Chi non ha mai sentito parlare di gare sul quarto di miglio? Se avete visto il film Fast and Furious sapete sicuramente di cosa stiamo parlando. Meglio note come gare di accelerazione, rappresentano uno degli sport motoristici più famosi negli States e non solo. In questa categoria corrono quelli che vengono definiti i Dragster Top Fuel, la massima espressione dell’estremismo in ambito meccanico. Vediamo insieme come funzionano questi Dragster Top Fuel.
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Il motore dei Dragster Top Fuel
I dragster Top Fuel possono essere descritti brevemente così: potenza elevata, peso minimo ed alta aderenza. Equipaggiano motori V8 Hemi che vengono modificati per arrivare a cilindrate di oltre 8 litri con una potenza erogata di circa 11.000 cavalli. Avete letto bene, undicimila. Per farvi un paragone basti pensare che gli attuali motori V6 turbo hybrid usati in Formula 1 arrivano ad erogare circa 1050 CV, quindi servirebbero almeno 10 monoposto per ottenere la stessa potenza. La domanda che ci si pone è: come fa un motore Hemi ad erogare così tanta potenza? Il trucco sta nel tipo di combustibile utilizzato, il nitrometano.
Il Nitrometano
Il nitrometano ha come vantaggio che non richiede un grosso apporto di ossigeno in camera di combustione, perché quasi tutto l’ossigeno che serve per la completa combustione è contenuto nella molecola stessa. Quindi per bruciare un litro di nitrometano servono meno di 2 kg di aria e a parità di aria, un motore di un dragster brucia 8 volte più combustibile di un motore benzina. Spesso viene utilizzata una miscela composta al 90% da nitrometano e 10% di metanolo, per stabilizzare la miscela, ridurre la probabilità di esplosione e migliorare il raffreddamento. Raffreddamento che avviene esclusivamente grazie alla capacità del combustibile di assorbire calore. Infatti i dragster non utilizzano radiatori.
Il motore di una top fuel monta due candele per cilindro, candele molto potenti in cui circola una corrente di 45 Ampere, in pratica una saldatrice ad arco. Una scintilla così forte è necessaria per evitare che si accumuli troppo nitrometano incombusto che può esplodere e danneggiare l’intero motore. Una top fuel è dotata di un compressore volumetrico a doppia vite, che a pressione massima arriva ad assorbire fino a 1000 CV garantendo però una pressione di sovralimentazione superiore ai 4 bar (massimo 4,5 bar da regolamento). Vengono utilizzate cinghie in kevlar, bielle, pistoni e monoblocco in alluminio e albero motore in acciaio. Ogni cilindro è dotato di due valvole (una di aspirazione e una di scarico) e in totale ci sono 42 iniettori, di cui 2 per ogni pistone. La pompa del carburante utilizzata permette di erogare fino a 50 litri di carburante al minuto.
Potenza e coppia calcolate per via analitica
Questi mostri sono in grado di sprigionare fino a 10.000 Nm di coppia massima. Tuttavia i valori di potenza e coppia sono ottenuti con formule analitiche e non per via sperimentale, in quanto non esiste ancora un banco dinamometro in grado di resistere a sollecitazioni così forti. Basti pensare che con lo scatto alla partenza, l’albero motore arriva a torcersi di 20 gradi.
La forma dei dragster
Adesso passiamo ad analizzare un altro aspetto di questi veicoli da competizione: la loro forma. I dragster hanno una forma molto lunga per facilitare il lavoro dell’ala anteriore. Al momento della partenza si ha una spinta così forte che l’ala anteriore deve sviluppare una deportanza tale da evitare che il veicolo impenni. La forma allungata consente di avere maggior leva sull’ala anteriore. Possiamo poi notare che gli scarichi puntanti dietro, sono piegati verso l’alto. Ciò perché viene espulsa così tanta aria da ottenere una spinta verso il basso di circa 500 kg. Ciò consente di ottenere una maggiore aderenza e aiuta fornendo maggior spinta alla partenza. I dragster sono poi dotati di enormi ali posteriori, che alla massima velocità generano una deportanza di 3,5 tonnellate.
Penumatici utilizzati e loro funzionamento
I dragster utilizzano pneumatici posteriori molto grandi gonfiati a 0,5 bar di pressione. Questi pneumatici, montati su cerchi da 17”, costano circa 900$ l’uno e durano in media 8 run, quindi meno di 2 miglia (circa 3.2 km). Il loro funzionamento è molto particolare. Quando si fanno dei burn out per scaldare gli pneumatici, si nota che questi si torcono, i fianchi si raggrinziscono e si ha una riduzione del diametro effettivo dello pneumatico (circa 6 pollici di riduzione). La parte anteriore dello pneumatico si gonfia espandendo la zona di contatto pneumatico-strada. Ciò consente di ottenere una maggiore aderenza, inoltre riducendosi il diametro si ottiene un rapporto di trasmissione più basso che permette di fare una partenza migliore senza che vi sia troppo slittamento.
Una volta partiti, lo pneumatico torna alle dimensioni iniziali e tende poi ad allungarsi fino ad arrivare ad un diametro di 38”. Questo aumento di diametro fa sì che durante la marcia il rapporto di trasmissione cresca all’aumentare della velocità. Si ottiene così una riduzione della resistenza al rotolamento e i piloti sperimentano la stessa sensazione di un cambio marcia tra la partenza e l’arrivo. I dragster sono dotati si un sistema a più frizioni, il cui rilascio avviene in maniera graduale per ottenere una miglior erogazione della potenza.
Pressione minima da regolamento
La National Hot Road Association (NHRA) ha regolamentato la pressione minima di gonfiaggio degli pneumatici, per evitare di scendere troppo con la pressione, ciò porterebbe da una maggiore aderenza ma come contro gli pneumatici potrebbero esplodere o semplicemente staccarsi dal cerchio. Inoltre per evitare che via sia scorrimento tra cerchio e pneumatico, quest’ultimo viene imbullonato al cerchio. Come già detto, questi pneumatici vengono usati solamente per 8 run. Finito il loro lavoro possono essere utilizzati su auto meno aggressive o vengono fatti strisciare sull’asfalto delle piste per gommarle e aumentarne il grip.
Molta manutenzione per soli 4 secondi di gara
I dragster Top Fuel riescono a percorrere i 400 metri in meno di 4 secondi, arrivando a tagliare il traguardo con velocità fino ai 530 km/h. In fase di partenza, i piloti sperimentano un’accelerazione di oltre 4 g . Una volta finito il round il motore viene completamente smontato e ricostruito. Vengono sostituiti i pistoni, le bielle, i cuscinetti e l’albero motore. Il team sostituisce anche il pacco frizioni, in quanto durante una gara i dischi raggiungo temperature così alte da incollarsi tra di loro. Tutto ciò in appena un paio d’ore che separano due round.
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