Lotta alla resistenza di rotolamento: il limite tecnologico della velocità

Lotta alla resistenza di rotolamento: il limite tecnologico della velocità

Quando si iniziano ad analizzare i fattori che influenzano le prestazioni di Taurus non si possono tralasciare gli unici punti di contatto tra la bici e l’asfalto, i copertoni.
Per massimizzare la velocità massima del prototipo, durante l’intero 2018 è stato portato avanti uno studio sull’influenza della resistenza al rotolamento alle velocità che caratterizzano le run di Battle Mountain.
Per riuscire nell’impresa il team ha inizialmente costruito un banco prova con l’intento di testare vari copertoni e configurazioni di montaggio. Come funziona? Il test si basa su una configurazione di rotolamento rullo-ruota. Il banco è composto da un motore elettrico che mette in movimento un rullo in MDF del diametro di 600 mm sopra al quale rotola una ruota caricata con un peso che simula metà della massa di Andrea e Taurus.
Man mano che il rullo gira effettuiamo diverse misurazioni della potenza elettrica impiegata dal motore a RPM prestabiliti. Da questa potenza sottraiamo i contributi dovuti all’aerodinamica del rullo e della ruota a quella velocità in modo da ottenere la sola potenza dissipata dal rotolamento dei copertoncini (più una quota marginale dovuta ai cuscinetti e comunque presente in strada). Questa potenza viene divisa per la velocità angolare della ruota in modo da ottenere la coppia resistente. Dividendo questa coppia per il raggio di rotolamento della ruota ricaviamo la forza resistente applicata al mozzo della ruota. A questo punto si ottiene il coefficiente di rotolamento dividendo la forza resistente per il carico applicato. Da ultimo, utilizzando la formula di Clark, si corregge l’effetto della curvatura del rullo ottenendo una stima più realistica del coefficiente di rotolamento su strada. Semplice no?
Questa procedura è stata ripetuta per le diverse configurazioni di montaggio e per i diversi copertoni che abbiamo trovato sul mercato. 

Come si può vedere nei grafici per ogni copertoncino provato c’è stata una grande differenza tra un montaggio con una camera d’aria in lattice e una in butile, mentre vi è una minima differenza tra un montaggio tubeless (senza camera d’aria interna) e con camera in lattice. Questo principalmente è dovuto al differente spessore tra camera d’aria in butile e camera d’aria in lattice, nonché alle diverse interazioni e sfregamenti che si creano tra i due materiali diversi e l’interno del copertone.
Per scelta abbiamo deciso di provare i diversi pneumatici a pressione non costante tra loro ma alla massima pressione di esercizio raccomandata dal costruttore.
​In questo modo abbiamo potuto avere un confronto tra prestazioni di esercizio migliori, ponendoci nelle condizioni migliori di simulazione delle run di Battle Mountain.

​Che cosa è cambiato per Taurus? Con la nuova configurazione più prestazionale, a velocità da record, siamo riusciti a risparmiare circa 27 W per ruota rispetto al set up usato nel 2017.
Questo sistema di misurazione porta con sé l’inconveniente del rendimento non lineare del motore elettrico, cosa che rende difficile lo scorporo di questo contributo per ottenere la pura potenza dissipata dal solo rotolamento. Durante quest’anno il team ha messo a punto un banco prova completamente nuovo che, basandosi sempre su un setup rullo-ruota, prevede un sistema di misurazione differente. Si sfruttano infatti due estensimetri posizionati in prossimità del mozzo della ruota per misurare direttamente la forza resistente applicata in questo punto, a cui rimane da scorporare solamente l’aerodinamica della ruota, mentre quella del rullo risulta ininfluente con questo metodo di misurazione. Un ulteriore upgrade del nuovo banco riguarda la possibilità di provare anche ruote molto più grandi di quelle da 20” montate su Taurus, in modo da permetterci uno sguardo sempre più ampio su ciò che riguarda il rotolamento dei copertoni da bicicletta.