WRC-TECH: Suspensions actives, o com fer més eficient l’aerodinàmica d’un WRC

A @DemaMarcE, per inspirar aquest article

Un dels principals problemes dels cotxes de ral·li, pel que fa a l’aerodinàmica, és el constant canvi d’altura de la carrosseria i d’equilibri (principalment de balanceig) durant les especials. Els actuals cotxes del WRC inclouen molts elements aerodinàmics per millorar el rendiment aerodinàmic, tant impedint l’entrada d’aire sota el cotxe (divisor davanter, aletes frontals, faldons laterals) com afavorint una ràpida evacuació (reixetes de ventilació dels passos de roda, fons pla, difusors de pas roda i el difusor posterior). Tots aquests elements requereixen que el cotxe es mantingui equilibrat i a l’alçada mínima, per obtenir el seu rendiment òptim. Qualsevol canvi en l’alçada en l’equilibri permet que entri més aire sota el cotxe, augmentant així la pressió. El resultat és que es genera menys càrrega aerodinàmica, el que fa ineficaces totes aquestes peces aerodinàmiques, tot i el gran esforç dedicat a dissenyar-les.

Per això, fa uns anys, alguns equips van començar a introduir solucions per forçar el cotxe a mantenir un millor equilibri i una alçada òptima en totes les situacions. Aquestes solucions, més conegudes com suspensions actives, eren generalment eficaces, encara que difícils de posar a punt. I cares, pel que es van acabar prohibint, per tal de reduir costos. Així i tot, a causa del seu paper en l’augment del rendiment aerodinàmic, creiem que val la pena repassar el seu funcionament.

Després d’alguns intents inicials en els anys 80, durant el disseny d’alguns dels cotxes del Grup S que mai van arribar a néixer, al menys tres equips (Peugeot, Citroën i Subaru) van desenvolupar algun tipus de solucions de suspensió activa a principis de la dècada de 2000. Tot i pertànyer al mateix grup (PSA), Citroën i Peugeot van desenvolupar solucions diferents per minimitzar l’efecte de balanceig mantenint una alçada de conducció estable.

P.Bugalski / J.P.Chiaroni, Citroën Xsara WRC, Ral·li Catalunya 2003, 10è.

Citroën Sport va optar per una solució de sistema hidràulic de barra estabilitzadora dividida desenvolupada per Kinetic Suspension Systems, una empresa australiana. El sistema, anomenat Reverse Function Stabiliser (RFS), incloïa una connexió hidràulica entre les rodes de cada costat de el cotxe, com es mostra en el diagrama següent.

Esquema de la suspensió de sistema X de Kinetic

Reproduïm aquí la descripció de sistema proporcionada per Kinetic a la seva pàgina web “Les barres estabilitzadores convencionals instal·lades en la majoria dels vehicles moderns funcionen bé per reduir el balanceig de la carrosseria del vehicle durant les corbes, però també augmenten en gran mesura la rigidesa d’una sola roda i de l’articulació, el que redueix el confort en marxa i la capacitat dels vehicles per mantenir la igualtat de càrrega de les rodes en superfícies irregulars …. el sistema estabilitzador de funció inversa de Kinetic o RFS pot conservar els mètodes convencionals de rebot i amortiment i funciona dividint les barres estabilitzadores mitjançant un senzill dispositiu de bressol que incorpora cilindres hidràulics de doble efecte. Aquests cilindres es connecten mitjançant una disposició RFS exclusiva de Kinetics. Aquest dispositiu allibera passivament les barres per permetre l’articulació i els moviments d’una sola roda, però no permet el balanceig de la carrosseria del vehicle. Aquesta rigidesa del balanceig i la “desimboltura de l’articulació” s’aconsegueixen simultàniament sense que cap manera afecti l’altre. Aquest sistema no requereix ordinadors, bombes ni motors “.

F.Duval / S.Smeets, Citroën Xsara WRC, Ral·li Catalunya 2005, 2n

El principal avantatge d’aquest sistema era la seva resposta a les pertorbacions sobtades del terreny. Cada vegada que una roda patia un canvi sobtat d’altura, la pressió en el cilindre corresponent augmentava. El sistema hidràulic responia llavors equilibrant la pressió, transferint part de la pressió a la roda oposada, que s’anivellava. La resta del temps, el sistema era neutre, deixant que les barres estabilitzadores mecàniques fessin la seva feina. Per aquesta raó, podia utilitzar-se en qualsevol superfície, el que va permetre a Citroën incloure-ho en el Xsara WRC en totes les proves des de la seva introducció en el Ral·li Monte-Carlo 2003. Segons Andy van Kann, director general de Kinetic, el sistema va fer que el cotxe fos més ràpid i estable, el que va donar confiança als pilots per apurar més.

