Rct 1

Revista de Técnica de

1

Competición Automovilística

www.racecartechnology.com

DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE COCHES DE COMPETICIÓN

www.racecartechnology.com EDITORIAL Director General Timoteo Briet Blanes. [email protected]

Diseño: Marcelo Taboada

Antes de contarles las razones de la creación de la revista, me gustaría contaros lo que pretendemos con su publicación y es que nuestro lector pueda encontrar un espacio lleno de información técnica de ingeniería de competición, fácil de entender y muy útil en el mundo del automovilismo deportivo. Muchas veces hallar esta información es un trabajo muy arduo y una vez encontrada nos damos cuenta que poco se puede aplicar a la competición, con el agravante de la complejidad que esta misma conlleva. Y es por todo lo expuesto que nace esta revista.

Edición: Roberto Pravata

Consultas: [email protected]

Redacción Administración: C/ San Bartolomé 19 C.P. 12190 Borriol (Castellón)

Os proponemos en cada número explicaros con el mayor detalle posible diferentes ejemplos prácticos “reales” que rodean el mundo del automovilismo deportivo, a fin de que

podáis entender y aplicar diferentes y complejos aspectos técnicos.

Pretendemos también que se convierta en un gran canal de buenas e innovadoras ideas en las que podamos retroalimentarnos de la gran capacidad de ingenieros y entendidos que sabemos fehacientemente que existen. Para ello usaremos nuestra revista y la web-blog (www.racecartechnology.com) en la que podéis comentar los artículos que más os gustaron, proponiendo ideas y sugerencias varias. Contamos con muy interesantes secciones que iremos desarrollando en cada uno de nuestras entregas y que por supuesto se irán incrementando a lo largo del año. Agradecemos por supuesto, que nos hayáis elegido y que podamos contar con vuestros comentarios e inquietudes para hacer de ésta, no solo por ser la única, la mejor revista técnica de competición de España. Todo enfocada al DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE COCHES DE CARRERA. Los coches sobre los que trabajaremos, son muy variados y corresponden a todas las

categorías existentes.


Director General Timoteo Briet Blanes. [email protected]

ÍNDICE

Diseño: Marcelo Taboada

Edición: Roberto Pravata

Consultas: [email protected]

Redacción Administración: C/ San Bartolomé 19 C.P. 12190 Borriol (Castellón)

OBJETIVOS PRINCIPALES COMPARACIÓN ANÁLISIS POST RIG INFORME SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE SUSPENSIO MEJORAS EN EL MUENES: MOVIMIENTO MOV IMIENTO DE “HEAVE” “HEAVE” – MEJORAS LLE PONER O NO PONER CARGA AERODINÁMICA EN UN RALLY DE MONTAÑA: RALLY: SUBIDA A ARRATE VARIACIÓN DE TIEMPO POR KILO DE MASA LÍMITE DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA REPARTO DE FRENADA ACELERACIÓN; FACTORES QUE INTERVIENEN DALLARA FÓRMULA 3 - 308 VARIACIÓN ALERÓN DELANTERO - DRAG INFLUENCIA EN LA POTENCIA DEL MOTOR EN EL FÓRMULA 3 - DALLARA F-308, DE LOS RETROVISORES


/

www.tecnicaf1.es

OBJETIVOS PRINCIPALES Los objetivos principales que se persiguen, son 2: 1. 2.

Diseñar coches de competición. Optimizar coches de competición.

Ambos objetivos corresponden a las 2 actividades primordiales que todo ingeniero o piloto de competición, debe conocer. Para los 2 objetivos, hacen falta una serie de actividades o materias a conocer; todas ellas son dependientes, y en esta revista, vamos a hacer uso de todas ellas.

Toda la parte teórica referente a cada concepto, la podéis ver en la web www.tecnicaf1.es , tanto como artículo propiamente dicho,como artículo perteneciente al curso de Dinámica Vehicular. En esta revista, sólo aparecerán aspectos prácticos, reales y encaminados a conseguir los 2 objetivos anteriormente señalados. De igual forma, para comentar, intercambiar opiniones, y en definitiva “aprender”, podéis utilizar el blog de la Revista

(www.racecartechnology.com).

