E încă vie emoția subtilă de a strânge volanul în palme? Asta ne-am propus să analizăm în cele ce urmează! În plus, este nevoie să cheltuiești o avere ca să-ți simți ochii umezi când negociezi o succesiune de viraje la volanul unei mașini din 2023? Ce elemente constituie plăcerea de a conduce? Text: Marco Peruca Orfei, Bogdan Grigorescu. Foto: Quattroruote, AutoExpert
Ce facem, de fapt, când conducem o mașină? Cu mâinile pe volan și picioarele pe pedale, gestionăm traiectoria, puterea dezvoltată de motor și forța de frânare. Drept urmare, din acțiunile noastre iau naștere accelerații pozitive și negative de-a lungul celor trei axe principale ale mașinii. Pe axa X când accelerăm sau frânăm, pe axa Y când virăm, iar pe axa Z la fiecare schimbare a pantei drumului. Dar nu doar acestea aduc senzații. Există, pe lângă ele, și accelerații unghiulare care fac mașina să se deplaseze în jurul axei X (ruliu), în jurul axei Y (tangaj) și în jurul axei Z (rotație, adică sub- și supravirare). Compuse, aceste accelerații creează mișcarea mașinii, care capătă și pierde viteză pe cele trei axe și, în consecință, dă naștere forțelor de inerție care acționează atât asupra masei sale, cât și a șoferului.
Plăcerea de a conduce – simțurile
Corpurile noastre reacționează la aceste accelerații prin piele și prin organele interne și trimit semnale care sunt procesate în timp real de creier. Dar mai avem și alți receptori care excită creierul. Ochii, care sunt meniți să urmărească cu maximă atenție ceea ce se întâmplă în interiorul și în afara mașinii și trimit imagini în cascadă, și urechile, care percep zgomotele create de motor, anvelope, turbulențe. Prin urmare există o legătură fizică și neurologică profundă între comenzile pe care le dăm mașinii folosind mâinile și picioarele și răspunsul care ajunge la creier prin simțurile pe care le avem.
Combinația acestor elemente naște acele senzații care ne fac să gândim „uite, frate, ce mișto se mișcă mașina asta!“ sau „ia s-o las mai moale, să n-o pun pe ștergătoare“. În cele din urmă, ce e plăcerea de a conduce? Cum trebuie să reacționeze mașina, pentru a excita creierul și a-l face să gândească: „Isuse, mai vreau o tură“? Deci, să intrăm un pic în miezul problemei.
Forțele din timpul condusului
Forțele inerțiale acționează în jurul centrului de greutate (G) al ansamblului. Dar noi nu stăm fix în centrul de greutate, așa că forțele ajung la corpul nostru amplificate. Cât de mult? Depinde cât de departe stăm față de G. Soluția ideală pentru pilotaj este, indubitabil, monopostul de Formula 1. Acolo, centrul de greutate al șoferului e foarte aproape de cel al mașinii, deci omul devine una cu mașina și percepe ideal cea mai mică nuanță a comportamentului dinamic. La mașinile de șosea, asta nu e aproape niciodată posibil.
Exemplele sunt extrem de rare, dar sunt câteva modele cu poziție de conducere centrală. Cel mai celebru este supercarul McLaren F1 din anii ’90, cu trei locuri, cel al șoferului fiind dispus în mijloc. E o soluție preferată de Gordon Murray, directorul companiei britanice la acel moment. Dacă nu există post de conducere central, cea mai bună variantă constructivă este cea de coupé cu motor central, poziționat între scaune și puntea din spate. Astfel, șoferul (încă) stă aproape de centrul de greutate al mașinii. În cazul actualelor modele McLaren, cele două scaune sunt aproape lipite, deci cel al șoferului stă cât se poate de aproape de axa X, și, totodată, se ameliorează și aerodinamica, având în vedere lățimea mică din zona superioară.
Legat de înălțimea postului de conducere, e minunat un scaun poziționat sus, pentru vizibilitate bună, dar astfel șoferul pierde senzațiile oferite de șosea. Pentru plăcerea de a conduce, este ideal să fii cât mai aproape de asfalt, unde se întâmplă toate nebuniile. Scenariul pe care ochii îl captează ține de siguranța în trafic, dar mișcările mașinii pe care le percepem prin scaun sunt imediate. Pentru că fundul e principalul receptor care ne spune când și cât de mult putem „întinde coarda“ fără să o rupem.
Mâinile „duc greul”
Însă cel mai mare efort este depus de mâini. Conducerea e un reglaj continuu al traiectoriei. Tocmai de aceea, direcția este cea mai importantă comandă care definește o mașină plăcută de condus. Sigur, există anumiți parametri principali care îi descriu calitățile: promptitudinea, progresivitatea, precizia și sensibilitatea. Primul ne arată cât de repede reacționează mașina după ce primește comanda. O direcție sport trebuie să percuteze imediat, așa cum se întâmplă în special la Ferrari și McLaren. Dar nu e nevoie să cheltuiești o avere ca să primești un sistem de direcție perfect. Cel mai bun exemplu este al Alfei Romeo Giulia, un sedan care pornește de la 51.000 de euro în România.
