Articoli Tecnici per capire meglio tanti aspetti fondamentali di motore, gomme e telaio nel motorsport

PRESSIONE PNEUMATICI KART

Pressione Pneumatici Kart - Spiegazione Tecnica
In tutte le competizioni motoristiche gli pneumatici, o per dirla in maniera più gergale, le gomme, sono ormai diventate una delle componenti principali che portano a un risultato vincente o meno, infatti non manca cronaca, intervista, o altro, dove si sentano dire frasi del tipo “abbiano faticato a mandare in temperatura le gomme”,  “la seconda gomma aveva meno grip”, “le gomme non lavoravano bene”, ecc.
Gomme racing Formula 1 Kart GT Formula - usura blistering graining pressione temperatura - Kart Analysis by NT-Project
Nel kart vengono utilizzati pneumatici che hanno una tecnologia costruttiva simile a quelli utilizzati nelle altre categorie del motorsport, come Formula 1, Prototipi, GT, Formula, ecc. pertanto le problematiche che incontrano i vari Hamilton, Vettel, Rosberg, Raikkonen, ecc.  ed i loro tecnici, con le debite proporzioni sono le stesse che incontrano i piloti ed i meccanici nel kart.
Pneumatici racing Formula 1 Kart GT Formula - usura blistering graining pressione temperatura - Kart Analysis by NT-Project
In questo articolo vogliamo mettere a fuoco gli aspetti tecnici che intervengono sul corretto funzionamento delle gomme nel kart e nel motorsport in genere.

In ambito racing dove ciò che conta sono le prestazioni, tra le varie funzioni che devono svolgere le gomme, sicuramente quella di offrire la massima aderenza in ogni condizione, è uno degli aspetti fondamentali. Infatti l’aderenza è importante non solo per avere la massima velocità di percorrenza in curva, ma anche per essere efficaci in frenata, e per sfruttare totalmente le potenzialità del motore in accelerazione.

ADERENZA

Da un punto di vista tecnico l’aderenza che un pneumatico può offire in sintesi è legata principalmente a due cose:

 impronta a terra
grip della mescola del battistrada

L’impronta a terra oltre ovviamente alle dimensioni del pneumatico, dipende da come si deforma il pneumatico sotto carico e ciò è legato alla rigidezza della struttura e alla pressione di gonfiaggio.

Il grip che può offrire la mescola invece dipende sostanzialmente dalla temperatura superficiale del battistrada, infatti ogni mescola in base alle caratteristiche del materiale che la compone, offre il massimo grip solamente in certe condizioni di temperatura.

Già da questa prima analisi tecnica è facile capire quante siano le variabili in gioco, e quindi quanto sia difficile ottenere il massimo risultato da un pneumatico nelle diverse condizioni.

Analizziamo ora nel dettagli i due aspetti.

IMPRONTA a TERRA

Pneumatici Kart - impronta a terra - rigidezza - pressione di gonfiaggio ottimale - Kart Analysis by NT-Project Ogni pneumatico è studiato dal costruttore con caratteristiche strutturali tali che sotto un determinato carico si deformi per offrire la massima impronta a terra possibile, il problema è che in situazioni dinamiche il carico su ciascuna ruota cambi continuamente in funzione delle caratteristiche del tracciato e quindi delle situazioni di accelerazione, frenata e curva, quindi a parità di pressione di gonfiaggio, ciascun pneumatico lavorerà in maniera diversa con una resa più o meno ottimale in base ai carichi a cui è sottoposto.
GRIP della MESCOLA
Ogni mescola è studiata dal costruttore per offrire un certo livello di grip ed avere una determinata durata. Per ottenere ciò è però necessario che la gomma lavori il più possibile nelle condizioni di temperatura ottimali per quella determinata mescola. L’obiettivo è quindi portare lo pneumatico alla temperatura adeguata e mantenerla su quel range per tutto il tempo necessario. Il problema è che la temperatura della mescola è influenzata principalmente dalle caratteristiche del tracciato, dalla temperatura dell’aria esterna e dalla temperatura dell’asfalto, quindi ognuna delle quattro gomme, a seconda delle piste e delle condizioni atmosferiche tenderà ad avere un livello ed un andamento delle temperature che potrà risultare più o meno ottimale per la mescola. Gomme Kart - mescola - grip - pressione di gonfiaggio ottimale - temperatura - Kart Analysis by NT-Project
DOVE e COME SI PUO’ INTERVENIRE

Alla luce di quanto detto sembrerebbe che preso un pneumatico con determinate caratteristiche strutturali e di mescola, il rendimento possa risultare più o meno elevato a seconda che il tipo di tracciato, le condizioni atmosferiche e quelle dell’asfalto, si sposino più o meno bene con quelle del pneumatico stesso, senza altra possibilità di intervento.