La Revista no tendrá periodicidad: cuando tengamos suficiente Información técnica, la publicaremos ¡¡¡¡. MANTENEROS ALERTA EN LA WEB: NO OS LA PERDÁIS ¡¡¡¡ www.racecartechnology.com

/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

COMPARACION ANÁLISIS POST RIG En este artículo, vamos a comparar, mediante análisis post-rig, 2 setups diferentes, de un mismo coche; para ello, compararemos 2 muelles de diferentes durezas, para de esta forma, conocer cuál debería ser el muelle más correcto. Para ello, utilizaremos el “Performance Index”; el software utilizado está desarrollado por Nacho Suárez. El parámetro que vamos a displayar es el llamado: “CONTACT PATCH LOAD”; que no es ni más ni menos, que la carga de contacto del neumático con el asfalto.

Somos capaces de analizar multitud de parámetros, pero en este artículo, nos vamos a centra sólo en uno; en posteriores artículos, analizaremos otros:


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

El performance index, es diferente, con lo que el segundo setup, es en principio, mejor; de todas formas, es necesario conocer no sólo la aplicación o contexto de trabajo de nuestro coche (no es lo mismo un turismo que un F1); en esta ocasión, en ensayo está destinado a coches de competición.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

INFORME SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE SUSPENSIONES: MOVIMIENTO DE “HEAVE” – MEJORAS EN EL MUELLE INTRODUCCIÓN rtamiento general del modelo del vehículo mediante un simple ajuste en el amortiguador (damper). A continuación se presenta un estudio similar, basado tanto en la respuesta en frecuencia como en el tiempo, que permite comparar la configuración “another” con un nuevo se tup que denominaremos “new”. Para ello se procederá a modificar los valores de los muelles (springs). Los parámetros de partida son los c orrespondientes En el artículo previo en el que se comparaba dos setups de suspensión (“original” y “another”), se conseguía mejorar el compo

a la configuración “another” que se resumen en la siguiente tabla:

CONFIGURACIÓN “another”

SIMBOL

VALUE

DESCRIPTION

ms

600-2*(21+24) = 510 Kg

sprung mass

mu(fr, fl, rr, rl)

21/21/24/24 Kg

(fr, fl, rr, rl) unsprung mass

K s(fr, fl, rr, rl)

180/180/180/180 N/mm

(fr, fl, rr, rl) spring stiffness

Cs(fr, fl, rr, rl)

4000/4000/4000/4000 N/m/s

(fr, fl, rr, rl) damper stiffness

K ab(f, r)

0/0 N/m

(front, rear) anti-roll bar stiffness

K t(fr, fl, rr, rl)

218.5e3/218.5e3/218.5e3/218.5e3 N/m

(fr, fl, rr, rl) tyre stiffness

tw(f,r)

1.722/1.648 m

(front, rear) track width

lw(f,r)

1.485/1.215 m

distance from the CG to the (front, rear) axis

lt(fr, fl, rr, rl)

0.861/0.861/0.824/0.824 m

distance from longitudinal axis to (fr, fl, rr, rl) wheel

Js(p,r)

5880/1764 Nm2

sprung mass (pitch, roll) moment of inertia

MR f

0.9

Front Motion Ratio (suspension/wheel)

MR r

0.8

Rear Motion Ratio (suspension/wheel)

Zs(fr, fl, rr, rl)_stc

0.040/0.040/0.070/0.070 m

(fr, fl, rr, rl) sprung mass static position

Zu(fr, fl, rr, rl)_stc

0.320/0.320/0.325/0.325 m

(fr, fl, rr, rl) unsprung mass static position

Fa(f,r)

0/0 N

(front, rear) aerodynamic force


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

RESULTADOS DE SIMULACIÓN El único cambio que se ha realizado en el setup de la suspensión “new” con re specto a la “another” es el de ablandar lo s muel

les, en concret

se han elegido las siguientes durezas: K s(fr, fl, rr, rl) = 140/140/140/140 N/mm

El ensayo

post-rig de simulación llevado a cabo evalúa el comportamiento en el movimiento d

“heave” (movimiento vertical del coche). Se expondrán a continuación las gráficas de respuesta en frecuencia, completán

dolas con gráficas de respuesta en el tiempo y veremos la relación que hay entre ambos dominios (frecuencia y tiempo).