Totuși, ține cont că promptitudinea poate genera anxietate dacă nu e susținută de un sistem servo bine gândit, care să „întărească“ direcția la viteze mari. Și, foarte important, virarea trebuie să fie progresivă, adică trebuie să existe o proporționalitate bine definită și întotdeauna consecventă între unghiul de rotire a volanului și schimbarea direcției de mers. Și este importantă și precizia, adică menținerea volanului fix într-o anumită poziție, fără a face mici ajustări pentru a păstra traiectoria setată. În sfârșit, rezistența opusă de volan trebuie să varieze în funcție de aderență. Altfel spus, direcția trebuie să transmită întocmai ce se întâmplă între anvelope și asfalt.
Principiile dinamicii
Pentru ca toate astea să se întâmple este esențial ca mașina să fie proiectată într-un anumit mod. Și aici intră în scenă Newton și ale sale „principii ale dinamicii“. Al doilea principiu afirmă că, dacă vrem să imprimăm o accelerație „a“ unui automobil cu masa „m“, trebuie să îi aplicăm o forță „F“. Așadar, pentru a asigura o accelerație rapidă, și forța motorului, și masa mașinii sunt cruciale. Prima trebuie să fie cât mai mare, a doua, cât mai mică. Iar legea asta se aplică pe toate axele. Deci, și la accelerațiile longitudinale (unde motorul sau frânele generează forța), și la cele transversale, adică la schimbarea direcției impusă de roțile din față.
Dar situația nu se rezumă doar la cele de mai sus. Când își schimbă direcția, mașina începe să se rotească în jurul axelor sale. Aici intră în joc un parametru la fel de important când vine vorba de manevrabilitate, momentul polar de inerție (MPi), o mărime fizică ce indică ușurința cu care o mașină se poate roti în jurul axei verticale, Z. La două mașini cu aceeași greutate, MPi variază în funcție de dispunerea în interiorul mașinii a maselor subansamblurilor (motor, cutie de viteze, rezervor de combustibil, baterie, pasageri etc.)
Dispunerea motorului
Ei bine, o mașină rapidă în reacții și deci plăcută de condus, trebuie să aibă un moment polar de inerție cât mai mic. Și asta se întâmplă dacă cele mai mari mase sunt grupate… ai ghicit, în jurul centrului de greutate. Rețeta ideală este, din nou, a monopostului de Formula 1 despre care vorbeam mai sus. Foarte important e ca motorul, care are una dintre cele mai mari mase, să fie situat central în spatele scaunelor. Nu e o coincidență că Ferrari, Lamborghini, Lotus și McLaren folosesc această dispunere la cele mai performante modele pe care le au în gamă.
Suspensia, anvelopele, jantele
Suspensiile și anvelopele joacă și ele un rol crucial când vine vorba despre plăcerea de a conduce. Prin ele se schimbă forțele între mașină și asfalt. Acele forțe care îi permit mașinii să accelereze, să frâneze și să schimbe direcția. În general, este vorba despre găsirea celui mai bun compromis între confort (pentru că vorbim totuși de șosea, nu de pistă) și manevrabilitate, pentru care ar fi nevoie de setări cât mai ferme. Pe scurt, e un compromis pe care fiecare constructor îl face, iar cuvântul-cheie este „echilibru“.
Iar prinderea roții pe structura caroseriei trebuie să permită urmărirea suprafeței șoselei indiferent cât de vălurit e asfaltul. De aceea se folosesc suspensii independente, de tip patrulater deformabil și multilink, sunt reduse la minimum masele aflate în mișcare, prin utilizarea jantelor forjate sau din materiale compozite, și se adaugă amortizoare asistate electronic, pentru a varia tăria suspensiei.
Când vitezele devin cu adevărat mari, aerodinamica nu poate fi ignorată. Forțele create de mișcarea aerului în jurul mașinii variază cu pătratul vitezei, adică cresc de patru ori dacă viteza se dublează. Drept urmare, sunt cruciale la mașinile performante. Mașinile obișnuite sunt optimizate pentru un CX scăzut, deci o bună eficiență aerodinamică, astfel încât să opună o rezistență cât mai mică la înaintare. Astfel se reduc atât consumul, cât și zgomotul creat de turbulențe în habitaclu.
➡ Citește aici despre principiile aerodinamicii 💡
În cazul mașinilor plăcute de condus, e nevoie de aderență, deci nu numai de un coeficient de frecare mare între anvelopă și asfalt, ci și de o apăsare verticală, care să „preseze“ banda de rulare pe șosea. Drept urmare e nevoie de un studiu aparte al aerodinamicii, care să adauge această forță verticală de apăsare. Pentru a obține aceste rezultate se folosesc spoilere, deflectoare și eleroane de diferite dimensiuni, poziționate în diferite zone, iar atunci când este posibil se utilizează efectul de sol, adică se exploatează la maximum fluxul de aer dintre zona de sub mașină și asfalt, pentru a trage caroseria în jos.
