Problema: avverto una cronica tendenza a "impennarsi" all'avantreno rendendo nevrotica l'accelerazione; lo sterzo va tenuto ben saldo e la sensazione è che le ruote anteriori che devono scaricare a terra 250cv si alleggeriscano troppo peggiorando sia la performance, perché l'auto tende a sgommare di più, che la direzionalità! Inoltre, si avverte la tendenza a sterzare verso destra spontaneamente. Da cosa è dovuto?
Soluzione: per porre rimedio a quei due problemi (impennarsi e sterzare) occorre controllare differenti elementi:
per l’impennata, verificare l’efficienza delle sospensioni (ammortizzatori, soprattutto quelli posteriori) e degli angoli (chasse) e del telaietto di meccanica; oltrechè della perfetta efficienza dei bracci delle sospensioni.
Per la tendenza a sterzare, vanno verificati i supporti motopropulsore, sostituendo il tassello lato motore e mettendo quello, più rigido, del GTV 3.0; di togliere i cerchi da 18, che hanno una maggiore impronta a terra che determina una maggiore variazione del punto di applicazione della forza a terra, e controllare gli angoli (soprattutto le variazioni di convergenza a scuotimento +40 mm, che devono essere comprese entro 1 mm.). Le cose migliorano.
Spiegazione tecnica: Perché succede questo? E perché devo cambiare uno dei supporti del motore, precisamente quello lato motore, per ovviare al problema (o, almeno, ridurlo)?
Prima considerazione: ci avete fatto caso che, in caso di accelerazione con partenza da fermo, in prima o in seconda marcia, senza farla sgommare troppo, la macchina tende a d andare sempre dalla stessa parte (quindi, occorre che la strada sia piana e l'asfalto liscio)? Perché?
Le risposte qui di seguito, introducendo il discorso del Torque steer.
Si parte dalla coppia motrice, che è un vettore e, quindi, può essere sommato, sottratto e scomposto secondo le regole vettoriali.
Immaginate una sospensione a ruote indipendenti (una qualunque, va bene sia McPherson, sia a quadrilatero, alto o basso non importa) di una ruota motrice (cioè con semiasse) e considerate il semiasse e la retta che unisce il centro di rotazione superiore (sul duomo della sospensione) e quello inferiore (generalmente è il vertice del braccio triangolare inferiore; lasciamo stare auto come BMW che hanno due bracci e il punto è un punto virtuale): questo è l'asse di sterzo. Ora, l'asse di sterzo, per vari motivi (bracci a terra, etc) è sempre inclinato; se la sospensione è McPherson, l'inclinazione sarà maggiore che in un quadrilatero per motivi di spazio. ora, il semiasse è sottoposto a una coppia (quella del motore), che è tanto maggiore quanto più grande è la coppia fornita dal motore e quanto più corto è il rapporto di trasmissione (rapporto al cambio per rapporto al differenziale). avviene che, se il semiasse e l''asse di sterzo non sono perfettamente perpendicolari, si genera un'autosterzatura della sospensione. Dove? semplice: basta usare la regola di scomposizione dei vettori e si vedrà che, in caso di accelerazione, la coppia sterzante tenderà a fare "chiudere" la ruota.
A questa coppia sterzante, si deve aggiungere la coppia data dal braccio a terra trasversale (se c'è), proporzionale sempre alla coppia stessa divisa per il raggio sotto carico della ruota e moltiplicata per il braccio a terra suddetto (che quindi si sommerà o sottrarrà alla coppia precedente a seconda che il braccio a terra sia negativo o positivo). C'è poi una coppia dovuta alla reazione giroscopica della ruota. Adesso, non sto qui a raccontarvi cosa sia un giroscopio, diciamo solo che, se prendo una ruota che gira su se stessa e applico al suo asse di rotazione un'azione che lo faccia inclinare spostandolo dalla sua posizione iniziale (in parole molto povere) nasce una coppia giroscopica che la farà ruotare attorno ad un asse perpendicolare a questo. Per farvi capire, pensate alla bici o alla moto: stare viaggiando (la ruota gira) e volete curvare, diciamo a destra: date un leggero colpetto al manubrio verso SINISTRA e si genererà una reazione (giroscopica) che vi farà “piegare” a destra. Provare per credere. Sulla sospensione, si genererà dunque anche una reazione giroscopica dovuta al fatto che il trasferimento di carico conseguente all’accelerazione farà muovere la sospensione nel verso del rimbalzo facendo recuperare camber e, di conseguenza, facendo sterzare la ruota “ad aprire” (ecco perché le sospensioni della F1 non hanno recupero di camber in scuotimento: per evitare le reazioni giroscopiche che si ripercuotono sullo sterzo!) Anche questa reazione giroscopica, come quella della dovuta al braccio a terra trasversale non è molto grande. Tutte queste forze si trasmettono sui bracci della guida e, se vivessimo in un mondo virtuale e perfetto, si annullerebbero perché le azioni della ruota destra e di quella sinistra si annullano (gomme perfettamente uguali, carichi su ogni ruota uguale, etc..) e caricano solo i bracci dello sterzo, ma non si avvertono reazioni al volante. Nella realtà, i carichi su ogni ruota sono differenti, così come le condizioni a terra. In generale, una sospensione McPherson è più svantaggiata rispetto ad una sospensione a quadrilatero alto perché ha un asse di sterzo più inclinato. E, infatti, se la macchina è ok, voi non avvertite particolari reazioni allo sterzo. Ma i vantaggi si fermano qui se, malauguratamente, avete qualcosa che non funziona, per esempio, la supportazione del motore. Infatti, se avete un supporto motore “ciucco” o sfondato, durante la fase di accelerazione il gruppo motopropulsore (motore+cambio+semiassi) si posiziona in modo non corretto, ingenerando quella coppia di autosterzatura che vi infastidisce. Quindi, per risolvere il problema, si fa in modo di rendere quanto più possibile perpendicolare l’asse di sterzo con la posizione del semiasse: chiaramente, se un tassello motore cede, l’angolo diventa “importante” e il problema diventa ancora più evidente. Ecco perché alle GTA che manifestano in modo evidente il problema viene sostituito il tampone motore, prelevandolo da quello, più rigido, del GTV 3.0. Prima, ho parlato di coppia di autosterzatura che tende a far chiudere la ruota; ma voi parlate di apertura della ruota: la giustificazione va ricercata in quanto detto prima, cioè che le azioni sulle due ruote NON sono UGUALI e, quindi, prevale la ruota sottoposta alle forze maggiori.