Movimientos de la masas suspendidas Como vemos al ablandar los muelles (configuración “new”) hemos conseguido que los picos de resonancia (entre 4 y 5 Hz) sean m

enores, l

que implicará que los movimientos del chasis, tanto en la parte trasera como delantera, sean aún menores al enfrentarse el coche a las irregularida des de la pista. El ancho de banda permanece prácticamente constante por lo que en la respuesta en el tiempo veremos oscilaciones muy similare que se extinguen a un ritmo muy similar, pero con menor amplitud en “new” debido al menor pico de resonancia. Recuérdese que

menores movi

mientos en el chasis implican una mejor actitud aerodinámica del coche.

Para comparar dos suspensiones en el tiempo es bueno emplear una señal de tipo escalón, tal y como se muestra en las siguientes figuras, ya que este tipo de señal excitará al sistema en todo el rango de frecuencias. Si un setup se comporta bien ante una señal escalón, se puede afirmar que en general responderá bien ante cualquier otro tipo de entrada.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Movimientos de las masas no suspendidas (ruedas) Vemos como también se ha conseguido una cierta mejoría en el comportamiento de las ruedas, ya que tanto delante como detrás s e han redu cido los picos de resonancia (en “new”), preservando los anchos de banda. Es por ello, que los movimientos de las ruedas con

respecto a los de l

pista serán menores en “new” y prácticamente igual de rápidos. Las respuestas en el tiempo confirman estos hechos, por lo que el agarre de la confi guración “new” será, en principio, mejor. Además, al deformarse menos los neumáticos también se calentarán menos y aguantarán


/

www.tecnicaf1.es

mejor.


/

www.tecnicaf1.es

Cargas en la huellas de contacto de los neumáticos. Estas figuras son muy importantes ya que muestran cómo varían las fuerzas verticales entre los neumáticos y la pista y por tanto nos dan un indicación de las variaciones de agarre de los neumáticos. Interesa que las variaciones sean lo menores posibles, para no perder agarre. Vemos cóm en la configuración “new” los picos de resonancia son menores, por lo que en el tiempo también apreciaremos menores variacion

es. Los picos d

más de 1000 Newtons que se aprecian en el instante 0.2 segundos se deben a que en dicho instante se produce el impacto del escalón de la pista co el neumático, produciéndose un aumento repentino de la presión sobre la huella de contacto del neumático.

Cabeceo (pitch) Como consecuencia de haber ablandado los muelles vemos como en el movimiento de cabeceo hemos conseguido reducir el pico de resonan cia, pero por el contrario se ha reducido apreciablemente el ancho de banda. Esto quiere decir que además de reducir la ampli tud de los movimiento de cabeceo, éstos se extinguirán más lentamente en la configuración “new”. Esta lentitud puede ser deseable para el piloto, y

a que muchas veces s

quejan de lo nervioso que son los coches, especialmente en las frenadas, por poner un caso. Esta lentitud puede hacer que el piloto adquiera má confianza en el setup “new” que en el “another”, ya que le puede dar la sensación de que sea más predecible.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

CONCLUSIONES Hemos conseguido mejorar de nuevo nuestro setup, pero esta vez no variando el amortiguador, sino la dureza de muelle. Variando estos dos parámetros se pueden conseguir mejoras, pero siempre se alcanzará un punto en el que habr que llegar a un compromiso entre los movimientos de la masa suspendida y las ruedas. Alcanzar la solución óptima depen derá del objetivo perseguido, de la experiencia del ingeniero y de las herramientas utilizadas. En esta labor, los programa de simulación ayudan grandemente, sin embargo, hay que tomar los resultados de simulación sólo como indicadores de po dónde se puede buscar esa optimización. Los ajustes finales corresponde hacerlos en pista.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

PONER O NO PONER CARGA AERODINÁMICA EN UN RALLY DE MONTAÑA: RALLY: SUBIDA A ARRATE

A través del Google, dibujamos en nuestro simulador, el trayecto de la carrera, y analizamos 3 diferentes setups, observando los datos y observando las variaciones de tiempo invertido.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