In realtà c’è una variabile su cui si può giocare che può consentire di far lavorare al meglio ogni pneumatico, nelle diverse piste e nelle diverse condizioni, ed è la pressione di gonfiaggio di ogni pneumatico.

Infatti fermo restando che il trovare un assetto ottimale per il telaio del kart sia fondamentale per dare il giusto feeling al pilota, evitare una precoce usura per sottosterzo in entrata, sovrasterzo in uscita, pattinamenti in accelerazione o slittamenti in frenata, è l’aderenza che la gomma è in grado di offrire che consente di completare il quadro ed avere le migliori performance.

PRESSIONE DI GONFIAGGIO PNEUMATICO

Per capire meglio cosa accade prendiamo in esame i risultati di alcuni test in pista.

I test sono stati effettuati con kart 125 KZ mantenendo sempre lo stesso assetto, proprio per valutare il solo comportamento delle gomme in base alla pressione di gonfiaggio.

Inizialmente sono state impostate le stesse pressioni sulle quattro gomme ed è stato effettuato un run di 6 giri, al termine del quale si è misurata la pressione.
Pressione di gonfiaggio standard - impronta a terra non ottimale - Kart
Come si può vedere dal grafico, la pressione ovviamente è aumentata, ma quel che si nota è che non è aumentata in ugual modo sulle quattro gomme. Questo potrebbe dipendere dalle caratteristiche del tracciato, ma con l’aiuto dell’acquisizione dati e del software Kart Analysis, vediamo che su questa pista le ruote sinistre sono mediamente molto più sollecitate, quindi, dato che l’incremento di pressione è legato al calore prodotto dal pneumatico per via del carico e dell’aderenza, al limite ci si aspetterebbe un incremento di pressione maggiore sulle ruote sinistre, cosa che invece non avviene.

Ciò significa che partendo con le stesse pressioni le quattro gomme per via del carico hanno lavorato diversamente e quindi con un’impronta a terra non ottimale che ha determinato un’aderenza minore e quindi una minore produzione di calore. Oltre a questo è importante sottolineare che il diverso incremento di pressione nelle quattro gomme determina una differente rigidezza dei pneumatici e quindi nel corso dei giri inevitabilmente l’assetto del kart si modifica ed anche il feeling del pilota cambia continuamente.

Nel secondo run abbiamo invece provato a mettere le pressioni calcolate dal software Kart Analysis per far lavorare tutte le gomme allo stesso modo in base alle caratteristiche del tracciato. Al termine del run abbiamo nuovamente misurato la pressione delle gomme per vedere come si sono modificate in questo caso.
Pressione di gonfiaggio calcolata da Kart Analysis - impronta a terra ottimale e feeling costante - Kart
Dal grafico si può vedere che partendo con le pressioni calcolate dal Kart Analysis, l’incremento delle pressioni è stato simile nelle quattro ruote con una leggera prevalenza per le ruote sinistre come peraltro era logico che avvenisse per le caratteristiche del tracciato, ciò dimostra che questa volta le quattro gomme hanno lavorato tutte con un’impronta a terra simile offrendo tutte gli stessi livelli di aderenza.

Oltre a questo si può notare che avendo le pressioni mantenuto un andamento simile, anche l’assetto del telaio ed il feeling del pilota non hanno subito variazioni durante i giri.
Confronto cronologico tempi kart - gomme con pressioni standard e calcolate da Kart Analysis, tempo migliore all'inizio e in tutto il run - by NT-Project Ora abbiamo visto i risultati da un punto di vista tecnico, ma come è logico che sia quando si parla di competizioni, è fondamentale che anche il cronometro confermi quanto visto.

Dal cronologico dei due test appare chiaro come con le pressioni calcolate dal software Kart Analysis per far lavorare le gomme allo stesso modo in base al tracciato, oltre ad un miglioramento del tempo sul giro, il feeling è migliore sin dal primo giro e rimane costante per tutto il run.
Lo stesso test è stato ripetuto anche su altri tracciati ed ha confermato come gestendo la pressione di gonfiaggio in maniera adeguata in base alle caratteristiche del tracciato si possa far lavorare ciascuna gomma con la migliore impronta a terra a tutto vantaggio dell’aderenza e dell’equilibrio del kart che rimane costante nell’arco dei giri.
Pressione di gonfiaggio calcolata da Kart Analysis - impronta a terra ottimale e feeling costante - Kart
In questo articolo abbiamo messo in evidenza l’importanza della pressione delle gomme per ottenere la massima impronta a terra in base alle caratteristiche tecniche del pneumatico e a quelle del tracciato, nel prossimo articolo invece vi mostreremo come si possa utilizzare la pressione dei pneumatici per gestire le temperature soprattutto in lunghi run come può avvenire in gara. Confronto cronologico tempi kart - gomme con pressioni standard e calcolate da Kart Analysis, tempo migliore all'inizio e in tutto il run - by NT-Project

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Software per messa a punto telaio e gomme kart in pista KART ANALYSIS
 
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