Piccolo schema per aiutare a fissare i punti descritti:
Perché dunque il supporto motore può essere responsabile?
Sulla GTA il motore è appeso al tampone. se cede, o se ha una elasticità non corretta, sotto coppia farà muovere il motore in maniera non corretta. in questo caso, la parte anteriore del motore si abbassa; il semiasse, quasi orizzontale, ruota, abbassandosi dalla parte del motore; in pratica,è come se, nella figura di prima l'estremità del semiasse (non disegnato) verso il cambio si avvicinasse alla boccola del braccio inferiore della sospensione. semiasse e kingpin si collocano in modo che la componente della coppia motrice trasmessa dal semiasse lungo l'asse di sterzo faccia ruotare, ad aprire, la ruota.
Ecco spiegato il mistero.
Verificate nel caso dei problemi sopra esposti quindi anche le condizioni del supporto motore.
Serpeggiamento della vettura in accelerazione.
Passiamo ad altro. C'è un altro modo in cui si manifesta quello che viene genericamente definito come torque steer: quello in conseguenza del quale la vettura, in partenza, tende a serpeggiare (uso un termine già a voi noto, perché già da qualcuno utilizzato) e chi guida rimane sorpreso perché non capisce più dove sta andando la macchina. Ora, posto che, in parte, il fenomeno sia parente molto stretto di quanto abbiamo detto fin qui, rimane da vedere il perché di un comportamento simile della macchina. per aiutarvi a capire, diciamo che è più facile che questo fenomeno accada su vetture con pneumatici larghi (quindi con cerchio da 18” piuttosto che 17” su due GTA uguali).
Allora, voi pensate -erroneamente- (poiché avete visto, letto, studiato qualche articolo inerente l'argomento in questione) che la risultante delle forze scambiate tra pneumatico e strada sia applicata sull'asse mediano del pneumatico, quindi nel punto di mezzo dell'area di impronta a terra del pneumatico. Nulla di più sbagliato. A causa di molteplici fattori infatti, il punto di applicazione di tale risultante varia lungo TUTTA l'area di impronta a terra del pneumatico. Ora, capirete che se si ha una dissimmetria (tra ruote dx e sx) nei punti di applicazione, le coppie risultanti (prodotto della forza suddetta per il braccio dato dai bracci a terra di ogni ruota) non sono uguali (e opposte) e, quindi, non si annullano; il risultato è una coppia diversa da zero che si trasmette (come forza, risultato della coppia diviso per il braccio del cinematismo dello sterzo) sul volante....
Per svariati motivi (parliamo di condizioni differenti tra dx e sx quanto a pneumatici, stato dell'asfalto, peso su ogni ruota, etc etc) le forze continuano a cambiare il loro punto di applicazione in tutta l'area di impronta di ogni pneumatico; e queste forze, naturalmente, sono proporzionali direttamente alla coppia fornita dal motore e inversamente al raggio (sotto carico) del pneumatico. capirete che, se le coppie in gioco sono "importanti", come nel caso del 3.2 V6 alfa, il problema si evidenzia in modo sensibile....
Come capirete altrettanto bene che, più largo è il pneumatico, maggiore sarà l'area dell'impronta a terra dove la risultante può spaziare e maggiori i bracci (a terra) e quindi, la coppia sul volante.
P.S. in entrambi i casi che abbiamo visti, il trasferimento di carico conseguente all'accelerazione che l'auto subisce in fase di partenza da fermo non fa che peggiorare le cose perché fa muovere le sospensioni anteriori in modo da accentuare tutto ciò che è stato esposto sopra.