VARIACIÓN DE TIEMPO POR KILO DE MASA Seguro que todos hemos oído en alguna ocasión, la pregunta respecto de qué tiempo se pierde al variar un Kg de masa en el coche (consumo de combustible por ejemplo). La respuesta es bastante simple: Como todo en competición, depende; depende del motor, del reparto de pesos, del circuito y del piloto. Estos básicamente son los 4 factores que intervienen en la decisión. A priori (antes de construir el coche o antes de ponerlo en pista), es posible conocer la respuesta; para ello se pueden utilizar programas “simples” como el que exponemos a continuación, que son denominados genéricamente, SIMULADORES DE TIEMPOS POR VUELTA. Se trata de tener completamente parametrizado el coche, y el programa es capaz de conocer el tiempo que el coche invertirá en dar una vuelta a determinado circuito ¡¡¡¡ alucinante…. Vamos a escoger un coche, cuya curva motor es l a siguiente:


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Otros parámetros fundamentales son las relaciones de marchas: Primary drive 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th

1.160 3.133 2.045 1.481 1.161 0.971 0.871

:1 :1 :1 :1 :1 :1 :1

No podemos incluir en estas líneas, todos los parámetros del coche, pero son necesarios conocerlos e introducirlos en el programa en cuestión, para que éste, sea capaz de calcular lo que queremos calcular. Simplemente como referencia, daremos las medidas más generales del coche: mass Weight split CG height Wheelbase Track

900 50 0.4 2.15 1.52

[kg] [%] [m] [m] [m]

Con estos datos y muchos más, vamos a ensayar el coche en el circuito de Montmeló; para ello, tenemos totalmente parametrizado también este circuito (y muchos más claro); tener en cuenta que dicha parametrización, con lleva el conocer las geometría completa del circutio, incluyendo alturas, peraltes y demás. Un modelo “esencial” en toda sim ulación

Lap-Time, es el modelo Pacejka de los

neumáticos; en este caso: Lat a1_ Lat a2_ Long b1_ Long b2_

-50 1800 -10 1700

-40 1850 -10 1750


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Fijarse en la trazada óptima que se calcula.... Esta versión de prueba del software Lap-Sim, carece de muchos cálculos, simplemente para ahorra tiempo de cálculo, pero las versiones full, son completas (por definición). Veamos la diferencia entre 1 Kg, en una vuelta al circuito, y observaremos las gráficas de la velocidad y de las aceleraciones laterales.

mass Weight split CG height Wheelbase Track LapTime: min:

900 50 0.4 2.15 1.52

[kg] [%] [m] [m] [m]

sec

2

9.99239

Track length Average speed

5792

m

160.4

Km/h

Veamos la variación de masa: mass Weight split CG height Wheelbase Track

LapTime: min:

899 50 0.4 2.15 1.52

[kg] [%] [m] [m] [m]

sec

2

9.97521

Track length Average speed

5792

m

160.4

Km/h

Por tanto, cada kilo implica una variación de tiempo de aprox. De algo menos de 2 centésimas.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

LÍMITE DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA Introducción Cuando deseamos que nuestro coche tenga más aceleración siempre pensamos en aumentar la potencia del motor, y pocas veces pensamos en cambiar nuestros neu máticos. Con este artículo pretendemos mostrar que la potencia no lo es todo, a ver, si es importante, muy importante, pero tiene su límite; y éste está dado por el coeficiente de fricción de los neumáticos μ.

Presentamos el coche.

Mass

Engine

Mass

1690 kg

Wheelbase

2.731 m

1000

341

48.5

50 %

1500

387.5

82.7

0.5 m

2000

418.5

119.1

2500

449.5

159.9

3000

465

198.5

3500

480.5

239.3

4000

511.5

291.1

4500

542.5

347.3

1 :1

5000

558

397.0

1st

4.23 :1

5500

542.5

424.5

2nd

2.53 :1

6000

527

449.9

3rd

1.67 :1

6500

511.5

473.1

4th

1.23 :1

7000

496

494.0

5th

1 :1

7500

480.5

512.7

6th

0.83 :1

Final drive Wheel R

3.63 :1 0.33 m

8000 8500

472.75 403

538.1 487.4

Weight split (% front) CG Height

Speed (RPM)

Conditions friccion coeff

1.1 Transmission

Primary drive

Torque (Nm)

Power (Cv)

