Cuscinetti delle ruote da corsa

Oct 31, 2023

Non importa se si tratta di una NASCAR da 3.200 libbre o di una Indycar da 1.630 libbre, i cuscinetti delle ruote possono aiutare a mettere un'auto in pole position e vincere una gara. I team di corse sono sempre alla ricerca di velocità extra dai cuscinetti delle ruote.

Il primo requisito per un cuscinetto della ruota è avere una rigidità sufficiente per resistere alla deflessione in curva. Anche il cuscinetto di una ruota da corsa deve avere il minor attrito possibile. L'attrito tra la guarnizione e il mozzo può consumare potenza e ridurre la velocità massima. Anche un piccolo miglioramento nella progettazione dei cuscinetti delle ruote può produrre potenza e velocità extra.

Il primo modo per migliorare la rigidità di un cuscinetto ruota è aumentare il diametro e la distanza tra il cuscinetto interno ed esterno. Questo approccio funziona sia per i cuscinetti sferici a contatto angolare che per i cuscinetti a rulli conici. La dimensione degli elementi volventi è un'altra parte dell'equazione. Per i cuscinetti sferici a contatto angolare da corsa, le sfere saranno più piccole, ma ci saranno più sfere o rulli rispetto a un veicolo stradale. Anche i cuscinetti a rulli conici avranno un diametro maggiore, ma i rulli hanno all’incirca le stesse dimensioni di un veicolo stradale. NASCAR specifica cuscinetti a rulli conici in acciaio magnetico.

Gli elementi volventi e le piste sono trattati termicamente e lucidati secondo specifiche molto rigorose. Alcuni rulli e piste utilizzano rivestimenti in nitruro di silicio per migliorare la durezza e la finitura superficiale. La finitura superficiale dei cuscinetti è direttamente correlata al calore generato e all'interazione con il grasso. Più bassa è la temperatura all'interno del cuscinetto significa che la squadra potrebbe utilizzare un grasso a viscosità inferiore.

I cuscinetti delle ruote in ceramica sono utilizzati in alcune classi di corse, sebbene sia NASCAR che IndyCar proibiscano l'uso di cuscinetti in ceramica per ridurre i costi per le squadre. I cuscinetti in ceramica si trovano generalmente su veicoli più leggeri come le motociclette e in applicazioni specifiche come le gare di resistenza.

Il vantaggio dei cuscinetti in ceramica è la minore resistenza al rotolamento e il minor peso. Alcune applicazioni come le corse automobilistiche di Formula hanno iniziato a utilizzare cuscinetti per ruote interamente in ceramica. I drag racer stanno iniziando a usarli maggiormente per le ruote anteriori e nei differenziali.

Un’altra tecnologia che guida i cuscinetti delle ruote in ceramica è la crescita delle classi di corse che utilizzano sistemi di guida ibridi elettrici come la Formula Uno e alcune serie di prototipi di auto sportive. L’elettricità è dannosa per i cuscinetti in acciaio. L'elettricità dispersa può formare archi tra gli elementi volventi e le piste. Ciò può causare vaiolature e il cedimento del cuscinetto. Poiché i materiali ceramici non conducono elettricità, ne bloccano il flusso.

Le guarnizioni dei cuscinetti delle ruote su un veicolo di produzione possono produrre molto attrito. Le guarnizioni per auto stradali devono funzionare a un'ampia varietà di temperature per un lungo ciclo di vita. Devono mantenere il grasso dentro e i contaminanti fuori.

Le guarnizioni dei cuscinetti delle ruote su un'auto da corsa come una NASCAR o una IndyCar devono mantenere il grasso nel mozzo del cuscinetto della ruota creando al contempo il minimo attrito. Longevità o resistenza significa che il sigillo deve durare fino alla fine della gara. La maggior parte è progettata per utilizzare la pressione positiva. All'aumentare della temperatura all'interno del mozzo, aumenta anche la pressione. La pressione sigilla il labbro contro l'asse o il mandrino. Alcune guarnizioni dei cuscinetti delle ruote sono composte da due pezzi per ridurre l'attrito.

Il grasso di alcuni cuscinetti delle ruote da corsa è molto speciale. IndyCar specifica i cuscinetti delle ruote e le guarnizioni per tutte le auto. Ma nel regolamento si dice espressamente che il grasso è aperto allo sviluppo. Diversi team IndyCar hanno collaborato con produttori di lubrificanti per formulare grassi proprietari per cuscinetti delle ruote per ottenere un vantaggio. NASCAR ha la stessa politica aperta per quanto riguarda il grasso per cuscinetti delle ruote.

Oltre alla chimica del grasso, una delle aree più studiate riguarda la corretta quantità di grasso necessaria all'interno del mozzo per la migliore protezione e la minima perdita di potenza parassita. Sono state spese molte ore sui banchi prova per trovare la giusta quantità.

Ai massimi livelli degli sport motoristici, gli organi di governo stanno cercando di contenere i costi e persino di utilizzare il campo per scopi di intrattenimento. Per alcune squadre, anche solo un piccolo miglioramento di tre cavalli o qualche miglio orario alla fine del rettilineo può fare la differenza tra un piazzamento sul podio o un restare al centro del gruppo. Piccoli miglioramenti ai cuscinetti delle ruote possono fare la differenza.