Tramling
Si verifica quando il battistrada di un pneumatico ha la tendenza a seguire una variazione del profilo stradale (righe/gobbe dovute a riasfaltatura, binari del tram, giunzioni, avvallamenti nell'asfalto) e questo causa un momento trasversale che si trasmette dal pneumatico all'asse di sterzatura diventando percettibile dal guidatore sotto forma di "autosterzatura" del veicolo... Ossia si ha la percezione che la macchina stia seguendo dei binari invece della direzione imposta al volante.
Questo perché passando con una ruota su una sconnessione varia il punto di contatto a terra del pneumatico e la relativa coppia risultante, che sarà perciò differente tra le due ruote generando l’autosterzatura già analizzata in precedenza. Ovviamente per quanto detto anche qui il fenomeno è maggiormente presente all’aumentare dell’impronta a terra del pneumatico.
Ripercussioni sullo sterzo.
Parliamo adesso di un ulteriore fenomeno, di cui la GTA (ma non solo lei, anche molte, moltissime TP), se non "a posto", può soffrire: le ripercussioni sterzo (in curva, in appoggio, su fondi non uniformi), cioè della tendenza dello sterzo a ricevere le sconnessioni dell'asfalto trasmettendole al volante.
Anche qui entra in gioco il punto di contatto del pneumatico con l’asfalto, che non è sempre il medesimo e in asse con la ruota, quindi ci sarà la tendenza a generare coppie che si trasmettono al volante, avvertibili come sterzature impreviste. Il fenomeno si avverte sia su TA che su alcune TP come scritto (ma non tutte, BMW ad esempio ne soffre meno, perché avendo un asse di sterzo semivirtuale può permettersi di avere bracci a terra - e a centro ruota - minimi e quindi momenti che si ripercuotono sullo sterzo altrettanto esigui), e anche se le sospensioni sono geometricamente a posto (se sono fuori tolleranza il fenomeno è ancora più accentuato).
In particolare, percorrendo una curva avremo una delle due ruote responsabile del fenomeno incontrando delle sconnessioni, quale?
Naturalmente la ruota interna, che si troverà più scarica avendo un trasferimento di carico sulla ruota esterna, che va in compressione e perciò viene tenuta “in posizione” sia dal trasferimento di carico che dalle forze di aderenza.
Quindi avremo la ruota interna sottoposta alla sua componente di forza verticale (cioè alla sua parte di peso in condizioni statiche) MENO il trasferimento di carico (cioè alla massa per l'accelerazione trasversale, ossia il quadrato della velocità tangente alla curva divisa per il raggio della curva stessa) PIU' le forze trasversali di aderenza (per quanto di sua competenza) e, eventualmente, le forze longitudinali di trazione (o frenata), pari alla coppia motrice (o frenante) divisa per il raggio di rotolamento della ruota (ammesso che tutto vada in aderenza). (*)
Essendo meno carica della ruota esterna. questo incide parecchio per cui i bracci a terra e a centro ruota incominciano ad avere la loro influenza e le forze scambiate tra pneumatico e strada moltiplicate per i bracci a terra suddetti cominciano a farsi sentire. Anche perché i tiranti dello sterzo, da quel lato, sono meno impegnati a tenere la ruota e sono "liberi" di subire le azioni che provengono dalla ruota e le trasmettono allo sterzo!
Ecco svelato il mistero: a generare le ripercussioni sterzo NON è la ruota in appoggio, ma quella interna, scarica.
Quindi, se voglio ridurre le ripercussioni dovrò ridurre i bracci a terra e a centro ruota; oppure irrigidire la sospensione (intesa come bracci e punti di attacco alla scocca, non come molle e ammortizzatori) per evitare che la ruota abbia a scuotere troppo.
In conclusione: vetture con bracci a terra e a centro ruota elevati (forti angoli di kingpin e chasse, per esempio) e pneumatici larghi sono più soggette a questo fenomeno di auto con ruote strette e piccoli bracci (a terra e a centro ruota). Poi, sospensioni più "cedevoli" e meno rigide, grandi trasferimenti di carico, grande elasticità del cinematismo dello sterzo sono tutti fattori determinanti...
Risultato: le forze che si ripercuotono sul cinematismo dello sterzo rischiano di strapparti di mano il volante.
(*) La formula esatta del trasferimento di carico è anche funzione dell'altezza del baricentro e della carreggiata. precisamente, il trasferimento di carico è proporzionale all'altezza del baricentro e inversamente proporzionale alla carreggiata (cioè va moltiplicato per h/c).