Comenzaremos variando el torque en porcentajes para encontrar el límite para el cual la aceleración de 0 a 100 km/h se hace constante; o sea es la máxima posible con este coche y con estos neumáticos. Resultados

ORIGINAL μ (1,1) 0-100km/h

5.66 sec

0-160km/h

12.52 sec

0-200km/h

20.40 sec

0-400m

13.86 sec

0-1000m top speed

24.94 sec 279 km/h

0-? Km/h

120 (km/h) 7.64 (sec)

Potencia


347 CV

/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es 20% Mas μ(1.1)

0-100km/h

5.26 sec

0-160km/h

10.83 sec

0-200km/h

16.90 sec

0-400m

13.34 sec

0-1000m

23.73 sec

top speed

295.2 km/h

0-? Km/h

120 (km/h) 6.91 (sec)

Potencia

416.4 CV

40% Mas μ(1.1) 0-100km/h

4.99 sec

0-160km/h

9.69 sec

0-200km/h

14.64 sec

0-400m

12.93 sec

0-1000m

22.77 sec

top speed

316.8 km/h

0-? Km/h

120 (km/h) 6.42 (sec)

Potencia

485.8 CV

55% Mas μ(1.1) 0-100km/h

4.92 sec

0-160km/h

9.12 sec

0-200km/h

13.48 sec

0-400m

12.71 sec

0-1000m

22.22 sec

top speed

331.2 km/h

0-? Km/h

120 (km/h) 6.21 (sec)

Potencia

538 CV

60% Mas μ(1.1) 0-100km/h

4.92 sec

0-160km/h

8.98 sec

0-200km/h

13.18 sec

0-400m

12.65 sec

0-1000m top speed

22.07 sec 333 km/h

0-? Km/h

120 (km/h) 6.18 (sec)

Potencia

555 CV

5.80

5.60

5.40

5.20 Series1

5.00

4.80

4.60

4.40 347

416.4

485.8


538

/

555

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Vemos que el límite dado por los neumáticos está en el 55% de aumento del torque. Esto se puede remediar colocando un compuesto de neumáticos más blando, o lo que es lo mismo, aumentando el μ del mismo.

Ahora exponemos el resultado con neumáticos un 10% mas blandos.

55% Mas μ(1.2) 0-100km/h

4.49sec

0-160km/h

8.70 sec

0-200km/h

13.06 sec

0-400m

12.38 sec

0-1000m top speed

21.87 sec 331.2 km/h


0-? Km/h

120 (km/h) 5.79 (sec)

Potencia

/

538 CV

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

REPARTO DE FRENADA En este artículo, voy a describir la importancia que tiene un buen reparto de frenada y la analizaré a partir de una plantilla creada por nosotros en Excel. Seguro que os sorprenderán algunas de las conclusiones que extraeremos.... Todos hemos visto en la tele, el método que tiene el piloto para modificar el reparto de frenada del coche; es algo extremadamente importante por cuanto cambia las actitudes del coche en una curva o frenada. Dependiendo qué reparto coloque, la dinámica será diferente. Por ejemplo, un reparto del 50%, significa que las ruedas frenan de igual manera.... Veamos la plantilla Excel, en cuestión: para empezar, la introducción de datos:

Los valores son los típicos: peso total, el coeficiente de fricción entre neumático y asfalto, los porcentajes de frenada delantera y trasera, la altura dqel centro de gravedad, el wheelbase y la posición del centro de gravedad con respecto los ejes.

Es necesario hacer unas aclaraciones: se trata de una simplificación; notar que tan sólo es posible introducir un coeficiente de fricción determinado y los cálculos de las transferencias de masas también están simplificados; para hacer los cálculos correctos, simplemente habría que hacer un cálculo “correcto” de las transferencias de masas, así como poder variar automáticamente en función de la carga y

muchos otros factores, el coeficiente de fricción; tan simple como eso; ya veremos más plantillas al respecto, más adelante; en esta ocasión, se trata de aprender....


