Trasferimenti di Carico Laterali e Barre Antirollio nel SimRacing

Benvenuto in nuovo articolo del blog realizzato dal Setup and Telemetry Specialist Massimo Zecchinelli in cui approfondiremo i Trasferimenti di Carico Laterali e Barre Antirollio nel SimRacing.

Dopodiché, faremo un'analisi telemetrica relativa ai temi illustrati, dandoti preziosi consigli che potranno servirti nella tua esperienza sui simulatori, specie sul settaggio corretto delle barre antirollio.

Bando alle ciance e iniziamo subito!

Il Trasferimento di Carico Laterale

Quando un'auto da corsa, a prescindere dalla sua categoria, si appresta ad affrontare una curva, il trasferimento di carico entra in gioco.

Prima longitudinalmente, ovvero in fase di frenata in linea retta, e poi lateralmente quando si inserisce l'auto in curva, distribuendo il peso tra gli assi.

Proprio il saper distribuire correttamente il carico tra gli assi anteriore e posteriore è un sottile gioco di bilanciamento che coinvolge ogni componente della monoposto, in quella che è una vera e propria danza. 

L'auto si inclina, si adatta alla superficie stradale e si prepara a sfidare la forza centrifuga, cercando di percorrere la curva alla maggior velocità possibile e nel minor tempo possibile.

Ogni parametro del setup che modifichiamo è finalizzato ad ottimizzare il trasferimento di carico, con lo scopo di rendere l'auto il più bilanciata possibile, o comunque il più adatta al nostro stile di guida. 

Il Fenomeno del Rollio e Introduzione alle Barre Antirollio

Quando si parla di trasferimento di carico laterale, non è possibile non parlare anche delle barre antirollio. 

Come facilmente intuibile dal nome, le barre antirollio hanno il compito di controllare e gestire il rollio della monoposto.

Ma che cos'è esattamente il rollio? 

Per rollio, si intende l'oscillazione di un veicolo intorno al proprio asse longitudinale.

è la situazione che si verifica quando, percorrendo una curva, il lato esterno della vettura tende ad abbassarsi verso il suolo, mentre quello interno tende a sollevarsi.

Quando il veicolo percorre una curva, la forza centripeta, data dalla forza di attrito tra lo pneumatico e la strada, tenderà ad attrarre l'auto lungo la sua traiettoria verso il centro della curva.

D'altra parte, a causa della forza centrifuga, il carico tenderà a spostarsi verso il lato opposto rispetto a quello del centro della curva, originando così il fenomeno del rollio.

Le Barre Antirollio

Per limitare questo movimento di oscillazione del telaio, si utilizzano le barre antirollio.

Le barre antirollio collegano le sospensioni dello stesso asse, aiutando a mantenere il veicolo più piatto durante la guida in curva.

È importante non cadere nella trappola di credere che più rollio significhi più trasferimento di carico.

Il trasferimento di carico non è il risultato del rollio; è esattamente il contrario.

Infatti, un minor rollio non significa necessariamente che ci sia meno trasferimento di carico dallo pneumatico interno a quello esterno.

La quantità di trasferimento di carico laterale, come vedremo, è indipendente dalla quantità di rollio corporeo.

Un secondo malinteso comune è che barre antirollio più rigide riducano il trasferimento di carico laterale. 

Questo è totalmente falso.

La barra antirollio si oppone al rollio del veicolo proprio prendendo il carico dallo pneumatico interno e trasferendolo su quello esterno.

In sostanza, il trasferimento di carico laterale è la quantità di variazione del carico verticale degli pneumatici a causa dell'accelerazione laterale.

In altre parole, è la quantità di carico verticale che viene aumentato sugli pneumatici esterni e ridotto su quelli interni quando la monoposto sta affrontando una curva.

La Formula del Trasferimento di Carico Laterale

La formula del trasferimento di carico laterale prende in considerazione solo:

1. La massa;
2. L'accelerazione laterale (ovvero la velocità con la quale affrontiamo la curva);
3. L'altezza del baricentro;
4. La carreggiata dell'auto, senza traccia di molle, barre antirollio, o ammortizzatori.

Le uniche variabili presenti, per la maggior parte, non sono modificabili dalle impostazioni di setup:

1. La massa è più o meno fissa;
2. L'accelerazione laterale varia a seconda della curva, ma va sempre massimizzata;
3. La carreggiata è scelta in base al progetto o al regolamento tecnico in vigore.

La Formula del Trasferimento di Carico Totale

È importante sottolineare che, sebbene molle e barre antirollio lavorino entrambe nella stessa fase della curva, la parte centrale, influiscono in maniera sostanzialmente diversa.

La molla contribuisce molto di più alla rigidezza complessiva della monoposto, quindi cambierà il bilanciamento molto più di una barra antirollio.

Se il bilanciamento ha bisogno di essere spostato drasticamente, di solito si usano le molle.