Scarrocciamento
Siamo in curva, asfalto perturbato. buche e rattoppi fanno muovere la sospensione. se ci fosse una buca (o un rattoppo) solamente, la ruota (la sospensione) ci passerebbe sopra, bene o male dipende dalle tarature più o meno rigide, e amen. invece, qui ne abbiamo tante, in successione. a dx e a sx.
qui entrano in gioco fattori dinamici. bisogna che andiamo a recuperare i concetti di frequenza propria e risonanza di corpo (o di un sistema). per farla semplice, diciamo che la ruota + la sospensione + il cerchio hanno una loro rigidezza ed un loro proprio modo di vibrare. se io vado ad "eccitare" questo modo, genero delle oscillazioni che si autoesaltano.
facciamola più semplice, per capire: magari non l'avete mai fatto, ma avete provato a guidare un'auto SENZA ammortizzatori? No? Beh, vi garantisco che non riuscirete a fare nulla: le ruote NON rimarranno aderenti al terreno. Frenare, impossibile. Curvare, anche. Ecco: diciamo che, se le condizioni sono giuste (irregolarità grosse affrontate in successione in una certa maniera, ottengo qualcosa che ricorda molto questo comportamento. la ruota tende a staccarsi e rimbalzare, si perde il contatto. inoltre, come ben sapete a questo punto (o dovreste ormai sapere), durante l'escursione (sia in estensione sia in tamponamento) la ruota modifica i suoi angoli (per esempio la convergenza: se in condizioni statiche ho una convergenza, per esempio, di 2 mm in chiusura, quando la sospensione si comprime, per rollio, di 20 mm dovrebbe arrivare a 2,5 mm.). ma se la variazione non è quella prevista (diciamo che va a +3; oppure che invece di chiudere, apre; ad esempio va a 1mm), la ruota può posizionarsi in modo anomalo e generare forze trasversali squilibranti...
insomma, ho due problemi.
Risultato percepito: sento il posteriore che "passeggia" (diciamo così), spinge in modo irregolare (magari prima tende ad accentuare l'imbardata, poi recupera assetto; poi di nuovo cede assetto, etc) e si può arrivare persino alla impossibilità che riesca a contrastare la spinta trasversale e "ceda" fino quasi al sovrasterzo. Questo comportamento è definito come scarrocciamento: sulle sconnessioni stradali, come su un tratto di strada con asfalto come sulla Cisa, soprattutto nelle curve, si verifica una perdita di stabilità del posteriore. In pratica, si avverte la sensazione che la cassa o le ruote perdano aderenza col terreno, con rapidi, ma non amplissimi, "scarti" del posteriore.
Come risolvere il problema descritto? (o meglio, ridurlo se la vettura è ormai sviluppata)
In 2 modi:
1- la cosa più importante: GLI ANGOLI!
E’ la cosa più semplice, l'operazione più facile e meno costosa. eppure, no. non la tenete in considerazione. mai. eppure, gran parte dei problemi che avete sulle vostre auto potete risolverli semplicemente controllando e registrando bene i valori principali delle ruote (convergenza, campanatura - che sia simmetrica! - recuperi di convergenza, etc). il discorso è molto semplice: se la ruota, durante il movimento, si colloca in modo sbagliato rispetto alla vettura, la macchina sarà sottoposta a forze (longitudinali, ma soprattutto trasversali) anomale! FATE SEMPRE BENE GLI ANGOLI!!!
2- effettivamente, si può mitigare la tendenza a scarrocciare semplicemente aumentando lo smorzamento in compressione degli ammortizzatori. ammortizzatori più frenati in compressione comportano uno spostamento verso l'alto della frequenza propria della sospensione completa che porta benefici effetti al fine di ridurre lo scarrocciamento. se volete vederla in maniera più semplice, evito che la ruota oscilli troppo
Considerazioni finali.
1) Tutto quanto abbiamo detto fin qui, non fa che dimostrare che una sospensione non è fatta solo di molle, ammortizzatori e barre. e basta. ciò che conta maggiormente è il "disegno" della sospensione stessa, non la sua elasticità o il suo smorzamento (o meglio, non SOLO, se consideriamo col termine "elasticità" anche il cedimento -elastico, appunto- delle boccole (cioè dei punti di contatto con la scocca) e, al limite, della scocca stessa.
2) Tenete presente che queste spiegazioni (questi fenomeni fisici) restano valide per ogni tipo di sospensione; o, per meglio dire, se su una McPherson, caratterizzata dall'avere certi angoli e certi valori di bracci a terra (e a centro ruota), ho un certo comportamento, lo stesso comportamento (della sospensione) rimane anche se la uso al retrotreno su una TP. Chiaramente, non potrò parlare di torque steer in senso preciso, ma se sottoporrò la sospensione ad una certa coppia motrice, otterrò un comportamento analogo (a livello di sospensione). in questo caso, parlerò -che so- "di variazioni di assetto delle ruote motrici" in fase di accelerazione, per esempio; o di "variazioni di convergenza, o camber" o qualsiasi altra variazione nelle geometria della ruota...e lo stesso vale per una sospensione a quadrilatero, etc. Insomma, voglio dire che, al di là dei nomi che posso usare per descrivere il fenomeno, la fisica vale sempre, sia per le sospensioni anteriori di una TA, sia per le sospensioni posteriori di una TP.
3) Pensate che anche le auto di oggi a TP potrebbero soffrire di quello che abbiamo detto. Chiaramente, non si può dire torque steer, perché è sbagliato, ma il fenomeno è quello. pensate, per esempio, a qualche BMW TP con le ruote motrici particolarmente larghe e tanta coppia disponibile: pensate veramente che una macchina del genere non possa soffrire, neanche un po', di serpeggiamento in caso di partenza bruciante? Io credo di no, anche se per accorgersene, bisogna saper "leggere" la macchina. Ma questa, non è una dote di tutti....
