusto per far capire l'importanza dei rapporti, nel caso mostrato si guadagnano 2-3 centesimi ogni accelerata, sembra poco, ma in un circuito con 10 curve, sono 2-3 decimi a giro, che fa una bella differenza per vincere.

RAPPORTO FINALE OTTIMALE
Oltre alla scelta dei rapporti del cambio, altro aspetto molto importante è la scelta del rapporto finale, soprattutto da pista a pista. Il software Gearbox Design vi consente di vedere come cambia la prestazione in base al rapporto finale, in tal modo potrete sapere in base ai diversi rapporti, quale scelta può essere migliore per le diverse situazioni.

Nel caso mostrato per le caratteristiche di questo motore il cambio di rapporto porta ad un guadagno consistente, a scapito però della velocità massima, quindi grazie a questa informazione sarà facile fare la scelta opportuna in base alle caratteristiche della pista.

REGIME CAMBIATA OTTIMALE
Altro aspetto molto importante, soprattutto per il motore a 2 tempi, è quello di trovare il regime a cui conviene cambiare per avere la massima accelerazione, il software Gearbox Analysis in base alle caratteristiche del vostro motore vi permette di individuare questo valore, e quindi di consigliare con certezza al pilota come gestire la cambiata per essere più veloce.

Nel caso mostrato ritardare la cambiata porta ad un miglioramento delle prestazioni, tutto però è legato alle caratteristiche del motore, e qual'è il valore ottimale deve essere valutato caso per caso, grazie al software Gearbox Design potrete fare la scelta migliore specifica per il vostro motore ed il vostro veicolo.

INERZIA MOTORE OTTIMALE
Un fattore che nelle competizioni è diventato sempre più importante, è l'inerzia del motore, infatti per molti anni si è cercato di ridurre al massimo l'inerzia per guadagnare in accelerazione, poi si è capito che questo ha anche effetti controproducenti quindi è necessario trovare un compromesso ottimale. Infatti l'inerzia può essere usata per addolcire l'erogazione di motori con molta coppia, e questo può essere utile ad esempio per le moto, o nel cross, oppure può migliorare la cambiata, e questo è molto importante nei motori a 2 tempi come ad esempio nel kart. Il software Gearbox Design vi consente di confrontare diverse soluzioni potendo vedere facilmente come cambia la prestazione e quali vantaggi ogni soluzione può portare rispetto all'altra.

Nel caso mostrato si vede che per questo motore e veicolo, incrementare l'inerzia porta un peggioramento nelle prestazioni sino a 70-80 km/hr, dopodichè si ha un vantaggio, inoltre si vede che si ha un calo minore del regime nei cambi di marcia a vantaggio della fluidità di guida.

Ovviamente ogni motore ed ogni veicolo richiedono scelte differenti, per questo motivo l'aiuto del software Gearbox Design è fondamentale, e vi consente di trovare le soluzioni ottimali per sfruttare al meglio le diverse curve di potenza, ma anche per soddisfare al meglio le differenti esigenze che si hanno in base alla competizione (kart, moto, cross, motard, auto, ecc.), o allo stile di guida del pilota.

Giusto per far capire ancora di più come la scelta ottimale dipenda da tanti fattori vi mostriamo come cambia la prestazione ipotizzando piena aderenza rispetto a quando si considera l'aderenza che realmente il veicolo è in grado di fornire. Si vede come nella realtà l'accelerazione che può offrire il motore in base alla sua potenza, venga limitata in base al livello di grip presente sulla pista, ed in base alle caratteristiche del veicolo (peso, bilanciamento, asse di trazione), pertanto senza tener conto di questi fattori si rischia di fare sbagliate con rapporti che anzichè migliorare l'accelerazione, ad esempio aumentano il pattinamento rendendo più difficile la guida e usurando e surriscaldando le gomme

Invece grazie al software Gearbox Design potrete considerare pienamente anche questo aspetto e fare le scelte dei rapporti del cambio, del rapporto finale, ma anche del regime di cambiata, e dell'inerzia del motore, tenendo conto di tutto quanto influisce sulla prestazione, e di trovare quindi le soluzioni per essere realmente più veloci in pista.

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