M.Grönholm / T.Rautiainen, Peugeot 206 WRC, Ral·li Catalunya 2003, 6è

El sistema desenvolupat per Peugeot Sport era diferent. Consistia en una mena d’assistència hidràulica per facilitar la feina de les barres estabilitzadores. Mentre que el circuit de Citroën era independent, el circuit hidràulic de les barres estabilitzadores de Peugeot era compartit amb els diferencials i la caixa de canvis. El sistema es pressuritzava amb una bomba mecànica, fins a una pressió de 150 bars (limitada per la regulació). Una vàlvula pilotada elèctricament controlava el flux de fluid per obtenir la resposta requerida, seguint les ordres de sistema de control electrònic.

La solució aplicada per Peugeot només era eficaç en superfícies llises (asfalt i terra ràpida ), mentre que es desmuntava en les proves diputades en terrenys més irregulars. L’objectiu era diferent: en lloc de fer front a les pertorbacions del terreny (com feia Citroën), el sistema de Peugeot era un complement perquè les barres estabilitzadores mantinguessin una alçada de conducció estable a les proves més ràpides, és a dir, aquelles en les que l’equilibri és més important i el rendiment aerodinàmic és crític.

F.Loix / S.Smeets, Peugeot 307 WRC, Ral·li Catalunya 2004, ret.

La primera vegada que es va utilitzar va ser al cotxe de Gilles i Hervé Panizzi al Ral·li Monte-Carlo 2002. A partir de la següent prova (Suècia) i per a la resta de proves d’asfalt, els tres cotxes van incloure aquesta solució, tot i que Grönholm / Rautiainen van optar en ocasions per la solució mecànica. En el Ral·li de Finlàndia 2002, es van introduir noves barres estabilitzadores controlades electrònicament, així com en la primera etapa del Ral·li de Nova Zelanda (només en el cotxe de Rovanperä / Silander). L’equip va mantenir l’ús d’aquesta solució al 2003, així com al Peugeot 307 WRC el 2004 i 2005.

P.Solberg / P.Mills, Subaru Impreza S9 WRC03, Ral·li Sanremo 2003, ret. – foto del Subaru World Rally Team

Prodrive va desenvolupar una solució alternativa per al Subaru Impreza S9 WRC03, coneguda com a sistema de control del balanceig. Les barres estabilitzadores es van substituir per un circuit hidràulic, controlat per una bomba independent i acumuladors que funcionaven també fins a 150 bars, controlats per un sistema electrònic TAG. Els sensors que mesuraven els moviments longitudinals i laterals del vehicle, així com l’angle de direcció, entre altres entrades, permetien un ajust més suau de la suspensió, maximitzant l’eficàcia dels pneumàtics i reduint l’altura de la carrosseria.

L’electrònica era de bucle tancat, és a dir, els enginyers podien dictar el comportament del cotxe, però només fins a cert punt. El resultat va ser que es van reduir molt aquests tipus de moviments, mantenint la carrosseria més estable. Es va estimar un guany de rendiment de 0,2 segons per quilòmetre. Però també tenia desavantatges, com el pes extra o el cost en potència: dos o tres CV segons Prodrive, més a prop de 30 segons els seus rivals.

Prodrive només va utilitzar el nou sistema de suspensió amb control de balanceig en competició al Subaru Impreza WRC03 de Solberg / Mills al Ral·li de Sanremo de 2003. Durant la resta de la temporada 2003, no es va tornar a utilitzar per no comprometre les opcions de Solberg / Mills de guanyar el títol de pilots. El 2004, va aparèixer una nova evolució del cotxe, el Subaru Impreza S10 WRC04, des del Ral·li de Mèxic, que no incorporava el sistema de control de balanceig, i mai més es va tornar a utilitzar.

P.Solberg / P.Mills, Subaru Impreza S9 WRC03, Ral·li Sanremo 2003, ret. – foto del Subaru World Rally Team

Totes aquestes solucions eren senzilles en el seu concepte, però realment difícils de posar a punt, requerint múltiples ajustos i sessions de prova fins que els enginyers i els pilots adquirien la suficient confiança per utilitzar-les en competició. Això les feia molt cares. No és d’estranyar que es prohibissin en el reglament del WRC per a 2006, juntament amb altres solucions cares com els diferencials pilotats davanters i del darrere, el control de tracció, la injecció d’aigua i l’ABS, a la recerca d’una dràstica reducció de costos.

Subscriu-te

El butlletí del motor en català

Totes les novetats de casa nostra en la nostra llengua

Subscriu-te
Notificació de

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments