Caldo e freddo sulle gomme. Cosa ne pensate?

[Guest frallog]

Dunque in questa nota riassumo tre idee circa il trattamento caldo e freddo sulle gomme e sui dischi dei freni. Per semplicita' riassumero' inizialmente l'idea in uno schema e poi la discutero' per punti.

1) Lo schema concettuale generale e' il seguente:

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        |            /\            |
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       |           /    \           |
       |          / 120° \          |
        |        /        \       |
        |       /          \      |
        \XXX   /            \  FFF/
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La figura (vorrebbe) rappresentare un parafango di una automobile con una ruota interna. La ruota riceve delle microonde che scaldano il battistrada prima che tocchi terra. Il cannone a microonde e' rappresentato dallo strumento "XXX". A sua volta, una volta passata sulla strada la gomma riceve un getto di aria fredda da una pistola a cinque elementi, quattro puntati sul il battistrada ed uno per il disco dei freni. La pistola e' rappresentata dallo strumento "FFF". I due oggetti agiscono su una sezione della ruota che e' circa un terzo dell'angolo giro, cioe' 120°.

2) Perche' si scalda la ruota.

Avrete tutti notato che le F1 hanno delle gomme che "devono entrare in temperatura" per poter avere il giusto grip per terra. L'idea allora e' quella che l'innalzamento della temperatura in se' possa sortire l'effetto di aumentare considerevolmente il grip, naturalmente sulla mescola giusta. Oggi le gomme delle vetture lavorano a 50°-70° di temperatura (in estate) la' dove le gomme della F1 lavorano intorno ai 100°-120°. D'accordo le gomme diuna F1 durano di meno, e allora noi facciamo degli inserti e studiamo le carbon-gomme, le silicato-gomme e le allumino-gomme. La quantita' degli inserti (che dovrebbero essere fatti a livello molecolare, cioe' con nanotecnologie) varia a seconda della temperatura di esercizio da raggiungere.

Cosi' con una gomma che lavora intorno ai 100° useremo ad esempio un 10% di materiali estranei, mentre conn una che lavora a 120° useremo un 30° di materiali estranei. E veniamo alla motivazione del perche' si vuole scaldare la gomma: ***Supponiamo*** che con gli inserti si perda una percentuale di aderenza (coefficiente di attrito statico) pari alla percentuale dell'inserto, ma supponiamo che ad ogni 5% di perdita di aderenza per l'inserto si guadagni il 7% di aderenza da temperatura. Alla fine con un 30% di perdita si e' perso 30 e guadagnato 42 cioe' un totale netto pari a ben il 12%. Ora se vi ricordate l'articolo a pag 200 di QuattroRuote di luglio vedete che il g laterale della Enzo (1.196g) e della Carrera (1.215g) sono veramente simili. Se su una vettura come la Enzo si aggiungesse il 12% raggiungerebbe lo stratosferico valore di 1,33952 =^= 1.34g e prevarrebbe di gran lunga sulla Carrera.

2) Perche' si raffredda la ruota

Perche' cosi' il battistrada non si rovina. In effetti gia' dalla velocita' di 70Km/h un battistrada viene scaldato per soli tre centesimi di secondo prima di essere raffreddato.

Infatti prendendo la ruota di 54 cm di diametro ovvero 27 cm di raggio detti:

v=velocita' sul battistrada (ovvero velocita' della vettura)

z=velocita' angolare

r=raggio della ruota

T=periodo (tempo) di rotazione della ruota

Pi= Pi greco

si ha che:

v=zr => z=v/r = 70Km/h / 0.27m = 19,444m/sec / 0.27m = 71.851852

ovvero:

a) z = 71.851852 rad/sec

ed essendo

T0 = 2 Pi / z = 2 Pi / 71.851852 = 0,0874463 sec

Questo e' il tempo che la ruota impiega a fare un angolo giro di 360°, ovviamente per percorrere un arco di 120° impiega un terzo del tempo. Si ha allora:

T=1/3 T0 = 0.0291487 sec =^= 3/100 sec

Va da se che in 3/100 di secondo il battistrada non ha neanche il tempo di assorbire tanto calore e rovinarsi.

