FSAE Italy 2016 – Podio per il Firenze Race Team 1° Team italiano

Sono stati entusiasmanti per il Firenze Race Team i giorni trascorsi presso l’autodromo Riccardo Paletti a Varano de Melegari, in occasione dell’evento italiano di Formula SAE 2016.

All’arrivo presso l’autodromo i ragazzi si sono subito dati da fare allestendo ed organizzando il box; la FR-16T è più bella che mai e nell’aria si respirano la felicità e la tensione per un evento che determinerà il risultato del lavoro di un intero anno. Già nella prima fase di preparazione arriva una piacevole visita del giudice Pat Clarke, il quale guarda con curiosità la macchina e, dopo una simpatica chiacchierata ricca di preziosissimi consigli tecnici, si complimenta per il lavoro svolto.DSC_6480

 


Il primo giorno ripaga pienamente l’impegno di tutto il team nell’esecuzione del progetto. Mentre Lorenzo e Ilaria sono in trepidazione per la Business Presentation, la Technical Inspection viene superata senza problemi di alcun genere, così come il Tilt Test; anche il Noise Test è un successo grazie al nuovo sistema di attenuazione del rumore, progettato appositamente dai ragazzi con estrema precisione. L’auto dell’Università degli Studi  di Firenze è la prima a superare tutti i test della giornata, quindi ad assicurarsi l’accesso agli eventi dinamici! Anche l’evento business è un successo: i responsabili riescono a interessare i giudici a tal punto da portare in finale il Team, che dovrà confrontarsi con altre due squadre finaliste il terzo giorno.


DSC_4926


Sotto le nuvole, che rendono la seconda giornata un po’ imprevedibile, la FR-16T supera senza problemi il Brake Test, ma le vere prove della giornata saranno Design e Cost event.IMG_7953 In quest’ultimo Amedeo dimostra tutta la sua esperienza e la sua passione, fa vedere ai giudici il lavoro svolto e si aggiudica il primo posto con un’analisi dei costi impeccabile in ogni minimo dettaglio! Nella prova di Design i responsabili di ciascun assieme presentano il lavoro svolto esponendo tutte le scelte progettuali ad una giuria composta da 5 esperti del settore. L’auto sicuramente colpisce in positivo la giuria, ma purtroppo non abbastanza per accedere alla finale; un solo punto in più sarebbe bastato per essere fra i primi tre classificati. Il risultato è comunque soddisfacente e la squadra si guadagna molti punti importanti.

Siamo alla terza giornata e i presentatori Business affrontano la finale confermando il terzo posto in classifica generale!DSC_5648 Il Firenze Race Team conclude così gli eventi statici in prima posizione nella classifica totale! Ma non è ancora finita, ora la FR-16T deve scendere in pista e dimostrare tutte le sue qualità.

DSC_5186Iniziano gli eventi dinamici e nella prova di Skidpad l’auto non sembra rispondere al meglio, garantendo comunque un posizionamento abbastanza buono; nell’Acceleration Leonardo sfruttando al meglio l’incredibile coppia fornita dal Beta 520 turbo, fa fermare il cronometro a soli 4.08 secondi e rientra al box fra le urla di gioia e gli applausi dei compagni. Resta solo la prova più impegnativa della giornata: l’autocross. Due piloti, due giri cronometrati per ciascuno. Parte Leandro, fa un buon tempo al primo giro e riesce a migliorarlo al secondo! Cambio pilota, Tommaso fa un ottimo primo giro, con un tempo molto vicino a quello migliore di Leandro; inizia il secondo giro convinto di avere margine per migliorare ulteriormente il tempo ma alla partenza qualcosa non va… il motore non risponde come dovrebbe e la squadra fiorentina va così ad occupare il nono posto nella classifica dell’autocross. Fortunatamente niente di grave per la macchina, una piccola modifica e sarà pronta per la prova più impegnativa e importante del giorno seguente.

