Trovato in: http://www.torvergata-karting.it/article/view/82/1/7

Il Cx del go kart: le prestazioni.


TVK Ricerca Fluidodinamica


Il go kart in pista e il modello CFD


La velocità massima

Lo studio sperimentale presentato nell'articolo precedente si inserisce in un progetto di record di velocità per go-kart. Conoscendo in maniera quantitativa i parametri di perdita di un go-kart è possibile studiare come delle variazioni sul progetto del veicolo possano influenzare la velocità massima.
La velocità massima del veicolo dipende dalla potenza massima e dalle perdite (definite nell'articolo già citato) secondo la seguente formula:


Ovvero alla massima velocità c’è equilibrio fra la potenza disponibile (prodotto fra il rendimento della trasmissione e la potenza massima del propulsore) e la potenza dissipata dalle forze resistenti schematizzate nei due contributi di perdita per rotolamento e perdita aerodinamica.
Affinché il veicolo riesca a raggiungere tale velocità il rapporto di trasmissione deve essere tale da far coincidere il regime di potenza massima con la velocità massima desiderata:


Nella formula compare il raggio di rotolamento della ruota il numero di giri di massima potenza e la velocità massima.
Variando i parametri di progetto si ottengono le variazioni di velocità massima riportate nella seguente tabella:

Risultati dell'analisi di sensibilità: variazione della velocità massima.

Come si può vedere dalla tabella per ottenere variazioni consistenti della velocità massima è importante agire sulla resistenza aerodinamica riducendo il Cx o l’area trasversale, e sulla potenza massima aumentandola. Il primo effetto può essere ottenuto carenando il mezzo al fine di ridurre il Cx e cambiando la posizione del pilota al fine di ridurre la sezione trasversale. L’aumento di potenza può essere ottenuto penalizzando l’erogazione e accordando il sistema di scarico per ottenere una curva di coppia con un picco più alto e stretto.
Modificando il kart originale in modo da ridurre il Cx a 0.2 e aumentando la potenza di 4 hp si ottiene un consistente aumento della velocità massima:


Il diagramma di equilibrio delle potenze è riportato nella figura seguente:

Equilibrio fra potenza erogata dal motore e potenza resistente al variare della velocità del go-kart.


Il Cx e la pista

Lo studio presentato dimostra che il Cx di un go-kart può essere stimato sperimentalmente mediante prove di decelerazione libera (Cx=0.899) e numericamente mediante analisi CFD (Cx=0.78).
Risulta a questo punto naturale chiedersi quanto un intervento atto a migliorare il Cx possa influenzare le prestazioni del go-kart in pista. Per dare una risposta di tipo quantitativo si è utilizzato il simulatore di giro di pista del software KP Studio (http://www.tvk-project.com/).
Prima di tutto si è definito un set-up ottimale per il veicolo utilizzando dei valori standard per la penetrazione aerodinamica (Cx=0.8 Area=0.6 mq). Il set-up scelto risulta ottimo per minimizzare il tempo giro sul circuito di Parma. Sono state quindi definite due soluzioni estreme: un pilota alto con un coefficiente di penetrazione peggiore (Cx=0.9 Area=0.65 mq), un pilota basso con condizioni di penetrazione aerodinamica ottimizzate (Cx=0.7 Area=0.55 mq).
I tempi giro previsti dal simulatore sono: 48.2 per la soluzione base, 48.0 per la soluzione a basso Drag, 48.5 per la soluzione ad alto Drag. E’ interessante osservare la non linearità della variazione della resistenza sulle prestazioni globali del veicolo.


Confronto delle tre soluzioni a diverso drag mediante il simulatore KP Studio.




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