Nelle gare americane, abbiamo sentito più volte parlare di LiCo riguardo la Ferrari SF24, specialmente su Leclerc. Può essere considerato pericolo?
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Finita la triple header americana, la Ferrari stende i veli e si riposa, preparandosi, però, in ottica delle ultime 3 gare che segneranno un ruolo cruciale nel mondiale Costruttori. Infatti, troviamo una classifica che parla chiaro: la Scuderia di Maranello è in piena lotta contro la McLaren, la quale dovrà difendersi attaccando anche in piste dove può fare la differenza.
Differenza che Ferrari conta di fare in piste amiche, come Las Vegas, tracciato stra favorevole alla SF24 a livello di layout, come anche Abu Dhabi, dove sarà imperativo evitare errori che potrebbero rivelarsi cruciali e molto pesanti.
Attualmente, Ferrari si trova a -36 dalla rivale di Woking, il che è un bene se pensiamo ai danni limitati che la Scuderia ha subito nella gara di Interlagos, dove né Leclerc né Sainz, a differenza delle 6 gare prima, non sono andati a podio, ma nemmeno McLaren ha eccelso in una gara che doveva essere una cassaforte di punti sicuri per il Costruttori per la squadra inglese.
In questo momento, però, sono molto importanti i cambi di Power Unit e componenti motoristiche, che possono fare moltissimo la differenza nelle prossime gare, con layout che stresseranno parecchio i propulsori, ma anche temperature parecchio alte (come in Qatar).
Lift&Coast in Ferrari, è un problema?
Di questo, molti appassionati hanno paura che Ferrari possa aver avuto uno scivolone . Infatti, nelle ultime gare molti hanno sentito parlare di LiCo in radio Ferrari, specialmente riguardo la SF24 di Leclerc con un team radio che non sembra, apparentemente, promettere bene. “We’ll speak about LiCo after”, queste le parole del monegasco in team radio. Ma cos’è il LiCo? E perché preoccupa tanto vari appassionati, o tifosi Ferrari?
Parliamo di Lift&Coast, chiamato in codice LiCo da Bryan Bozzi, ingegnere di pista di Charles Leclerc. Si tratta di una tecnica di guida, attuata dai piloti, in base alle richieste del proprio team, al fine di risparmiare carburante per finire la gara senza problemi nel restare a secco.
Questo perché si può far rientrare la monoposto entro i parametri di consumo, dato che durante la gara i consumi di carburante vengono spesso sforati al fine di aumentare la prestazione, non solo in velocità massima sul rettilineo (più vado veloce, più carburante si consuma), ma anche nei diversi modi in cui il pilota gioca con il pedale dell’acceleratore.
Come funziona?
Il pilota rilascia il pedale del gas qualche metro prima, facendo agire il freno motore che, per il teorema di conservazione dell’energia meccanica (che afferma che quest’ultima è la risultante di energia potenziale ed energia cinetica), recupera energia, grazie al sistema ERS dei due motogeneratori MGU-K e MGU-H, e la trasferisce direttamente al pacco batteria.
A volte, infatti, quando il pilota è a secco di energia nell’ES (Energy Store), viene detto di rilasciare il gas leggermente prima.
Il Lift&Coast viene attuato spesso pure per migliorare l’efficienza termica del sistema frenante, andando a usare meno il pedale del freno (quindi meno forza di attrito sui dischi che produce inerzia termica maggiore, cioè un surriscaldamento più accentuato). E fin qui sembra normale questa “tecnica”, è un qualcosa che molti piloti fanno. Perché allora ci si preoccupa solo di Ferrari?
La fisica insegna che il raffreddamento serve
Parlando di motori ed energia, non possiamo omettere un importante elemento da ricordare: il raffreddamento della PU. Ed è qui che possiamo addentrarci nella situazione Ferrari delle ultime gare. Partiamo da una premessa: sul sistema di raffreddamento delle monoposto di Formula 1, nonostante più complesso, si ragiona sulla stessa dinamica di funzionamento di quello delle auto stradali.
Sappiamo benissimo come funziona il raffreddamento di un motore 4 tempi di un modello utilitario. Varia a seconda del carburante iniettato nella camera di combustione, nei motori diesel il working range è dai 70 ai 90 gradi Celsius, mentre nei motori a benzina dai 90 ai 104 gradi Celsius.
Questo perché le componenti in ghisa e alluminio hanno bisogno, oltre a un certo tipo di olio motore, anche del liquido refrigerante (che ha delle proprietà fisiche di ebollizione e solidificazione diverse dall’acqua normale) che ha bisogno di un certo range di temperatura per funzionare.
Nei motori delle attuali Formula 1 (ricordiamo, turbo-ibrido V6 da 1,6 litri superquadro DOHC), i materiali utilizzati hanno la caratteristica di essere sensibili alle dilatazioni termiche (cioè un corpo che aumenta di volume all’aumentare della temperatura), e quindi rischiare fenomeni di grippaggio e attrito che romperebbero la componente termica ICE.
Per questo, i motori delle F1 hanno bisogno di un ristretto range di temperatura al fine di funzionare bene. Pensate che un motore di Formula 1, prima del fire up, ha bisogno di acqua calda in circolo per prepararlo.
Il sistema di raffreddamento nelle F1 moderne
I progettisti e gli ingegneri, infatti, realizzano un importante sistema di raffreddamento che va a garantire uno scambio termico efficiente e costante allo stesso tempo. Un sistema che sfrutta lo scambio termico è il sistema intercooler, ovvero uno scambiatore di calore che svolge la funzione di raffreddare l’aria che alimenterà il motore, a sua volta compressa dal “compressore” (ovviamente parliamo dei motori turbo, usati in F1).