DSC_6964Arriva il giorno dell’Endurance: 22 km, un cambio pilota e tanta tensione; è la gara decisiva. Parte Tommaso, la macchina sembra rispondere molto bene, in curva si comporta in modo impeccabile. Dopo un po’ di giri perfetti il motore però inizia ad avere qualche incertezza, fra le tribune la tensione è altissima… ma giro dopo giro il team è sempre più fiducioso. Siamo al cambio pilota; spegnimento del motore Leandro sale a bordo, cinture ben allacciate e… partenza! L’auto non sempre risponde a piena potenza ma è comunque affidabile e si comporta bene negli slalom; siamo quasi alla fine, l’ultimo passaggio attraverso il traguardo è ormai vicino e l’emozione è alle stelle, alle ultime curve tutta la parte rossa della tribuna è in piedi e il Firenze Race Team vede sventolare la bandiera a scacchi!!! Applausi e grida di gioia invadono la tribuna! DSC_6814Arrivare in fondo alla prova di Endurance è un’emozione pazzesca.

È il momento della premiazione, dopo un bellissimo discorso del campione Alessandro Zanardi giungiamo all’assegnazione dei premi. Il Firenze Race Team si aggiudica il riconoscimento per la migliore innovazione tecnica ai fini della sicurezza di guida messo in palio da ZF Motorsport e ZF TRW e il premio per la migliore presentazione al Cost Event; in quanto alla classifica generale si aggiudica la terza posizione! Non ci sono parole per descrivere la soddisfazione , anche perché è il primo posto fra le squadre italiane.

Il risultato ha ripagato appieno gli sforzi dei ragazzi accrescendo ancora di più la voglia di migliorare; il team non vede l’ora di iniziare un nuovo progetto e una nuova entusiasmante avventura.

Eventi statici:

  • Cost Event: 1°
  • Presentation Event: 3°
  • Design Event: 4°

Posizione finale eventi statici: 1°

Eventi dinamici:

  • Skid Pad event: 8°
  • Acceleration event: 5°
  • Autocross event: 10°
  • Endurance & Efficiency event: 4°

Posizione finale overall: 3°     Primo Team italiano

 

qui il link alla classifica completa

DSC_7112

Differenziale a controllo elettronico

Perché bloccare il differenziale

Il bloccaggio del differenziale si rende necessario per ristabilire un adeguato valore di trazione a seguito di una riduzione dell’aderenza su una ruota motrice in condizioni di marcia non rettilinea; difatti andando momentaneamente ad impedire ai due semiassi di essere indipendenti tra loro si ridurrà a pochi istanti lo slittamento dello pneumatico in condizioni critiche.
Il differenziale bloccabile può essere controllato meccanicamente come nel caso della tipologia LSD; ciò comporta una percentuale di bloccaggio costante in qualsiasi condizione di utilizzo e un peggioramento della maneggevolezza del veicolo data dalla sua caratteristica di intervento. Per sopperire a tali limiti abbiamo deciso di impiegare un differenziale semi-attivo a controllo elettronico; grazie alla tipologia di controllo è possibile variare istante per istante la percentuale di bloccaggio realizzata, garantendo una ripartizione del valore di coppia trasmesso su ciascun semiasse e una massimizzazione della motricità del veicolo in qualsiasi condizione di marcia aumentando, di conseguenza, l’handling.

Figura 1 - Condizione in cui è necessario bloccare il differenziale

Figura 1 – Condizione in cui è necessario bloccare il differenziale

Funzionamento E-DIFF FRT

Per quanto riguarda il funzionamento del sistema che abbiamo progettato possiamo partire analizzando la logica di controllo con la quale viene stabilita la necessità e l’entità del bloccaggio. Mediante specifici sensori viene acquisita la velocità angolare delle ruote e di imbardata del veicolo; tali dati vengono quindi inviati ed elaborati dalla ECU che rileva l’incipiente pattinamento della ruota percorrente la traiettoria interna. Il sottogruppo dell’azionamento riceve l’input dalla centralina e, mediante l’attuatore, mette in pressione l’olio che permette il movimento del pistone interno al differenziale. Il sistema di attuazione permette la generazione della spinta necessaria al bloccaggio del differenziale sfruttando l’attrito tra le superfici di contatto dei dischi della frizione.

