Guida pratica alla comprensione delle sospensioni auto (parte I)
Giornale Motori
Da quando l’uomo ha cominciato a viaggiare su mezzi di trasporto che non fossero i suoi piedi, ha sempre avuto a che fare con la superficie stradali e delle loro asperità, che si trattasse di una carrozza o di un automobile dei giorni nostri. Per evitare queste sconnessioni creino problemi al veicolo, le ruote non devono mai perdere il contatto con il terreno, questo per assicurare anche un adeguato confort per gli occupanti ed una tenuta di strada che ne garantisce le condizioni di sicurezza in ogni situazione.
I Pneumatici sono i primi elementi a contatto con la superficie stradale. Grazie alla loro elasticità garantiscono l’assorbimento delle asperità di piccolo livello, ma per assorbire tutte le sconnessioni anche quelle più grandi le automobili necessitano di un Sistema di Sospensioni elastiche, ovvero un collegamento non rigido tra la cella abitativa detta cassa e le ruote. La cedevolezza delle sospensioni e la loro elasticità permette di garantire il contatto di tutte le ruote sul manto stradale anche quando sono interessate da condizioni di superficie stradale diversa, come per esempio il caso in cui un’automobile si trova con una ruota su un marciapiede, con le altre tre che non perdono comunque il contatto con il terreno. La presenza delle sospensioni ha influenza sul telaio, producendo un effetto diretto sulla dinamica complessiva del veicolo. Infatti le sospensioni consentono un certo movimento più o meno controllato della scocca ma anche una certa variazione dell’assetto, ed una variazione degli angoli con cui le ruote hanno contatto con il terreno. Vien da se che la geometria delle sospensioni e la loro taratura influenza la risposta degli pneumatici tutte le condizioni di marcia
Per comprendere al meglio come funzionano le sospensioni bisogna spiegare il concetto di Massa sospesa e Massa non sospesa. Indicando con cassa di un veicolo tutto ciò che si trova al di sopra delle sospensioni, in particolare la carrozzeria, cella abitativa, il motore, passeggeri, l’insieme di questi elementi viene detta Massa sospesa del veicolo. Di solito si è portati a pensare che la cassa sia un elemento rigido, ma invece il telaio composto da travi di acciaio, allumino o Kevlar, ha sempre una certa flessibilità. Più è controllata questa flessibilità meglio si possono controllare le reazioni che avvengono in un veicolo in curva. Nelle vetture da competizione derivate dalla serie, il rollbar o gabbia di protezione, serve anche a bloccare le flessioni eccessive del telaio in curva. Gli elementi come ruote, comprese di cerchio, pneumatico, e la massa completa di freni, portamozzo, ponte rigido, ma anche organi di trasmissioni come i semiassi, e tutto ciò che non fa parte della massa sospesa, prende il nome di Masse non sospese del veicolo.
L’ultimo concetto da comprendere sono i tre movimenti che un veicolo può fare quando viaggia in strada. Il primo movimento detto Imbardata indica la rotazione del veicolo intorno al suo asse verticale. Questa rotazione provoca quello che si chiama sovrasterzo e genera, nelle peggiori delle ipotesi un testacoda, cioè la rotazione del veicolo su se stesso. Poi c’è il beccheggio che indica un movimento intorno all’asse orizzontale del veicolo. Questo movimento avviene in fase di accelerazione quando si abbassa la coda, e in frenata con l’abbassamento del muso. Ultimo è il rollio, che indica il movimento intorno all’asse longitudinale del veicolo. Si tratta delle oscillazioni che si verificano quando si affrontano le curve. Viene da se che la sospensioni hanno il compito di controllare mediante le proprie geometrie e tarature l’interazione tra questi tre movimenti, per il confort e la tenuta di strada del veicolo. In sostanza il compito delle sospensioni è quello di tenere sotto controllo il trasferimento di carico da un punto ad un altro del veicolo. Una sospensione quindi deve collegare la ruota e la sua massa di componenti alla cassa mediante una serie di bracci detti cinematismi, elementi elastici, come molle, ed elementi smorzanti detti ammortizzatori. Considerando che molle e ammortizzatori sono componenti comuni e tutte le tipologie di sospensioni, quello che cambia e che tratteremo approfonditamente nei prossimi capitoli sono le tipologie di cinematismi delle sospensioni. Le due grandi categorie in cui di dividono le sospensioni sono a ruote indipendenti o a ruote interconnesse/ assale rigido. Nei prossimi capitoli andremo ad esaminare le due tipologie e ogni sua variante.
Daniele Amore
Guida pratica alla comprensione delle sospensioni auto (parte I)
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