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

La plantilla, en función de los datos introducidos, calcula las aceleraciones máximas (g), para que las ruedes bloqueen, tanto delante, como detrás:

También calcula, porque le hace falta lógicamente, las fuerzas disponibles y demandadas en cada eje; la demandada es aquella necesaria para frenar el coche y la disponible es aquella que puede realizar como máximo, el neumático:

Por si fuera poco, la plantilla calcula, mediante una macro creada a tal afecto, cuál debería ser el reparto de frenada óptimo, para que las 2 ruedas bloqueasen a la misma aceleración; sabemos que es mejor que no bloquuen al mismo momento, pero es muy importante conocer este punto:

Veamos qué aspecto tiene los resultados:


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Veamos algo súmamente importante: supongamos cierto coche con unas especificaciones; genera la siguiente gráfica, correspondiente al reparto de frenada:

Variamos ahora el coeficiente de fricción entre el neumático y el asfalto, y obtenemos:

Alucinante verdad? con un coeficiente de fricción mayor, la rueda delantera que se bloqueaba antes, ahora, se bloquea después....

Conclusiones: El reparto varía en función de si llueve o no. Varía en función de la transferencia de pesos. Varía en función de la rugosidad del asfalto. Varía en función del desgaste de los neumáticos y la temperatura. Etc.... NO ES NADA FÁCIL, POR TANTO....     


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

ACELERACIÓN; FACTORES QUE INTERVIENEN

Sabemos positivamente, que uno de los factores que más intervienen en la capacidad de aceleración de un coche, son los neumáticos (no podía ser de otra forma la verdad); pero existen muchos otros; en este caso, veremos:  

Wheelbase. Tracción delantera o trasera.

Supongamos esta curva de motor:

Speed (RPM) Torque (Nm) Power (Cv) 1000

220

31

1500

250

53

2000

270

77

2500

290

103

3000

300

128

3500

310

154

4000

330

188

4500

350

224

5000

360

256

Mass, m

5500

350

274

6000

340

6500

Supongamos los siguientes datos generales del coche, obviando muchos otros, pero teniéndose en cuenta:

1690

kg

Wheelbase, L

2.6

m

290

Weight split (% front), W_split_f

%

330

305

CG Height, h

50 0.5

7000

320

319

7500

310

331

8000

305

347

8500

260

314

Supongamos primeramente, tracción delantera:

Con estos datos, las capacidades de aceleración con unos neumáticos determinados (siempre los mismos para poder así comparar), son:


/

www.tecnicaf1.es

m


/

www.tecnicaf1.es

0-100km/h

6.66sec

0-160km/h

13.52sec

0-200km/h

21.40 sec

0-400m

14.66sec 25.79 sec

0-1000m

Veamos variando ciertos parámetros:

Mass, m

1690

kg

3

m

50 0.5

%

Wheelbase, L Weight split (% front), W_split_f CG Height, h

0-100km/h

6.56sec

0-160km/h

13.42sec

0-200km/h

21.30 sec

0-400m

14.58sec 25.70 sec

0-1000m

m


Mass, m

1690

kg

Wheelbase, L

2.6

m

Weight split (% front), W_split_f

50 0.5

%

CG Height, h

m

Pero tracción trasera:

0-100km/h

5.21 sec

0-160km/h

12.07 sec

0-200km/h

19.95 sec

0-400m

13.49 sec 24.56 sec

0-1000m


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


Mass, m Wheelbase, L Weight split (% front), W_split_f CG Height, h

1690

kg

3

m

50 0.5

% m

Tracción trasera:

0-100km/h

5.28 sec

0-160km/h

12.14 sec

0-200km/h

20.02 sec

0-400m

13.55 sec 24.62 sec

0-1000m

Por tanto, la tracción trasera tiene mucha más influencia, lógicamente; el aumento de wheelbase, puede ser en ocasiones, perjudicial.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

DALLARA FÓRMULA 3 - 308 VARIACIÓN ALERÓN DELANTERO - DRAG Tenemos en formato CAD (Iges) el Dallara de Fórmula 3, modelo 308; para ello hemos utilizado técnicas de ingeniería inversa. Una vez obtenido el modelo “apto” para CFD, po demos modelizarlo numéricamente; para ello, conviene realizar 2 cosas: 



Ajustar la malla, ajustar la capa límite y demás, para que el valor y+, sea el correcto; de esta forma, la fiabilidad de los datos CFDserá extrema. Corroborrar los datos CFD con la realidad.