:grazie) Alfistavero
Soluzione: per porre rimedio a quei due problemi (impennarsi e sterzare) occorre controllare differenti elementi:
per l’impennata, verificare l’efficienza delle sospensioni (ammortizzatori, soprattutto quelli posteriori) e degli angoli (chasse) e del telaietto di meccanica; oltrechè della perfetta efficienza dei bracci delle sospensioni.
Per la tendenza a sterzare, vanno verificati i supporti motopropulsore, sostituendo il tassello lato motore e mettendo quello, più rigido, del GTV 3.0; di togliere i cerchi da 18, che hanno una maggiore impronta a terra che determina una maggiore variazione del punto di applicazione della forza a terra, e controllare gli angoli (soprattutto le variazioni di convergenza a scuotimento +40 mm, che devono essere comprese entro 1 mm.). Le cose migliorano.
Spiegazione tecnica: Perché succede questo? E perché devo cambiare uno dei supporti del motore, precisamente quello lato motore, per ovviare al problema (o, almeno, ridurlo)?
Prima considerazione: ci avete fatto caso che, in caso di accelerazione con partenza da fermo, in prima o in seconda marcia, senza farla sgommare troppo, la macchina tende a d andare sempre dalla stessa parte (quindi, occorre che la strada sia piana e l'asfalto liscio)? Perché?
Le risposte qui di seguito, introducendo il discorso del Torque steer.
Si parte dalla coppia motrice, che è un vettore e, quindi, può essere sommato, sottratto e scomposto secondo le regole vettoriali.
Immaginate una sospensione a ruote indipendenti (una qualunque, va bene sia McPherson, sia a quadrilatero, alto o basso non importa) di una ruota motrice (cioè con semiasse) e considerate il semiasse e la retta che unisce il centro di rotazione superiore (sul duomo della sospensione) e quello inferiore (generalmente è il vertice del braccio triangolare inferiore; lasciamo stare auto come BMW che hanno due bracci e il punto è un punto virtuale): questo è l'asse di sterzo. Ora, l'asse di sterzo, per vari motivi (bracci a terra, etc) è sempre inclinato; se la sospensione è McPherson, l'inclinazione sarà maggiore che in un quadrilatero per motivi di spazio. ora, il semiasse è sottoposto a una coppia (quella del motore), che è tanto maggiore quanto più grande è la coppia fornita dal motore e quanto più corto è il rapporto di trasmissione (rapporto al cambio per rapporto al differenziale). avviene che, se il semiasse e l''asse di sterzo non sono perfettamente perpendicolari, si genera un'autosterzatura della sospensione. Dove? semplice: basta usare la regola di scomposizione dei vettori e si vedrà che, in caso di accelerazione, la coppia sterzante tenderà a fare "chiudere" la ruota.
A questa coppia sterzante, si deve aggiungere la coppia data dal braccio a terra trasversale (se c'è), proporzionale sempre alla coppia stessa divisa per il raggio sotto carico della ruota e moltiplicata per il braccio a terra suddetto (che quindi si sommerà o sottrarrà alla coppia precedente a seconda che il braccio a terra sia negativo o positivo). C'è poi una coppia dovuta alla reazione giroscopica della ruota. Adesso, non sto qui a raccontarvi cosa sia un giroscopio, diciamo solo che, se prendo una ruota che gira su se stessa e applico al suo asse di rotazione un'azione che lo faccia inclinare spostandolo dalla sua posizione iniziale (in parole molto povere) nasce una coppia giroscopica che la farà ruotare attorno ad un asse perpendicolare a questo. Per farvi capire, pensate alla bici o alla moto: stare viaggiando (la ruota gira) e volete curvare, diciamo a destra: date un leggero colpetto al manubrio verso SINISTRA e si genererà una reazione (giroscopica) che vi farà “piegare” a destra. Provare per credere. Sulla sospensione, si genererà dunque anche una reazione giroscopica dovuta al fatto che il trasferimento di carico conseguente all’accelerazione farà muovere la sospensione nel verso del rimbalzo facendo recuperare camber e, di conseguenza, facendo sterzare la ruota “ad aprire” (ecco perché le sospensioni della F1 non hanno recupero di camber in scuotimento: per evitare le reazioni giroscopiche che si ripercuotono sullo sterzo!) Anche questa reazione giroscopica, come quella della dovuta al braccio a terra trasversale non è molto grande. Tutte queste forze si trasmettono sui bracci della guida e, se vivessimo in un mondo virtuale e perfetto, si annullerebbero perché le azioni della ruota destra e di quella sinistra si annullano (gomme perfettamente uguali, carichi su ogni ruota uguale, etc..) e caricano solo i bracci dello sterzo, ma non si avvertono reazioni al volante. Nella realtà, i carichi su ogni ruota sono differenti, così come le condizioni a terra. In generale, una sospensione McPherson è più svantaggiata rispetto ad una sospensione a quadrilatero alto perché ha un asse di sterzo più inclinato. E, infatti, se la macchina è ok, voi non avvertite particolari reazioni allo sterzo. Ma i vantaggi si fermano qui se, malauguratamente, avete qualcosa che non funziona, per esempio, la supportazione del motore. Infatti, se avete un supporto motore “ciucco” o sfondato, durante la fase di accelerazione il gruppo motopropulsore (motore+cambio+semiassi) si posiziona in modo non corretto, ingenerando quella coppia di autosterzatura che vi infastidisce. Quindi, per risolvere il problema, si fa in modo di rendere quanto più possibile perpendicolare l’asse di sterzo con la posizione del semiasse: chiaramente, se un tassello motore cede, l’angolo diventa “importante” e il problema diventa ancora più evidente. Ecco perché alle GTA che manifestano in modo evidente il problema viene sostituito il tampone motore, prelevandolo da quello, più rigido, del GTV 3.0. Prima, ho parlato di coppia di autosterzatura che tende a far chiudere la ruota; ma voi parlate di apertura della ruota: la giustificazione va ricercata in quanto detto prima, cioè che le azioni sulle due ruote NON sono UGUALI e, quindi, prevale la ruota sottoposta alle forze maggiori.
Piccolo schema per aiutare a fissare i punti descritti:
Perché dunque il supporto motore può essere responsabile?
Sulla GTA il motore è appeso al tampone. se cede, o se ha una elasticità non corretta, sotto coppia farà muovere il motore in maniera non corretta. in questo caso, la parte anteriore del motore si abbassa; il semiasse, quasi orizzontale, ruota, abbassandosi dalla parte del motore; in pratica,è come se, nella figura di prima l'estremità del semiasse (non disegnato) verso il cambio si avvicinasse alla boccola del braccio inferiore della sospensione. semiasse e kingpin si collocano in modo che la componente della coppia motrice trasmessa dal semiasse lungo l'asse di sterzo faccia ruotare, ad aprire, la ruota.
Ecco spiegato il mistero.
Verificate nel caso dei problemi sopra esposti quindi anche le condizioni del supporto motore.
Serpeggiamento della vettura in accelerazione.
Passiamo ad altro. C'è un altro modo in cui si manifesta quello che viene genericamente definito come torque steer: quello in conseguenza del quale la vettura, in partenza, tende a serpeggiare (uso un termine già a voi noto, perché già da qualcuno utilizzato) e chi guida rimane sorpreso perché non capisce più dove sta andando la macchina. Ora, posto che, in parte, il fenomeno sia parente molto stretto di quanto abbiamo detto fin qui, rimane da vedere il perché di un comportamento simile della macchina. per aiutarvi a capire, diciamo che è più facile che questo fenomeno accada su vetture con pneumatici larghi (quindi con cerchio da 18” piuttosto che 17” su due GTA uguali).
Allora, voi pensate -erroneamente- (poiché avete visto, letto, studiato qualche articolo inerente l'argomento in questione) che la risultante delle forze scambiate tra pneumatico e strada sia applicata sull'asse mediano del pneumatico, quindi nel punto di mezzo dell'area di impronta a terra del pneumatico. Nulla di più sbagliato. A causa di molteplici fattori infatti, il punto di applicazione di tale risultante varia lungo TUTTA l'area di impronta a terra del pneumatico. Ora, capirete che se si ha una dissimmetria (tra ruote dx e sx) nei punti di applicazione, le coppie risultanti (prodotto della forza suddetta per il braccio dato dai bracci a terra di ogni ruota) non sono uguali (e opposte) e, quindi, non si annullano; il risultato è una coppia diversa da zero che si trasmette (come forza, risultato della coppia diviso per il braccio del cinematismo dello sterzo) sul volante....
Per svariati motivi (parliamo di condizioni differenti tra dx e sx quanto a pneumatici, stato dell'asfalto, peso su ogni ruota, etc etc) le forze continuano a cambiare il loro punto di applicazione in tutta l'area di impronta di ogni pneumatico; e queste forze, naturalmente, sono proporzionali direttamente alla coppia fornita dal motore e inversamente al raggio (sotto carico) del pneumatico. capirete che, se le coppie in gioco sono "importanti", come nel caso del 3.2 V6 alfa, il problema si evidenzia in modo sensibile....
Come capirete altrettanto bene che, più largo è il pneumatico, maggiore sarà l'area dell'impronta a terra dove la risultante può spaziare e maggiori i bracci (a terra) e quindi, la coppia sul volante.
P.S. in entrambi i casi che abbiamo visti, il trasferimento di carico conseguente all'accelerazione che l'auto subisce in fase di partenza da fermo non fa che peggiorare le cose perché fa muovere le sospensioni anteriori in modo da accentuare tutto ciò che è stato esposto sopra.
Tramling
Si verifica quando il battistrada di un pneumatico ha la tendenza a seguire una variazione del profilo stradale (righe/gobbe dovute a riasfaltatura, binari del tram, giunzioni, avvallamenti nell'asfalto) e questo causa un momento trasversale che si trasmette dal pneumatico all'asse di sterzatura diventando percettibile dal guidatore sotto forma di "autosterzatura" del veicolo... Ossia si ha la percezione che la macchina stia seguendo dei binari invece della direzione imposta al volante.
Questo perché passando con una ruota su una sconnessione varia il punto di contatto a terra del pneumatico e la relativa coppia risultante, che sarà perciò differente tra le due ruote generando l’autosterzatura già analizzata in precedenza. Ovviamente per quanto detto anche qui il fenomeno è maggiormente presente all’aumentare dell’impronta a terra del pneumatico.
Ripercussioni sullo sterzo.
Parliamo adesso di un ulteriore fenomeno, di cui la GTA (ma non solo lei, anche molte, moltissime TP), se non "a posto", può soffrire: le ripercussioni sterzo (in curva, in appoggio, su fondi non uniformi), cioè della tendenza dello sterzo a ricevere le sconnessioni dell'asfalto trasmettendole al volante.
Anche qui entra in gioco il punto di contatto del pneumatico con l’asfalto, che non è sempre il medesimo e in asse con la ruota, quindi ci sarà la tendenza a generare coppie che si trasmettono al volante, avvertibili come sterzature impreviste. Il fenomeno si avverte sia su TA che su alcune TP come scritto (ma non tutte, BMW ad esempio ne soffre meno, perché avendo un asse di sterzo semivirtuale può permettersi di avere bracci a terra - e a centro ruota - minimi e quindi momenti che si ripercuotono sullo sterzo altrettanto esigui), e anche se le sospensioni sono geometricamente a posto (se sono fuori tolleranza il fenomeno è ancora più accentuato).
In particolare, percorrendo una curva avremo una delle due ruote responsabile del fenomeno incontrando delle sconnessioni, quale?
Naturalmente la ruota interna, che si troverà più scarica avendo un trasferimento di carico sulla ruota esterna, che va in compressione e perciò viene tenuta “in posizione” sia dal trasferimento di carico che dalle forze di aderenza.
Quindi avremo la ruota interna sottoposta alla sua componente di forza verticale (cioè alla sua parte di peso in condizioni statiche) MENO il trasferimento di carico (cioè alla massa per l'accelerazione trasversale, ossia il quadrato della velocità tangente alla curva divisa per il raggio della curva stessa) PIU' le forze trasversali di aderenza (per quanto di sua competenza) e, eventualmente, le forze longitudinali di trazione (o frenata), pari alla coppia motrice (o frenante) divisa per il raggio di rotolamento della ruota (ammesso che tutto vada in aderenza). (*)
Essendo meno carica della ruota esterna. questo incide parecchio per cui i bracci a terra e a centro ruota incominciano ad avere la loro influenza e le forze scambiate tra pneumatico e strada moltiplicate per i bracci a terra suddetti cominciano a farsi sentire. Anche perché i tiranti dello sterzo, da quel lato, sono meno impegnati a tenere la ruota e sono "liberi" di subire le azioni che provengono dalla ruota e le trasmettono allo sterzo!
Ecco svelato il mistero: a generare le ripercussioni sterzo NON è la ruota in appoggio, ma quella interna, scarica.
Quindi, se voglio ridurre le ripercussioni dovrò ridurre i bracci a terra e a centro ruota; oppure irrigidire la sospensione (intesa come bracci e punti di attacco alla scocca, non come molle e ammortizzatori) per evitare che la ruota abbia a scuotere troppo.
In conclusione: vetture con bracci a terra e a centro ruota elevati (forti angoli di kingpin e chasse, per esempio) e pneumatici larghi sono più soggette a questo fenomeno di auto con ruote strette e piccoli bracci (a terra e a centro ruota). Poi, sospensioni più "cedevoli" e meno rigide, grandi trasferimenti di carico, grande elasticità del cinematismo dello sterzo sono tutti fattori determinanti...
Risultato: le forze che si ripercuotono sul cinematismo dello sterzo rischiano di strapparti di mano il volante.
(*) La formula esatta del trasferimento di carico è anche funzione dell'altezza del baricentro e della carreggiata. precisamente, il trasferimento di carico è proporzionale all'altezza del baricentro e inversamente proporzionale alla carreggiata (cioè va moltiplicato per h/c).
Scarrocciamento
Siamo in curva, asfalto perturbato. buche e rattoppi fanno muovere la sospensione. se ci fosse una buca (o un rattoppo) solamente, la ruota (la sospensione) ci passerebbe sopra, bene o male dipende dalle tarature più o meno rigide, e amen. invece, qui ne abbiamo tante, in successione. a dx e a sx.
qui entrano in gioco fattori dinamici. bisogna che andiamo a recuperare i concetti di frequenza propria e risonanza di corpo (o di un sistema). per farla semplice, diciamo che la ruota + la sospensione + il cerchio hanno una loro rigidezza ed un loro proprio modo di vibrare. se io vado ad "eccitare" questo modo, genero delle oscillazioni che si autoesaltano.
