Raccolta di dati per lo sviluppo di pneumatici per veicoli moderni

Capire come un veicolo interagisce con la strada è fondamentale per lo sviluppo automobilistico. Dati precisi e affidabili forniscono agli ingegneri gli indizi necessari per individuare nuovi potenziali di miglioramento e sviluppare veicoli che garantiscano ai passeggeri sicurezza e comfort in qualsiasi situazione di guida. Con l'elettrificazione questo aspetto diventa ancora più importante, poiché l'architettura, le prestazioni e il comportamento dei veicoli si evolvono. Tuttavia, raccogliere misurazioni precise e affidabili non è un compito facile, soprattutto se effettuate in ambienti di guida difficili, dove le prestazioni degli pneumatici e la dinamica del veicolo sono spinte al limite.

In condizioni di gara, sia i veicoli convenzionali che quelli elettrici sono sottoposti a forze estreme e la tecnologia di misura all'avanguardia assicura che le grandezze fisiche chiave siano raccolte con precisione per caratterizzare i modelli ingegneristici. Con questo obiettivo, l'annuale Seaside Racing è organizzato da Megaride, un progetto spin-off dell'Università di Napoli nato nel 2015 e da allora sviluppatosi in un'azienda focalizzata sul trasferimento tecnologico nel campo dell'ingegneria automobilistica. Megaride supporta i propri clienti con software di simulazione e strumenti di sviluppo, che mettono insieme i risultati della ricerca applicata e i dati misurati nel mondo reale, un fattore necessario per produrre innovazione. Andrea Sammartino, responsabile del coordinamento dei progetti di Megaride, elenca la gamma e il volume dei dati raccolti: “Nel 2024 abbiamo raccolto quasi 60 ore di dati in tempo reale sui pneumatici in diverse condizioni termiche e di usura, sull'interazione con i passeggeri, sull'accelerazione del veicolo e sull'impatto della dinamica delle sospensioni sulle prestazioni e sull'usura dei pneumatici”.

Approfondimenti affidabili grazie all'accurata tecnologia di misura di Kistler

Per Megaride, i dati misurati sono fondamentali per sviluppare ulteriormente il proprio software e i propri strumenti di modellazione, poiché la precisione dei dati in ingresso definisce l'affidabilità del modello virtuale. In particolare, l'azienda è interessata a informazioni sulla dinamica del veicolo e sulle prestazioni degli pneumatici da inserire nel proprio innovativo software di simulazione per le prove sui veicoli. Per raccogliere i dati, si affidano a soluzioni Kistler consolidate per la dinamica del veicolo: il sensore Correvit S-Motion, il sensore vettoriale della ruota RV-4 e il trasduttore di forza della ruota RoaDyn (WFT). Il sensore Correvit S-Motion è stato progettato specificamente per misurare le velocità longitudinali e laterali dei veicoli, fornendo a Megaride i dati necessari per valutare la cinematica degli pneumatici, soprattutto in condizioni estreme. Il sensore vettoriale della ruota RV-4 consente l'acquisizione completa del movimento della ruota, mentre il trasduttore di forza della ruota RoaDyn permette agli ingegneri e agli sviluppatori di capire meglio come le ruote del veicolo interagiscono con la superficie stradale misurando le forze e i momenti che agiscono sulle ruote.

Dati di misura precisi sulla cinematica degli pneumatici e sulla dinamica del veicolo

I sensori ottici Correvit S-Motion di Kistler forniscono dati critici sulla velocità del veicolo, sull'angolo di slittamento e sul movimento dinamico, offrendo una soluzione senza contatto per la misurazione del movimento longitudinale e laterale. “Spesso è necessario misurare direttamente le componenti della velocità per valutare la cinematica del pneumatico. Da questo punto di vista, l'S-motion gioca un ruolo fondamentale”, afferma Andrea Sammartino. Il Correvit S-Motion utilizza una tecnologia ottica avanzata che cattura la dinamica del veicolo con un'alta risoluzione, utilizzando algoritmi sofisticati per analizzare la luce riflessa dalla superficie stradale. Garantisce misurazioni accurate eliminando le potenziali interferenze dovute a fattori esterni come l'usura degli pneumatici, le condizioni stradali variabili o il disallineamento meccanico. La soluzione funziona tracciando il movimento del veicolo in tempo reale, fornendo dati accurati su parametri quali velocità, accelerazione laterale e angolo di slittamento. I dati forniscono preziose informazioni sul comportamento dell'area di contatto del pneumatico in curva, fondamentali per comprendere i limiti dell'aderenza e ottimizzare le prestazioni del pneumatico.

La configurazione di prova di Megaride comprende anche il sistema vettoriale per ruote RV-4 di Kistler, un sensore robusto e rapido da montare, progettato per misurare le coordinate spaziali e direzionali della ruota del veicolo. Grazie a cinque trasduttori angolari di alta precisione, l'RV-4 esegue tutti i movimenti con la ruota, tranne la rotazione intorno all'asse della ruota. Questo sensore aggiunge ulteriori informazioni utili per lo sviluppo di veicoli tradizionali e per le applicazioni motoristiche e consente una simulazione accurata della dinamica di pneumatici e veicoli.

Misurazione delle forze che agiscono sulla ruota

Il RoaDyn WFT misura sei componenti di forza e momento - forze longitudinali, laterali e verticali, insieme alle coppie che si verificano durante le manovre dinamiche come la curva, l'accelerazione e la frenata. Con la capacità di sopportare forze fino a 60 kN e di operare a velocità superiori a 300 km/h, il WFT è abbastanza robusto da resistere alle condizioni più estreme, rendendolo ideale per gli sport motoristici e anche per lo sviluppo di veicoli elettrici, dove il peso è maggiore e l'interazione strada-veicolo è diversa dai sistemi basati su ICE. Il sistema si integra inoltre perfettamente nelle configurazioni di acquisizione dati dei veicoli esistenti, fornendo un flusso completo e continuo di misure ad alta precisione, fondamentali per la messa a punto delle prestazioni e l'ottimizzazione della dinamica di pneumatici e veicoli.

Analizzando gli angoli di slittamento e di deriva forniti da Correvit S-Motion insieme ai dati di RV-4 e RoaDyn WFT, Megaride può perfezionare i suoi modelli di dinamica del veicolo per garantire che riflettano accuratamente le prestazioni del mondo reale e consentire ai team di prendere decisioni basate sui dati durante lo sviluppo e anche le gare. “Per noi questi dati sono preziosi per creare e convalidare i modelli di simulazione che sviluppiamo per i team di motorsport e per i produttori di veicoli commerciali”, sottolinea Andrea Sammartino.

Tracciare nuovi percorsi

Kistler sostiene la missione di Megaride di soddisfare le esigenze in continua evoluzione dell'industria automobilistica e del motorsport. Andrea Sammartino riassume: “La nuova frontiera si sta spostando sempre più verso le applicazioni di guida e comfort”. Ancora una volta, i dati misurati forniranno agli ingegneri di sviluppo gli strumenti necessari per navigare nelle nuove opportunità che si aprono. Misure precise e affidabili, soprattutto se effettuate in condizioni ambientali difficili, continueranno a essere un fattore chiave per il progresso dello sviluppo automobilistico. Affidandosi alla tecnologia di misura di Kistler, Megaride è ben equipaggiata per fornire informazioni che ottimizzano le prestazioni e il comfort nel panorama automobilistico in rapida evoluzione. “Insieme a Kistler, ci impegniamo a fornire all'industria automobilistica gli approfondimenti necessari per affrontare queste sfide e migliorare l'esperienza di guida.”