Veamos el caso de variación “exclusiva” del alerón delantero, y calculemos, para varias posiciones, cuál es la resistencia ae


/

www.tecnicaf1.es

rodionámica


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

POSICIÓN ALERÓN DELANTERO, EN GRADOS

DRAG, EN NEWTONS, VALORES PARA

17º

1143 N

19º

1156N

21º 23º

1166 N 1164 N

Como podemos comprobar, ocurre lo que en la realidad ocurre: si aumentamos “sólo” la incidencia del alerón delantero, la drag permanece constante prácticamente.

Esto se debe a que mientras la parte delantera del coche aumenta de Drag, la parte trasera del coche, recibe flujo “sucio” con lo que la drag se reduce.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

INFLUENCIA EN LA POTENCIA DEL MOTOR EN EL FÓRMULA 3 - DALLARA F-308 DE LOS RETROVISORES 1.Introducción:

En multitud de ocasiones, existen elementos en el coche sobre los que no podemos suponer influencias aerodinámicas sobre otros elementos también es cierto que absolutamente todos los elementos de los que se compone un coche, son dependientes unos de otros, en mayor o menor medi da. El origen de nuestro problema es el siguiente; basta con una vista frontal del coche de Fórmula 3:

Observamos claramente, que el retrovisor está justo en la línea de la toma de admisión; teniendo en cuenta que la admisión es la que proporciona potencia al motor, se puede pensar que esta disposición del retrovisor, afecta en alguna medida a la potencia del motor del coche; es más: si plegamos el retrovisor, nos damos cuenta que esta interferencia, “aparentemente” se reduce considerablemente.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Por tanto, nuestro trabajo a partir de ahora, es calcular esta influencia en términos de potencia del motor. 2.Protocolo de actuación:

Vamos a realizar 2 simulaciones CFD de todo el coche de F3, centrándonos en la toma de admisión como parte o elemento a calcular : Con retrovisor en posición normal. Con retrovisor replegado. En un primer lugar, hemos de pasar nuestro coche a formato CAD, apto para ser tratado convenientemente por nuestro software CFD. Para ello, utilizamos 2 métodos, sistemas o procedimientos: Palpador; el contacto del sensor de la punta con un objeto, almacena sus coordenadas tridimensionales. Scanner 3D; un barrido láser en 3D, permite almacenar la superficie del coche en modo de puntos densamente esparcidos. El inconveniente que tienen ambos métodos y por extensión todos los que se aplican en ingeniería inversa, es que suministran o crean una nube de puntos increíblemente densa, con cientos de millones de puntos, conformando el coche; también es verdad que la precisión que se puede alcanzar ronda las micras….

De cualquier forma es necesario tratar adecuadamente esa nube de puntos, con el objetivo de conformar todas las superficies de las que se compone nuestro coche. Realizamos dicho proceso y vamos obteniendo progresivamente superficies y partes de nuestro coche:


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Hasta obtener, por fin, nuestro coche totalmente, con las precisiones requeridas en ciertas partes (con el fin de no aumentar en exceso el tamaño del diseño) y con los detalles necesarios:

Una vez hemos llegado a este punto, el proceso continúa con la elaboración de la malla y la realización de las simulaciones CFD . 3.Resultados:

Si calculamos la evolución temporal de la presión justo en la boca de admisión, observamos claramente, la diferencia de presión. Con el retrovisor plegado, la presión es considerablemente mayor que con el retrovisor en posición normal. Esta diferencia de presión, conlleva irremediablemente, una diferencia de potencia útil en nuestro motor.


/

www.tecnicaf1.es


/

www.tecnicaf1.es

Otra forma de representar esta diferencia, es representando la presión particular de cada geometría, en función del tiempo (es este caso nuestro, representamos la fuerza de resistencia):

4.Conclusiones:

Con los datos obtenidos, podemos concluir diciendo que la diferencia en términos de potencia, son aproximadamente unos 4 caballos. Hemos desarrollado todo el proceso de resolución de nuestro pro blema, desde que hemos localizado o “intuido” el problema, pas

la definición del problema, la generación del modelo en CAD, y acabando con las simulaciones CFD.


/

www.tecnicaf1.es

ando por


/

www.tecnicaf1.es

Rct 1

Recommend Documents