Allora diremo che il cannone a microonde XXX entrera' in funzione solo nei seguenti casi:

- A velocita' superiori a 70Km/h

- In frenate di emergenza

- Quando la vettura raggiunge il limite di tenuta laterale naturale in g

Quando entra in funzione il cannone a microonde, naturalmente parallelamente entra in funzione la pistola ad aria compressa.

3) La pistola ad aria compressa.

Essa ha un serbatoio di una decina di litri d'aria. Il serbatoio viene riempito da un compressore a 20 bar. Il compressore entra in funzione quando la pressione nel serbatoio scende sotto i 12 bar. Il serbatoio di aria compressa ha una parete esposta al flusso d'aria esterna e delle alette che ne permettono il raffreddamento ad aria, in questo caso potremmo assimilare la compressione del serbatoio come una transizione lungo una curva isoterma.

Naturalmente l'aria sulle ruote espandendosi si raffredda e dunque va fredda sullo pneumatico. La pistola dispone di quattro canali due paralleli superiori e due paralleli inferiori per spazzare due volte l'intera area della gomma. Un canale della pistola e' invece dedicato al raffreddamento delle pastiglie dei freni e del disco.

Opinioni in merito sono gradite.

Regards,

Francesco 8)))

[TONI]

ciao F....mi sa che stavolta ti sei gia' risposto da solo

se a 70 km/h la gomma viene colpita per 3 centesimi di secondo, che e' gia' poco per non dire niente, all' aumentare della velocita' il tempo di "applocazione" si ridurrebbe ancora di piu' ( a 120 km/h 1.6 , a 150 1,3 centes.di sec)

non so se siano tempi sufficienti a scaldare/raffreddare la gomma

senza contare che non stai tenendo conto che la ruota in velocita' e' gia' colpita da un muro d'aria che la raffredda e ,rotolando, viene riscaldata dall' attrito.Entrambi gli effetti sono anch' essi proporzionali alla velocita'

[Regazzoni]

La questione del cannone a microonde era già stata vagliata e adeguatamente contro-motivata, ma proviamo a riassumere:

1) Usare una potente sorgente di microonde in prossimità di persone e senza consistenti schermature è pericoloso.

2) Una pioggia di microonde sulla carcassa delle gomme sarebbe il modo migliore di far esplodere la gomma in pochi secondi: la struttura degli pneumatici è formata per almeno un quarto da cavi d'acciaio e se quasti sono investiti microonde generano delle scariche elettriche fortissime che oltre a sciogliere in un attimo la gomma (non bucarla, scioglierla) si dovrebbero infrangere sulla carrozzeria con un simpatico effetto "Ritorno al futuro".

3) Non serve scaldare tanto il battistrada delle gomme perchè le mescole attuali lavorano bene alle temperature che il rotolamento stesso genera: anzi il problema è proprio riuscire asmaltire il calore del rotolamento, che causa deterioramento della struttura.

4) se proprio trovi una mescola che lavora meglio a temperature molto alte, perchè dunque raffreddarla? Costituirebbe solo un continuo shock termico (temperatura che sale e scende in ciclicamente) che porterebbe a deterioramento della gomma e della carcassa in acciaio.

In conclusione, non serve ed è potenzialmente molto dannoso.

[NewCar]

Come già ribadito da Ragazzoni applicare un sistema potenzialmente dannoso, non tanto alle persone ma alle gomme, abbassa enormemente la sicurezza del veicolo.

Lo stress termico è enorme e per evitare danni occorreranno mescole costosissie per le gomme.

Inoltre a cosa serve tutta questa aderenza? Per effettuare curve a 200 km/h ? Di certo non è una soluzione adatta alle auto di serie, forse per la competizione si.

Cmq, come sempre complimenti per gli esercizi mentali.

[Guest frallog]

Grazie a tutti per il VS cortese interesse.

OK allora non si fa.

Regards,

Francesco 8(((