Se invece deve essere spostato di poco, meglio utilizzare le barre antirollio.

La risposta a quanto detto sopra è riconducibile al trasferimento di carico totale.

Come si può vedere, è la somma del trasferimento di carico anteriore + quello posteriore.

E' evidente come ci sia una distribuzione dello spostamento che la parte anteriore realizza rispetto alla posteriore.

E' questa distribuzione che è influenzata dalle molle e dalle barre antirollio.

Quando si aumenta la rigidità di un asse, aumenta la quantità di trasferimento del carico su quell'asse e, quindi, si riduce la quantità di spostamento sull'asse opposto, poiché il trasferimento totale del carico rimane invariato.

Questo è ciò che viene comunemente chiamato: "Distribuzione della Rigidezza Laterale".

Cosa succede con una barra antirollio più rigida o più morbida?

Avere una barra più rigida al posteriore, vuol dire che la rigidezza e il carico sono spostati sull'avantreno.

In altre parole, è aumentato il trasferimento di carico sull'asse posteriore, diminuendo al retrotreno.

Il totale, tuttavia, è rimasto invariato.

Un'auto con vettura settata con barre rigide risulterà essere più reattiva agli input del Pilota proprio perché il trasferimento di carico sarà maggiore, ma più imprevedibile nel comportamento.

Viceversa, una vettura con barre più morbide risulterà più pigra dato il minor trasferimento, ma sarà decisamente più prevedibile.

Esempio pratico di Distribuzione del Carico

Immaginiamo che la nostra auto, in rettilineo, abbia una distribuzione del carico di 250 NM sull'anteriore e 300 NM sul posteriore. 

Nel momento in cui affronta una curva a destra, avverrà un naturale trasferimento del carico laterale dovuto alla distribuzione dei pesi.

Considerato che, nell'esempio, la Porsche ha un motore a sbalzo posteriore, il retrotreno trasferirà più carico visto che è più pesante, e pertanto realizzerà un carico di 100 NM contro i 50 NM dell'asse anteriore, aumentando il divario di carico tra asse anteriore e posteriore e rendendo l'auto più sovrasterzante.

Supponiamo ora di installare due barre antirollio dal valore di 100 NM l'una, sia sull'asse anteriore che su quello posteriore. 

Lo pneumatico anteriore sinistro guadagnerà quindi 100 NM di carico, mentre lo pneumatico anteriore destro ne perderà 100; lo pneumatico posteriore sinistro guadagnerà altri 100 NM e il posteriore destro ne perderà ulteriori 100.

Ora, lo pneumatico posteriore sinistro ha il carico più alto tra tutti gli altri pneumatici e per questo motivo supererà il suo livello massimo di aderenza prima di qualsiasi altro pneumatico, causando il sovrasterzo poiché a perdere grip sarà una gomma posteriore.

Se preferiamo una vettura più sottosterzante o, più neutra, possiamo bilanciare l'auto in modo che gli pneumatici anteriori e posteriori superino il loro limite di aderenza nello stesso momento. 

Impostando la nostra barra antirollio posteriore a 50 NM e mantenendo quella anteriore a 100 NM, noteremo che ora gli pneumatici esterni hanno valori di carico molto più simili, significando che raggiungeranno il loro limite di grip quasi nello stesso momento, garantendo alla monoposto un comportamento più neutro.

È importante sottolineare che, sebbene molle e barre antirollio lavorino entrambe nella stessa fase della curva, la parte centrale, influiscono in maniera sostanzialmente diversa.

La molla contribuisce molto di più alla rigidezza complessiva della monoposto, quindi cambierà il bilanciamento molto più di una barra antirollio. 

Se il bilanciamento ha bisogno di essere spostato drasticamente, di solito si usano le molle.

 Se invece deve essere spostato di poco, meglio utilizzare le barre antirollio.

Dimostrazione grafica dell'intervento delle componenti di una sospensione

Analizzando un grafico reale, è possibile apprezzare il diverso grado di intervento dei vari componenti di una sospensione in una curva a sinistra.

Nella prima parte del grafico, quella colorata di verde, si vede come il primo componente della sospensione ad applicare una forza sia l'ammortizzatore, seguito dalle molle e dalla barra antirollio, ma molto più lentamente.

La barra antirollio produce circa metà della forza della molla, dipendente in parte dalla rigidezza delle barre.

Nella parte centrale del grafico, colorata di rosa, l'ammortizzatore esaurisce completamente la sua funzione e torna allo zero, poiché gli ammortizzatori applicano una forza solo quando c'è un'azione da parte della molla.

A metà curva, l'auto è in fase stazionaria e quindi gli ammortizzatori non si muovono, lasciando alla molla e alla barra antirollio l'applicazione della forza.

Nell'ultima parte del grafico, colorata di viola, l'auto è in fase di uscita dalla curva, e l'ammortizzatore è di nuovo il più veloce ad applicare una forza, ma in direzione opposta.