facciamola più semplice, per capire: magari non l'avete mai fatto, ma avete provato a guidare un'auto SENZA ammortizzatori? No? Beh, vi garantisco che non riuscirete a fare nulla: le ruote NON rimarranno aderenti al terreno. Frenare, impossibile. Curvare, anche. Ecco: diciamo che, se le condizioni sono giuste (irregolarità grosse affrontate in successione in una certa maniera, ottengo qualcosa che ricorda molto questo comportamento. la ruota tende a staccarsi e rimbalzare, si perde il contatto. inoltre, come ben sapete a questo punto (o dovreste ormai sapere), durante l'escursione (sia in estensione sia in tamponamento) la ruota modifica i suoi angoli (per esempio la convergenza: se in condizioni statiche ho una convergenza, per esempio, di 2 mm in chiusura, quando la sospensione si comprime, per rollio, di 20 mm dovrebbe arrivare a 2,5 mm.). ma se la variazione non è quella prevista (diciamo che va a +3; oppure che invece di chiudere, apre; ad esempio va a 1mm), la ruota può posizionarsi in modo anomalo e generare forze trasversali squilibranti...
insomma, ho due problemi.
Risultato percepito: sento il posteriore che "passeggia" (diciamo così), spinge in modo irregolare (magari prima tende ad accentuare l'imbardata, poi recupera assetto; poi di nuovo cede assetto, etc) e si può arrivare persino alla impossibilità che riesca a contrastare la spinta trasversale e "ceda" fino quasi al sovrasterzo. Questo comportamento è definito come scarrocciamento: sulle sconnessioni stradali, come su un tratto di strada con asfalto come sulla Cisa, soprattutto nelle curve, si verifica una perdita di stabilità del posteriore. In pratica, si avverte la sensazione che la cassa o le ruote perdano aderenza col terreno, con rapidi, ma non amplissimi, "scarti" del posteriore.
Come risolvere il problema descritto? (o meglio, ridurlo se la vettura è ormai sviluppata)
In 2 modi:
1- la cosa più importante: GLI ANGOLI!
E’ la cosa più semplice, l'operazione più facile e meno costosa. eppure, no. non la tenete in considerazione. mai. eppure, gran parte dei problemi che avete sulle vostre auto potete risolverli semplicemente controllando e registrando bene i valori principali delle ruote (convergenza, campanatura - che sia simmetrica! - recuperi di convergenza, etc). il discorso è molto semplice: se la ruota, durante il movimento, si colloca in modo sbagliato rispetto alla vettura, la macchina sarà sottoposta a forze (longitudinali, ma soprattutto trasversali) anomale! FATE SEMPRE BENE GLI ANGOLI!!!
2- effettivamente, si può mitigare la tendenza a scarrocciare semplicemente aumentando lo smorzamento in compressione degli ammortizzatori. ammortizzatori più frenati in compressione comportano uno spostamento verso l'alto della frequenza propria della sospensione completa che porta benefici effetti al fine di ridurre lo scarrocciamento. se volete vederla in maniera più semplice, evito che la ruota oscilli troppo
Considerazioni finali.
1) Tutto quanto abbiamo detto fin qui, non fa che dimostrare che una sospensione non è fatta solo di molle, ammortizzatori e barre. e basta. ciò che conta maggiormente è il "disegno" della sospensione stessa, non la sua elasticità o il suo smorzamento (o meglio, non SOLO, se consideriamo col termine "elasticità" anche il cedimento -elastico, appunto- delle boccole (cioè dei punti di contatto con la scocca) e, al limite, della scocca stessa.
2) Tenete presente che queste spiegazioni (questi fenomeni fisici) restano valide per ogni tipo di sospensione; o, per meglio dire, se su una McPherson, caratterizzata dall'avere certi angoli e certi valori di bracci a terra (e a centro ruota), ho un certo comportamento, lo stesso comportamento (della sospensione) rimane anche se la uso al retrotreno su una TP. Chiaramente, non potrò parlare di torque steer in senso preciso, ma se sottoporrò la sospensione ad una certa coppia motrice, otterrò un comportamento analogo (a livello di sospensione). in questo caso, parlerò -che so- "di variazioni di assetto delle ruote motrici" in fase di accelerazione, per esempio; o di "variazioni di convergenza, o camber" o qualsiasi altra variazione nelle geometria della ruota...e lo stesso vale per una sospensione a quadrilatero, etc. Insomma, voglio dire che, al di là dei nomi che posso usare per descrivere il fenomeno, la fisica vale sempre, sia per le sospensioni anteriori di una TA, sia per le sospensioni posteriori di una TP.
3) Pensate che anche le auto di oggi a TP potrebbero soffrire di quello che abbiamo detto. Chiaramente, non si può dire torque steer, perché è sbagliato, ma il fenomeno è quello. pensate, per esempio, a qualche BMW TP con le ruote motrici particolarmente larghe e tanta coppia disponibile: pensate veramente che una macchina del genere non possa soffrire, neanche un po', di serpeggiamento in caso di partenza bruciante? Io credo di no, anche se per accorgersene, bisogna saper "leggere" la macchina. Ma questa, non è una dote di tutti....
:grazie) Alfistavero