Lo scambio nei motori di Formula 1 avviene in base allo schema acqua-aria. È utilizzata l’acqua per raffreddare l’aria compressa che finirà nella camera di combustione, tramite i collettori di aspirazione.
A sua volta, però, il liquido refrigerante viene riscaldato e quindi necessita di un ulteriore scambiatore di calore, ovvero il radiatore, posto ai lati, sulle pance di una F1 moderna. In sostanza, con un sistema aria-acqua-aria, i motori di Formula 1 sono raffreddati tramite l’aria esterna. ED è qui dove volevo arrivare.
I motori di Formula 1 hanno bisogno di uno scambio termico pressoché perfetto, quindi né troppo freddi, ma soprattutto né troppo caldi. La Power Unit NON può girare più calda a scapito dell’usura.
Come abbiamo detto prima, i propulsori delle vetture di massima categoria sono costruiti con metalli più leggeri, ma più sensibili alla dilatazione termica, e perciò si deve evitare un aumento delle temperature, sennò si rischierebbe una rottura della PU. Se il sistema di raffreddamento non funziona adeguatamente, il motore si spacca. Un esempio ricorrente è quello di Leclerc in Ungheria 2021, dove bastò un radiatore rotto per buttare un intera SPEC del V6.
Se privilegi il raffreddamento, perderai in prestazione…
Fondamentale, quindi, il ruolo dei radiatori. Maggiore è la superficie delle masse radianti, maggiore sarà la capacità di scambio termico della macchina, quindi più potente sarà il raffreddamento. Per questo, i radiatori sono posti a lato, sulle fiancate delle vetture (i sidepods). Nel radiatore passa il liquido refrigerante. Questo, per scambio termico, cede calore all’aria, che entrerà nelle prese d’aria (il termine coniato in aeronautica e automobilismo è inlet).
L’aria, che passa da vari condotti, verrà poi sfogata da varie feritoie presenti sulla carrozzeria . A livello di efficienza termica, è idealmente ottimo. Il problema è trovare il compromesso con la prestazione della vettura, che ovviamente si costruisce su una base aerodinamica. Le feritoie presenti sulla carrozzeria, possono variare di spessore e misure, in base ai fattori esterni che la pista presenta (tipo di layout e temperatura dell’aria).
Generalmente, in piste lente (quindi con pochi rettilinei e tratti veloci) hai minore quantità di aria, quindi meno scambio termico teoricamente.
Questo comporta una necessità di aumentare lo sfogo di aria calda e lo scambio termico aumenta. Il problema è che l’aria calda, che per temperatura possiede maggiore variazione di energia delle particelle, avrà una maggiore vorticosità, quindi una pressione maggiore che risulta nociva per il flusso d’aria a bassa pressione che scorre verso il retrotreno.
Il problema di Ferrari si pone in base alle temperature e ai layout
In sintesi, si sporca l’aerodinamica della vettura, e hai più difficoltà a generare carico aerodinamico. La forma dei sidepods guida l’aria, e se aggiungo delle “tapparelle“, creerò disturbi.
Il problema si può risolvere chiudendo gli sfoghi, quindi meno spessore del foro di uscita, ma meno efficienze di scambio termico. Meno lavoro dei radiatori. Questo si può fare in caso di piste veloci o in caso di aria a basse temperature. In questo caso, l’aria scambia più calore.
A Citta del Messico, Ferrari aveva chiuso qualche sfogo, prendendosi dei rischi importanti lato PU. Questo fu fatto per avere maggiore prestazione aerodinamica, e perché si era convinti di restare in “aria pulita” e con una portata d’aria maggiore, così da bilanciare questa scelta rischiosa.
Con Sainz ha pagato, infatti lo spagnolo è stato davanti la maggior parte dei giri, Leclerc invece è stato parecchio in scia delle altre macchine, andando a raffreddare meno la PU, accentuando la percentuale di rischio rottura. Il LiCo aiuta il raffreddamento? Si. In questi casi si, ma attenzione. Raffreddi per prevenire la rottura, non il consumo della PU.
Per evitare il consumo della PU viene modificata la potenza del motore, così da evitare di stressare troppo l’albero RPM. La tecnica del Lift&Coast, quindi, è stata adottata per prevenire la rottura, non il consumo. L’equazione “maggiore Lico=meno consumo” è sbagliata. E, quindi, più corretto dire “maggiore LiCo=meno rischio di rottura“.
Campanello d’allarme in Ferrari? Non penso proprio…
Tirando le somme, quindi, possiamo dire che Ferrari non ha attuato questa tecnica come campanello d’allarme sul consumo PU, ma solo per prevenire il rischio che la PU si rompesse o grippasse in occasione di tracciati ostici sul lato motore.
Sul lato consumo sarà molto importante sfruttare la rotazione delle SPEC dei propulsori. In Ferrari sanno quello che fanno, e dirò di più. Quando si è in lotta per il Costruttori, generalmente se si hanno problemi di PU si cambia subito. Gli uomini di Maranello non sono così stupidi, e anzi avranno già calcolato quanti km possono fare i componenti che hanno a disposizione sulla SF24.
Perciò, al contrario di come dicono certe testate che mettono in allarme la situazione motore Ferrari, basta essere informati per sapere che non c’è nessun problema sulla SF24, lato Power Unit
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