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21/12/2017
SI FA PRESTO A DIRE SOSPENSIONI!

Dal motore alle ruote

 

Compito non facile, quello della sospensioni: collegare i pneumatici e la carrozzeria coniugando comfort, precisione di guida e durata non è uno scherzo. Grosse novità sono però in arrivo, all’insegna del comfort e dell’efficienza

Nicodemo Angì

Scossoni a non finire, sforzi continui (in frenata, accelerazione e curva), acqua e polvere: la vita di sospensioni e pneumatici scorre fra diversi “disagi” ma questa coppia affiatata ci fa viaggiare in tutta sicurezza. Vediamo ora cosa ci si può attendere, nel prossimo futuro, dall’evoluzione delle sospensioni.

Si vanno delineando almeno un paio di linee evolutive: una, per così dire, più “meccanica” e un’altra che prevede un massiccio ricorso all’elettronica.

Cominciamo dalla prima, dato che è praticamente già fra noi: a proporla è uno dei Marchi più impegnati in tema di comfort, la francese Citroën. Molti ricorderanno le leggendarie DS e le loro sospensioni idropneumatiche che garantivano un comfort di marcia ineguagliabile: usate già nel 1954 nella Traction, esse hanno avuto compiuta realizzazione solo nella DS.

 

SFERE O TAPPETI VOLANTI?

Il cuore del sistema erano delle sfere divise a metà da una membrana elastica: nella parte superiore era contenuto Azoto che serviva da elemento elastico, rimpiazzando così la classica molla. La parte inferiore era riempita d’olio idraulico e su di esso agiva un pistone collegato a uno dei bracci della sospensione. Una pompa metteva in pressione l’olio mentre speciali valvole ne regolavano il flusso durante lo scuotimento delle sospensioni, implementando le funzioni dell’ammortizzatore. Il sistema, oltre a dare l’effetto “tappeto volante”, era autolivellante (le DS rimanevano guidabili anche asportando completamente una delle ruote posteriori) e si poteva regolare l’altezza da terra. Questa tecnica è stata inserita in molte altre Citroën: Xantia e XM, che avevano anche un sistema anti rollio attivo, la CX e la più compatta GS; l’ultima ad averle è stata la C5.

L’idraulica è anche il cuore del nuovo sistema Citroën Advanced Comfort, un “pacchetto” che prevede anche dei sedili speciali e una scocca irrigidita tramite l’incollaggio degli elementi che si aggiunge ai tradizionali punti di saldatura. Noi siamo però interessati alle sospensioni, il cui grande miglioramento è concentrato nell’ammortizzatore: il resto dello schema è infatti convenzionale con la classica molla elicoidale come elemento elastico.

 

COME SUL VELLUTO RISPARMIANDO

La soluzione è molto più semplice perché rinuncia alle sfere e ai complicati circuiti idraulici e si adatta a un SUV come la C4 Cactus, vettura usata per la prima presa di contatto con la stampa.

Il cuore dell’innovazione sono i Progressive Hydraulic Cushions, inseriti all’interno della cartuccia idraulica dell’ammortizzatore: essi prevedono una serie di canali attraverso i quali fluisce l’olio in modo che il pistone collegato allo stelo possa muoversi insieme alla ruota. Lo spostamento dello stelo verso i fine corsa chiude progressivamente i canali e così l’olio scorre con sempre maggiore difficoltà, rallentando gradualmente il movimento dello stelo stesso. Un sistema di valvole interviene in fase di ritorno, in modo da velocizzare il recupero della posizione di riposo. Il diagramma fa capire il funzionamento dei Progressive Hydraulic Cushions: l’asse orizzontale è lo spostamento dello stelo e quello verticale è la forza dello smorzamento idraulico. In prossimità del “punto zero” lo smorzamento è praticamente nullo e la sospensione può seguire al meglio le piccole asperità ma avvicinandosi ai fine corsa, sia in estensione sia in compressione, la forza smorzante cresce al crescere dello spostamento (sono le zone rosse del diagramma spostamento/forza). Il tratto verticale alle estremità del grafico è l’istante nel quale lo spostamento si ferma e inizia il recupero (veloce, come detto più sopra) della posizione centrale. In questo modo è praticamente impossibile che la sospensione vada a “sbattere“ contro i tamponi di fine corsa e l’assorbimento, a detta dei giornalisti che l’hanno provato, è comparabile a quello di automobili di classe superiore. Questa innovazione arriverà al 2018 e si estenderà a diversi modelli, visto il costo contenuto.