Totuși, suma efectelor acestor forțe verticale trebuie să fie egal distribuită pe ambele punți, sau un pic mai mult pe spate, ca să insufle o încredere suplimentară șoferului la conducerea sportivă. Conducerea unei astfel de mașini necesită o atenție sporită, o mare sensibilitate din partea șoferului și multă experiență, pentru că, deși plăcerea este uriașă, limita aderenței nu e într-o zonă fixă, bine definită, ca la mașinile obișnuite, ci variază continuu în funcție de viteză. Cu alte cuvinte, cu cât ataci virajul mai repede, paradoxal, cu atât mașina stă mai bine pe șosea (apasă mai tare pe anvelope), cel puțin în teorie, pentru că în practică e un comportament greu de asimilat de către șofer.
Raportul putere/masă
Apropo de performanță, la începutul articolului am subliniat cât de important e să poți conta nu doar pe o masă redusă, ci și pe un motor de putere mare, dezvoltată corespunzător. În realitate, așa cum a afirmat însuși Colin Chapman, fondatorul mărcii Lotus, ceea ce contează cu adevărat este raportul greutate/putere, care trebuie să fie cât mai mic. Adică fiecare cal să transporte cât mai puține kilograme. Dacă mașina e ușoară și bine studiată, va câștiga o competiție chiar și cu o putere mai mică. Iar Lotus Elise este dovada clară a acestei afirmații. Am dedicat motoarelor electrice o casetă în articol, deci aici mă ocup doar de cele termice.
Dacă vrei ca apăsarea piciorului drept să dezlănțuie doza potrivită de adrenalină, e necesar ca motorul să aibă o curbă de cuplu omogenă. E obligatoriu ca aceasta să nu se oprească la turații medii, ci să urce spre turații mari. Și să fie susținută de o cutie de viteze promptă, cu rapoarte de transmisie apropiate, dublată de padele (dacă este automată), ca să poți exploata ideal, după caz, cuplul și puterea disponibile. Și nu mai spunem de sunet. Pentru că auzul e crucial în desăvârșirea experienței, este musai ca motorul să aibă și un sunet fabulos.
Frânele
Ce-a mai rămas? Da, sistemul de frânare. Frânarea este, poate, unul dintre cele mai dificile aspecte de rezolvat în cazul mașinilor care să asigure o conducere antrenantă. Pe scurt, mașinile sport au o cursă scurtă a pedalei și necesită un efort suficient de mare pentru a permite modularea forței de frânare cu precizie maximă. Ca o părere personală, cel mai important este punctul de atac, care trebuie să fie apropiat de zona de repaus a pedalei, deci zona „moartă“ a cursei să fie minimă. Un echilibru între cursa scurtă și dozarea fină este greu de găsit.
Când credeai că am terminat, să nu uităm de cel mai ignorat simț, mirosul. Fiecare mașină are un miros specific, în principal creat de materialele care căptușesc interiorul. Pielea fină, Alcantara și chiar aluminiul și carbonul… toate contribuie la crearea unei atmosfere plăcute, care să te facă să-ți amintești și peste ani cât de bine te-ai simțit în mașina respectivă.
Păstrează mașinile electrice plăcerea de a conduce?
Propulsia electrică se pretează foarte bine la crearea unei mașini sport. Singurul handicap real cu care se confruntă designerul se referă la dimensiunea și greutatea bateriei. Sunt limitări importante, care vor scădea în viitorul apropiat, ținând cont că densitatea energetică a acumulatorilor este în creștere rapidă. Dar deja problema e mai puțin gravă decât ar părea, pentru că, prin încorporarea bateriilor în podea, între axe, se poate realiza o mașină cu centrul de greutate situat mai jos decât la un model termic echivalent. Iar ăsta nu e un avantaj mic. În plus, motorul electric este mai eficient decât cel termic, are un raport putere/greutate mai mare și nu necesită prezența unor sisteme auxiliare voluminoase, precum turbosuflantă, intercooler, evacuare etc.
Fiind deci compact, poate fi amplasat cu ușurință lângă puntea motoare (în imagine, cazul lui Porsche Taycan). Poate fi pus câte unul pe fiecare axă, pentru a crește puterea, sau, ca la Maserati GranTurismo Folgore, plasând două în spate, pentru a furniza cuplu și putere independent fiecărei roți din spate, și unul în față, adică trei în total. Sau chiar patru, câte unul în fiecare roată, pentru că motoarele pot fi controlate cu precizie extrem de mare. Iată cum se deschid scenarii noi, extrem de interesante!
