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12/12/2012
DATEMI UNA LEVA E...

DAL MOTORE ALLE RUOTE

Le gomme nel loro lavoro vanno "guidate" a dovere, facendold muovere in maniera il più possibile precisa

Nicodemo Angì

ANCHE le gomme sono parte dell’immagine di un’auto: le ribassate danno un’idea di sportività e grinta, mentre quelle colorate che emettono fumate durante il drifting sono decisamente scenografiche e l’elenco potrebbe continuare ma in questa sede siamo interessati al lavoro principale dei pneumatici: assicurare un contatto ottimale con la strada in termini di comfort, guidabilità e sicurezza.
Le gomme fanno parte di un team affiatato, i cui attori principali sono i cerchi e le sospensioni.
Le sospensioni sono tutt’altro che scontate, nel senso che  soddisfano ogni esigenza ma pongono questioni non indifferenti per la produzione in serie dato che possono essere piuttosto elaborate e costose.
In questo articolo approfondiremo le sospensioni posteriori, che attualmente presentano la maggior varietà di schemi.
Sappiamo tutti che le gomme, per lavorare al meglio, vengono fatte funzionare praticamente sempre con una certa “deviazione” longitudinale e verticale in confronto all’asse del veicolo e alla perpendicolare che passa per il suolo. L’inclinazione rispetto alla direzione del moto è la convergenza (toe in inglese) mentre la deviazione dalla verticale è la campanatura (camber). Questi angoli statici devono (dovrebbero) essere mantenuti anche durante il funzionamento ma la cosa è tutt’altro che scontata.

Gli angoli sono migliori se non cambiano
Supponiamo che la costanza degli angoli caratteristici sia conservata anche durante gli scuotimenti delle ruote – per esempio nel passaggio su una buca – nella marcia in rettilineo: si tratta di un ottimo risultato ma cosa accade in curva?
Gli elementi delle sospensioni sono ancorati alla scocca e quando questa si inclina in curva anche gli attacchi ne seguono i movimenti, alterando gli angoli e la legge del moto della ruota.
Quello che accade è che se la sospensione viene compressa con la scocca orizzontale si ha un certo movimento della ruota, che sarà in generale diverso rispetto a quello che si verifica quando la sospensione viene sollecitata dall’inclinazione del veicolo in curva.
L’angolo che più soffre per l’inclinazione è il camber e la cosa ha conseguenze non trascurabili. Quest’angolo è in genere negativo (i piani di rotazione delle ruote si incontrano in un punto posto al di sopra dell’auto) e, se la sospensione non riesce a compensare l’inclinazione della carrozzeria, quello della ruota esterna si annulla per diventare poi positivo, con conseguenze deleterie per la tenuta di strada.
Parimenti negativa, ai fini della guidabilità e della sicurezza, è la diminuzione della convergenza delle ruote posteriori. Le coperture del retrotreno non sono infatti parallele ma – lo dice il nome – i loro piani di rotazione convergono in un punto che è verso l’anteriore della vettura.
Se la ruota esterna alla curva (quella sulla quale “appoggia” di più il retrotreno) tendesse a raddrizzarsi – cioè ad allineare il suo piano di rotazione all’asse longitudinale del veicolo – o addirittura ad “aprirsi” la tenuta di strada sarebbe pericolosamente compromessa.
Riassumendo i concetti la sospensione posteriore dovrebbe resistere alle sollecitazioni laterali e longitudinali, in modo da conservare la convergenza, e mantenere il più possibile costante il camber durante la compressione della sospensione sia nel caso di assetto piatto sia inclinato.
Il classico (ma ormai poco usato) retrotreno ad assale rigido ha ottime prestazioni per quel che riguarda il camber (varia pochissimo) ma contrasta assai meno le variazioni della convergenza.
Molto meno soddisfacente è invece il comfort di marcia – le ruote non sono indipendenti – e il comportamento dinamico, dato che le masse non sospese rilevanti danneggiano le capacità di assorbimento delle irregolarità brevi, innescando saltellamenti.
Più confortevole è il retrotreno a ponte torcente (chiamato anche a ruote interconnesse) che prevede una trave trasversale a forma di “C” che supporta i portamozzi, le molle e gli ammortizzatori. Esso congiunge le due ruote con una cedevolezza calcolata che permette loro di muoversi con un’apprezzabile indipendenza sulle sconnessioni veloci, rendendole però solidali quel tanto che basta per riuscire a evitare spesso l’uso della barra antirollio.
Il suo comportamento nei confronti delle variazioni degli angoli caratteristici non è però molto soddisfacente; dato che gli attacchi alla carrozzeria distanti dai portamozzi generano flessioni importanti che, se vengono contrastate da boccole di ancoraggio troppo rigide, vanno a detrimento del comfort. In compenso la sua leggerezza ed economicità ne rendono l’adozione quasi obbligata nel caso delle trazioni anteriori non molto potenti e “paciose”.
Molto efficace, anche se costosa e non leggerissima, è invece la famiglia dei retrotreni multilink, a cui delle intelligenti semplificazioni hanno consentito la diffusione anche su vetture medie.

Il gioco delle leve
Il concetto è quello di assegnare a ogni leva il compito di guidare uno solo dei movimenti della ruota, con il risultato che la legge di moto della ruota stessa può essere determinata a priori. Il “vero” multilink è quello introdotto da Mercedes nel 1982 per la sua 190: ha 5 bracci e permette, in teoria, di controllare la ruota in tutti i suoi movimenti tranne che in quello verticale, che è poi quello utile. È così possibile recuperare camber e convergenza e contrastare efficacemente anche le sollecitazioni longitudinali generate da accelerazione e frenata. Le 5 leve lavorano esclusivamente in trazione-compressione e perciò le loro boccole elastiche possono essere ottimizzate finemente, dando anche un maggiore comfort.
In effetti una ruota non vincolata ha 3 gradi di libertà, dato che potrebbe muoversi liberamente lungo i tre assi cartesiani: il multilink a 5 bracci lascia libero soltanto l’asse verticale, che è quello che serve. Qualcuno obietterà che la presenza dell’Esp dona a tutte le auto una grande sicurezza. È sicuramente vero, come è vero che è meglio partire da una base “sana” e lasciare all’elettronica le rifiniture invece di intervenire troppo di frequente.
Le semplificazioni delle quali si accennava riducono il numero delle leve rinunciando a un controllo rigoroso dei movimenti ma aggiungendo leggerezza ed economicità costruttiva. Notiamo che in queste configurazioni compaiono eventualmente le “mezze leve”, ossia bracci che hanno articolazioni soltanto a un’estremità mentre l’altra è solidale, per esempio, al portamozzo. Un certo grado di diffusione hanno gli schemi a due leve e mezza e a tre leve e mezzo, ottimi compromessi fra peso, complessità, prestazioni e comfort. Essi conferiscono, tanto per fare qualche nome, all’Alfa Romeo Giulietta, alla Ford Focus e alla VW Golf (nella serie VII della media tedesca esso viene montato soltanto nelle versioni con più di 90 kW) un handling di alto livello e un buon comfort di marcia.

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