 

LA SOSPENSIONE CHE PENSA

Più costose ma legate al mondo di oggi, elettronico e connesso, sono invece le sospensioni elettriche, nel senso che uno degli elementi, in particolare quello che smorza le oscillazioni, è una macchina elettrica. Un tentativo in questo senso è stato fatto da Bose verso la metà degli anni ‘80: il montante McPherson delle sospensioni di una Lexus-laboratorio conteneva un motore elettrico lineare che surrogava anche la molla (il suo meccanismo d’azione è simile a quello di un altoparlante e non è un caso che sia stato sviluppato da Bose).

Il progetto è stato tecnicamente un successo ma il sistema si è rivelato pesante, costoso, avido di energia e avrebbe imposto alle Case automobilistiche una sostanziosa riprogettazione dei loro veicoli.

L’idea è comunque buona perché variando i parametri elettrici è possibile regolare a piacere lo smorzamento delle sospensioni e ha avuto un seguito commerciale con Bose Ride, un sistema di sospensione attiva dei sedili dei conducenti di camion.

I motori elettrici, lineari o rotanti che siano, usati al posto degli ammortizzatori possono essere proficui perché in grado di raccogliere energia, un grande vantaggio nell'era dei veicoli ibridi ed elettrici. Essi sono infatti reversibili e fornendo loro energia meccanica la convertono in elettricità.

Il sistema Audi eROT usa gli scuotimenti delle sospensioni, raccolti da un braccio a esse collegato, per mettere in movimento piccoli alternatori grazie a ingranaggi che convertono il movimento in rotazione. Audi afferma che il sistema è molto reattivo (per variare lo smorzamento basta variare il carico “visto” dagli alternatori) e occupa meno spazio rispetto a un ammortizzatore classico. È in grado di recuperare energia (se la strada è dissestata e le sospensioni lavorano quindi molto può diminuire le emissioni di CO2 di 5 g/km) ed è stato progettato per lavorare insieme a futuri mild hybrid a 48 volt.

 

MI PREPARO ALLE BUCHE

Ma le auto di oggi, così ricche di sensori, offrono un ulteriore step evolutivo che porterà dalle sospensioni attive a quelle predittive. Le prime si può dire agiscano “a posteriori”: il sistema scansiona anche 100 volte al secondo gli scuotimenti delle sospensioni e regola di conseguenza gli ammortizzatori a controllo elettronico. Le sospensioni predittive usano invece le videocamere usate nei sempre più diffusi sistemi di assistenza alla guida, come la frenata automatica e il mantenimento della corsia, per capire in che stato è il manto stradale e regolare di conseguenza in anticipo le impostazioni delle sospensioni, migliorando anche le condizioni di lavoro dei pneumatici.

Anche questi sistemi sono molto prossimi se non contemporanei, anche se per ora riservati a segmenti top: la nuova Audi A8 avrà il sistema eRot predittivo e anche il Magic Body Control di Mercedes lo è anche se ha sospensioni attive più convenzionali.

L’era della condivisione offre però altri sviluppi: le comunicazioni fra veicoli e con le infrastrutture consentirà alle vetture di inviare al cloud informazioni sulle condizioni stradali e questo non solo allerterà le sospensioni di altre automobili ma potrebbe informare le autorità per una rapida, burocrazia permettendo, riparazione delle buche.

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