Analisi telemetrica relativa ai concetti illustrati

Analizzando la telemetria di Assetto Corsa Competizione, possiamo notare lo stesso comportamento, con la barra antirollio che gioca un ruolo decisamente inferiore rispetto alla forza applicata dalla molla della sospensione. 

Quando si parla di setup, non esiste un approccio univoco giusto o sbagliato, le sfumature sono numerose, soprattutto perché bisogna tenere conto dell'auto che si sta guidando.

Vediamo ora un esempio pratico, concentrandoci sulle differenze a livello di sospensione di barra antirollio tra la Ferrari 296 GT3 e la Lamborghini Huracan GT3 Evo2. 

I valori di molle e barre, oltre ad essere numericamente diversi, sono decisamente differenti tra loro a livello assoluto.

Ad esempio, le barre della Lamborghini sono molto più rigide all'anteriore che non al posteriore. 

Quello che conta è capire quanto sia la differenza tra un click e l'altro per molle e barre.

Per le barre, la differenza tra un click e l'altro per le due auto è più o meno simile, ma non si può dire lo stesso per le molle delle sospensioni. 

Mentre per la Ferrari, tra un click e l'altro ci sono circa 6000 NM di differenza, per la Lamborghini sono oltre 20.000.

Questo significa che un click in più o in meno di rigidezza delle molle delle sospensioni è molto diverso tra le due auto e, nella Ferrari, sposterà di poco il bilanciamento del comportamento dell'auto, nella Lamborghini questo intervento sul setup risulterà essere molto più invasivo, un aspetto fondamentale di cui tenere sempre conto. 

Va considerato che l'unica rigidezza aggiunta dalle barre antirollio è relativa al rollio in curva, mentre la molla della sospensione influisce sia longitudinalmente, quindi in accelerazione e in frenata in linea retta, che lateralmente con il rollio

Con l'aiuto della telemetria, vediamo insieme alcuni esempi sulla pista di Barcellona utilizzando queste due auto, soffermandoci sul grafico della distribuzione laterale del carico.

Con la Ferrari, a curva 3, escludendo i due errori, i valori tra una barra antirollio anteriore a uno o due sono pressoché simili, dato che tra un click e l'altro i valori variano di molto poco. 

Anche irrigidendo di un punto la sospensione anteriore, la linea bianca sul grafico, il risultato non cambia poi di molto, per lo stesso motivo di cui sopra.

Stesso discorso a curva 4, dove la distribuzione del carico laterale non varia in maniera evidente a prescindere che si aggiunga un click di barra o di sospensione anteriore.

Storia diversa invece per la Lamborghini a curva 3: una barra anteriore a 3 o 4 restituiscono valori molto simili, perché anche in questo caso tra un click e l'altro i valori di rigidezza sono molto vicini tra loro. 

Ma quando aumentiamo di un click il valore della sospensione, è evidente come la distribuzione del carico sia decisamente più influenzata dai dati raccolti.

Nel passaggio a curva 4, ci confermano lo stesso identico andamento.

Confrontando direttamente curva 9, la velocissima curva a destra in salita, il risultato è ancora più evidente: la linea bianca rappresenta la distribuzione del carico con un click in più di sospensione all'anteriore.

Data la grande differenza tra i valori di rigidezza delle sospensioni della Lamborghini tra un click e l'altro, modificare questo parametro influirà in maniera molto più significativa sul comportamento della monoposto rispetto a quanto avverrebbe con la Ferrari effettuando la stessa identica modifica.

Ed è proprio per questo motivo che, quando si modificano i valori delle barre delle sospensioni, è sempre importante ricordare che le barre antirollio lavorano solo in curva, mentre le sospensioni influiscono sul comportamento dell'auto sia in curva che durante le fasi di transizioni, ovvero in accelerazione e frenata. 

Pertanto, se si sta cercando di modificare il bilanciamento o il comportamento dell'auto a centro curva, è bene iniziare sempre prima dalle barre antirollio, proprio perché sono uno strumento di fine regolazione e spostano il bilanciamento in maniera molto più delicata rispetto a quanto farebbe una sospensione.

Bene, siamo giunti al termine di quest'approfondimento che potrai guardare anche sul nostro canale YouTube:

Questi concetti sono centrali nella nostra formazione dei piloti in UniSimRacing: li affrontiamo durante le sessioni di coaching, le analisi dei giri, e le conversazioni nei gruppi privati.

Durante le nostre sessioni di coaching, lavoriamo intensamente su questo aspetto, concentrando la nostra attenzione sulle fasi di guida e setup in cui il pilota riscontra maggiori difficoltà.

Se ora sei interessato a iniziare a lavorare sul serio per ottenere miglioramenti concreti sui Simulatori, il prossimo passo è iscriverti al nostro videocorso GRATIS SimRacing Fast-Track.