Figura 2 - Sezione trasversale E-DIFF 2015

Figura 2 – Sezione trasversale E-DIFF 2015

Progettazione e sviluppo

Il lavoro di progettazione e sviluppo dietro a quanto realizzato è stato suddiviso nelle seguenti macro aree:

- differenziale;
- azionamento;
- logica di controllo;
- centralina.

Siamo partiti da uno studio preliminare su come realizzare il costruttivo del corpo differenziale e la parte inerente l’azionamento elettro-idraulico prendendo come vincoli la pressione massima dell’impianto e il tempo di azionamento. Sulla base di ciò sono state gettate le prime basi dei layout di questi due costruttivi; contemporaneamente veniva implementata la logica di controllo necessaria al funzionamento del sistema. Per approfondire gli studi ottenuti dalle simulazioni è stato deciso di progettare e realizzare un banco prova adibito ai test del gruppo centralina-azionamento-attuatore (Fig. 3), andando a validare i implementare i risultati delle precedenti simulazioni.

Figura 3 - Banco di prova centralina, azionamento e attuatore

Figura 3 – Banco di prova centralina, azionamento e attuatore

Una volta ottenuta una buona mole di dati si è quindi passati alla realizzazione della versione definitiva dell’intero sistema affinché potesse essere testato nelle reali condizioni di utilizzo direttamente sulla vettura FR-15T, prima versione visibile in Fig.2.
A seguito di quanto emerso dalle gare e test è stato quindi deciso di intervenire sulla prima versione del sistema, definendo la seconda release seguendo i seguenti obiettivi per la stagione 2016:
1) aumento dell’affidabilità e rigidezza del complessivo;
2) riduzione dei tempi di assemblaggio e montaggio all’interno della vettura;
3) riduzione della massa.
Le principali novità introdotte con questa seconda versione sono rappresentate dalla separazione tra la scatola interna adibita al contenimento del gruppo ingranaggi-frizione realizzata in acciaio, e il carter esterno necessario a fissare il differenziale all’interno della vettura realizzato in 7075-T6. Anche il sistema di collegamento del differenziale al telaio ha subito alcune modifiche consentendo un risparmio in termini di peso. Il frutto del lavoro di sviluppo svolto durante l’inverno verrà quindi impiegato per affrontare l’attuale stagione FSAE.
Ringraziamo: in particolare BACCI Trasmissioni Meccaniche; Meccanica 42; dSPACE; VI-GRADE; RGB; GIEFFE Racing Parts.

Leonardo Pagnini

Motore Beta 520 Turbo

L’idea dominante nella impostazione della FR-15T era quella di ottenere una vettura compatta, leggera, ma al tempo stesso performante.Per quanto riguarda il propulsore il miglior compromesso possibile si poteva ottenere con un monocilindrico di derivazione motociclistica.Per incrementarne le prestazioni si era pensato di ricorrere alla sovralimentazione.Il motore è stato quindi messo a punto sui banchi prova del Laboratorio L.In.E.A. dell’Università degli Studi di Firenze.

banco

Figura 1 – Motore della FR-15T al banco prova presso il laboratorio L.In.E.A

 LAYOUT

All’inizio dello sviluppo il motore è stato decompresso per consentirne la sovralimentazione senza incorrere in problemi di detonazione. Si è scelto quindi di accoppiarlo ad un turbocompressore Honeywell Garrett MGT1238z, la cui waste-gate è stata settata alla pressione di 0.5 bar mediante un attuatore a pressione. Unitamente si è aggiunto un intercooler dimensionato per ottenere il miglior compromesso tra prestazioni e ingombri in vettura. Durante l’intera fase di sviluppo il motore è stato strumentato per monitorare la pressione in camera di combustione, le pressioni e le temperature nella linea di aspirazione e scarico, e quelle del circuito di raffreddamento e della linea di lubrificazione del turbocompressore. Il motore è stato equipaggiato con una centralina open Mectronik e completamente calibrato al banco prova per quanto riguarda la quantità di benzina e l’anticipo di accensione. Il turbocompressore è stato equipaggiato con un sensore ad effetto hall in grado di misurare la velocità istantanea della girante.

gruppo

Figura 2 – R&D Betamotor in visita al L.In.E.A.

