Motorsport
Tecnica evoluzione
Durata e affidabilità componenti
Durata delle singole componenti in F1
Motore: riportato in officina per la manutenzione dopo ogni GP.
Cambio: la fusione può reggere di norma per tutto il campionato; ingranaggi e cuscinetti vanno sostituiti ad ogni gara; differenziali e alberi principali possono durare 2 o 3 GP.
Frizione: è progettata per resistere ad una sola partenza dalla griglia (più quelle dai box). Dopo ogni gara viene smontata e revisionata.
Lubrificanti: cambiati dopo ogni sessione.
Volante: le parti meccaniche (come i bilancieri per cambiare marcia) durano all'incirca per metà stagione, mentre l'elettronica interna ha una vita utile da due a cinque GP.
Sensori: quelli sottoposti a temperature e vibrazioni elevate (ad esempio quelli vicini ai mozzi e agli scarichi) non durano più di 500 km. Altri arrivano ai 3000 Km.
Radiatori: sostituiti ogni due gare.
Scocca: ad ogni GP è sverniciata e ridipinta con nuovi adesivi.
Aerodinamica: alettoni, deflettori sono controllati periodicamente per rilevare crepe o danni dovuti al calore degli scarichi. Per ogni gara si appronta un nuovo sottoscocca.
Impianto frenante: le pinze possono durare una stagione, dischi e pastiglie non passano la durata di una gara.
Cerchi: in condizioni normali arrivano a 4000 Km, l'equivalente di 5 week-end di gara, salvo incidenti..
Scarichi: sostituiti ogni gara anche se sono integri.
Rifornimento: tutte le componenti, compresa la pompa benzina, sono revisionate dopo la gara, si cambiano anelli di tenuta filtri su vettura e bocchettoni.
Sospensioni: esistono più di 50 combinazioni possibili. Le molle durano tutto l'anno, gli ammortizzatori vengono revisionati ad ogni gara; i triangoli hanno una vita utile di due o tre GP.
Sedile: è realizzato su misura in fibra di carbonio. Ogni pilota ne usa 5 o 6 a stagione, con periodici controlli d'usura e danni.
Tuta: un pilota ne utilizza 12 a stagione (metà con i marchi di tabacchi e metà senza).
I regolamenti cambiano di anno in anno per cui non sempre ci troviamo davanti a questi stessi tempi di durata dei vari organi (questo elenco però può darvi un buona idea di quanto sia spinta la progettazione) per esempio nel momento in cui venne introdotto l'obbligo di sostituire il motore dopo 2 gran premi, il lavoro di ricerca su leghe speciali aumentò notevolmente.
Un limite imposto dalla sollecitazione di fatica
A parte rarissimi casi, gli alberi a gomito dei motori automobilistici sono sempre in un sol pezzo. Vengono realizzati mediante fucinatura se sono in acciaio legato, oppure vengono ottenuti per fusione se sono in ghisa a grafite sferoidale. Quest’ultima soluzione è la più economica ed è adatta esclusivamente a motori che devono sopportare sollecitazioni di lieve entità infatti ha un buon rapporto resistenza/costo ma dei valori di carico unitario di rottura e di snervamento inferiori tra il 20% ed il 50%. Per tale ragione non è impiegato per alberi a gomito che devono oltrepassare gli 8000 giri/min.
E’ interessante notare che nei motori di F1 di qualche anno fa (nei quali si viaggiava mediamente a 16.000 giri/min), dove l’uso di acciai alto legati è d’obbligo, era tuttavia necessario provvedere alla sostituzione dell’albero motore e delle bielle dopo ogni gran premio in quanto considerando che:
- per regolamento un gran premio non può superare le 2 ore di durata (ovvero 7200 secondi),
- i propulsori siano costantemente al massimo regime di rotazione (vi ricordo che l’esempio si riferisce a motori e regolamenti di qualche anno fa) di 16.000 giri/min (ovvero 267 giri/s),
allora il numero di cicli accumulati dall’albero motore e dalle bielle in un gran premio varrà:
nc= 1.920.000
E dato che il limite del ginocchio della curva di fatica (in questo caso) vale 2.000.000 di cicli, abbiamo 1.920.000 < 2.000.000 cioè i cicli che possono essere effettuati da alberi e bielle in acciaio alto legato, sono sufficienti a coprire la distanza di un solo gran premio. Si nota come l’elevata resistenza meccanica degli acciai al Nichel Cromo Molibdeno, sia comunque fortemente limitata di fronte alle elevate sollecitazioni cui possono essere sottoposti.