 PRESTAZIONI

L’utilizzo di un sistema di sovralimentazione ha consentito di ottenere le stesse prestazioni del motore di serie (installato sulla moto enduro Beta 498RR) che nel nostro caso si sarebbero ridotte notevolmente a causa del restrittore da 20 mm posto in aspirazione per regolamento.

geafico mot

Figura 3 – Curve di Coppia e Potenza del MY 2015

MY 2016

Per la nuova vettura, attualmente, è in fase di sviluppo una versione del propulsore profondamente rivista nella meccanica e nella fluidodinamica. Tra i principali miglioramenti si evidenziano:

  • alberi a camme ridisegnati, adatti a lavorare con un motore turbocompresso, e che consentano una consistente riduzione del consumo;
  • pistone con alesaggio aumentato, per raggiungere la cilindrata di 518cc;
  • waste-gate a controllo elettronico, per avere un completo controllo della pressione di sovralimentazione in ogni condizione e ad ogni regime;
  • ceramicatura collettore di scarico e housing turbina per proteggere gli apparati elettronici posti vicino allo scarico.

Qui il video dei test al banco: https://www.youtube.com/watch?v=6kX0BP200uI

Ringraziamo: Betamotor: per la fornitura e l’elaborazione dei motori, i ricambi, l’assistenza e molti componenti necessari al gruppo powertrain; Honeywell: per la fornitura dei turbocompressori e dei componenti che ne governano il funzionamento; Mectronik: per il supporto alla gestione centralina motore; AEC: per la fornitura del sensore di velocità del turbocompressore; METAL-PLASMA: per il trattamento di ce ramicatura dello scarico; Gamma Technologies: per il software GT-POWER per l’analisi 1D del motore.  

Sandro Raspanti

Esposizione @Morgagni & Santa Marta e @BetaDay

Esposizione Morgagni & Santa Marta (25)Grazie al Dipartimento di Ingegneria Industriale di Firenze (DIEF), al prof. Renzo Capitani e all’Università degli Studi di Firenze è stato possibile esporre la vettura che ha partecipato all’evento di Formula SAE Italy 2015 all’interno dei locali in cui si svolgono le lezioni di Ingegneria, ovvero all’interno del complesso di Morgagni e di Santa Marta. Inoltre, ringraziamo anche Beta Motor per averci invitato al loro appuntamento annuale di esposizione e prova, ovvero il BetaDay, un must per i motociclisti toscani, per niente scoraggiati dalla pioggia!

BetaDay (1)E’ stata una bella occasione per far conoscere una realtà interessantissima e molto viva anche ai nuovi studenti e non, e di rendere tutti partecipi all’entusiasmo e alla voglia che ci contraddistingue.

Entrambi gli eventi hanno riscosso un grande successo, con una buona affluenza di persone curiose di conoscere sia il team che la vettura, e di sentirne il ruggito!

BetaDay (3)

Abbiamo avuto anche l’occasione di conoscere un grande campione, Carlos Checa, con cui è stato possibile confrontarsi, il quale si è complimentato per il bel lavoro svolto ed ha ”benedetto” la vettura con un autografo.

.

Non vediamo l’ora di conoscere tutti i ragazzi che si sono dimostrati interessati, e ringraziamo tutti i nuovi fan!

Di seguito i video riassuntivi dei due eventi, mentre a questi link è possibile vederne le foto (Morgagni&S.Marta, BetaDay):


STAY TUNED!!!

Seguici su

     facebook - new  twitter - new  youtube - new 2

.

Formula Student Car Assembling

Curiosi di vedere quanto velocemente viene assemblata una vettura di Formula Student?

Vediamolo insieme nel seguente timelapse!!!

In realtà ci sono voluti 2 giorni, tanto impegno e tanta attenzione, ma il risultato ne è valsa la pena!!!

Vedere finalmente materializzarsi tutto insieme il lavoro di progettazione di un anno e di tanti membri del team non ha veramente prezzo, e ha dato una bella iniezione di carica a tutti negli ultimi giorni prima dell’evento di Varano (prima e seconda parte).

Qui è possibile vedere alcuni scatti divertenti.

STAY TUNED!!!

Seguici su

FB-logo Twitter