Coltivando la meticolosità
Molto simile il discorso nel DTM, nel Superturismo, nella Le Mans Series, nel Rally ed in tutte quelle categorie di vertice di cui si parla un po' meno rispetto alla F1 ma che comunque offrono livelli agonistici di grande prestigio. Anche in tali categorie la vita di ogni singolo componente viene misurata in ore e, specifici software, comunicano quanto ancora le varie parti del veicolo possono essere usate. Tuttavia gli imprevisti ci sono sempre e vanno messe in conto in un mondiale o in un europeo, rotture eccezzionali che a fine stagione inevitabilmente incideranno sul campionato. Diversa è la questione in campionati meno esasperati che vantano comunque e sempre alti livelli di passione ma preparazione tecnica non sempre adeguata. Ricordo ormai con piacere tre episodi, avvenuti quando mi impegnavo come tecnico nelle competizioni ai tempi della scuola superiore, che stimolarono la meticolosità che andai a coltivare negli anni a seguire. Nell'immagine poco sopra un disco frizione danneggiato da un collega che usava più la forza che la logica per montare i motori. Molti non ci crederanno ma quando si ragiona, anche in meccanica, la forza non serve quasi mai.
Lo scambiatore di calore che non scambiava
In un noto ed apprezzato campionato europeo cui partecipavano veicoli con motore posteriore 3.0 V6 e trazione posteriore, ho insistito più volte sull'errato alloggiamento dello scambiatore aria/olio che in principio era collocato nel vano motore posteriore e non era investito da alcun flusso d'aria di scambio. Questo significa che non cedeva calore all'aria esterna e nel vano motore c'erano temperature talmente elevate da nuocere persino al pilota che guidava con i finestrini aperti per non soffocare dal caldo (danneggiando tra le altre cose anche l'aerodinamica). Non vi era un condotto che portasse aria al suddetto scambiatore e, anche se vi fosse stato, a poco sarebbe servito vista la posizione arretrata e nascosta dello scambiatore (tra l'altro in prossimità dello scarico). Si verificarono molte rotture a causa di quello scambiatore male collocato. Inutile dire che i più mi ignorarono valutando la mia giovane età anziché la logica tecnica delle mie affermazioni. Un giorno a Zandwort si presenta un tecnico ufficiale del campionato con delle staffe e delle prolunghe per portare lo scambiatore nel vano anteriore della vettura. Iniziò a spiegare in inglese (ed io fui l'unico a capire di un'intera squadra) cosa dicesse (anche se il mio era un inglese scolastico). Quando mi chiesero: " Cosa ha detto? ", io risposi: " Quello che ti ho sempre detto io...". Se vi dovesse accadere qualcosa di simile non prendetevela, sono tappe essenziali dell'apprendimento che vi saranno utili per far meglio dei vostri maestri. Pensate che la squadra dove stavo era una delle più vincenti (era questo che dava il diritto a chi gestiva di non ascoltare nessuno, anche se non è così che dovrebbe funzionare una squadra vincente) e per diversi anni è stata la più titolata, questo matematicamente ha una sola spiegazione...
I supporti motore grezzi
Rimontando più volte da solo le vetture da corsa che mi erano state affidate in un'altra esperienza, mi accorsi che i supporti motore avevano una finitura superficiale pessima e favorevole ad inneschi di cricche e successive rotture. Anche la versione stradale dei veicoli da corsa in questione avevano lo stesso difetto. Risultato? Poteva cadere giù il motore mentre l'auto era in corsa. Successero cose simili a quelle citate sopra ed a Monza o Misano non ricordo, si presentò un tecnico a darci dei supporti motore lucidati a specchio. Guarda un pò, neanche si trattasse di chissà quali scoperte, giusto un pizzico di buon senso e un minimo, ma proprio un minimo di studi tecnici.
Il semiasse che avvisò i sordi
Un semiasse ci fece perdere una corsa mentre lottavamo per la prima posizione a circa metà gara. Si ruppe dopo che un bravo meccanico si accorse di un rumore anomalo in fase di montaggio. Anche io lo feci presente al capo dei meccanici. Non ci fu nulla da fare. Neanche metà gara e l'auto si fermò nel rettilineo con il semiasse rotto.
In conclusione
Tuttora conservo questi pezzi nel mio lab come monito per ricordare sempre l'assidua pignoleria con cui assemblare e curare le auto da corsa. E tanto più un mezzo sarà altamente prestante, tanto più sarà delicato ed avrà bisogno di cure meticolose ed al limite della maniacalità. Piccole squadre nelle quali potreste iniziare saranno piene di gente che crede di sapere tutto, ignorateli, non vi amareggiate e fate la vostra esperienza perchè in ogni caso c'è sempre qualcosa di importante che avrete modo di imparare.
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