La sospensione dell'autoveicolo - approfondimenti
- Autore discussione yugs
- Data d'inizio
E’ la sospensione anteriore della 147, vista dall’alto. Il pallino bianco è l’impronta del punto di contatto (a terra) dell’asse di sterzo col terreno. F è la forza longitudinale che, come detto, è applicata al punto di contatto tra ruota e terreno (lungo l’asse della ruota).
Quello indicato con a è il braccio della forza rispetto al punto a terra (è il braccio a terra trasversale, quello che nel disegno della settimana scorsa come BT. Allora, alla ruota viene applicato un momento M= F a.
Ora, se le forze applicate sulla ruota destra e sulla sinistra agissero contemporaneamente (e fossero uguali), il conducente non avvertirebbe nessuno sforzo al volante (ma in questo caso, sarebbe baciato dal culo!!). In realtà, generalmente, avviene che le forze sono diverse: sia perché, magari, la forza F compare solo su una delle due ruote (per esempio, quando affronto un ostacolo); sia perché la forza F dipende da un sacco di fattori, come il peso, l’aderenza locale, l’equilibrio dei freni, etc..quindi, quasi sempre, la realtà ci dice che sulla ruota destra e su quella sinistra agiscono forze di intensità differente. In questo caso, quello reale, avviene che il momento M si ripercuote sulla tiranteria dello sterzo, distante b dal centro di rotazione (che è il nostro punto di contatto col terreno che determina il braccio a terra) della ruota, generando una forza S = M / b cioè F a/b.
Questa forza S tenderà a far ruotare il volante in una determinata direzione. Nel nostro caso, verso sinistra; se invece il braccio a terra fosse negativo, cioè il punto cadesse all’esterno dell’asse ruota, la forza S avrebbe segno contrario e il volante tenderebbe a ruotare a destra. Insomma, col braccio a terra positivo la ruota tende ad aprire in frenata; col braccio a terra negativo la ruota tende a chiudere in frenata e quindi si tende a mantenere la traiettoria, diciamo così…questo è uno dei motivi, per esempio, per cui le macchine dotate di ABS hanno generalmente braccia a terra negativi….
Torniamo alla forza S. Il conducente sarà allora costretto a controbilanciare questa sterzata (che, ricordiamolo, è IMPROVVISA!) con un momento applicato al volante e, nel caso di forze dovute al contatto con ostacoli improvvisi o grandi valori di braccio a terra è estremamente difficle da controllare, perché appunto improvvisa ed elevata.
Un modo per ovviare a qtale inconveniente è quello di ridurre la forza S: quindi, si può agire aumentando b (difficile da fare perché ciò significa agire sul cinematismo dello sterzo e questo comporta tutta una serie di altre conseguenze pesanti); oppure, visto che non si può ridurre F, allora si riduce il braccio a terra (a). Ma col McPh è difficile, perché per motivi di spazio (dve metto la molla che è grossa?) il McPh ha sempre una certa inclinazione del montante (king pin). Per ridurlo davvero, devo cambiare sospensione: passo allora al quadrilatero alto: in pratica, sposto il braccio superiore, come ho già detto la settimana scorsa, da dentro la ruota a SOPRA la ruota e sfrutto gli stessi attacchi alla scocca del McPh….
Quello indicato con a è il braccio della forza rispetto al punto a terra (è il braccio a terra trasversale, quello che nel disegno della settimana scorsa come BT. Allora, alla ruota viene applicato un momento M= F a.
Ora, se le forze applicate sulla ruota destra e sulla sinistra agissero contemporaneamente (e fossero uguali), il conducente non avvertirebbe nessuno sforzo al volante (ma in questo caso, sarebbe baciato dal culo!!). In realtà, generalmente, avviene che le forze sono diverse: sia perché, magari, la forza F compare solo su una delle due ruote (per esempio, quando affronto un ostacolo); sia perché la forza F dipende da un sacco di fattori, come il peso, l’aderenza locale, l’equilibrio dei freni, etc..quindi, quasi sempre, la realtà ci dice che sulla ruota destra e su quella sinistra agiscono forze di intensità differente. In questo caso, quello reale, avviene che il momento M si ripercuote sulla tiranteria dello sterzo, distante b dal centro di rotazione (che è il nostro punto di contatto col terreno che determina il braccio a terra) della ruota, generando una forza S = M / b cioè F a/b.
Questa forza S tenderà a far ruotare il volante in una determinata direzione. Nel nostro caso, verso sinistra; se invece il braccio a terra fosse negativo, cioè il punto cadesse all’esterno dell’asse ruota, la forza S avrebbe segno contrario e il volante tenderebbe a ruotare a destra. Insomma, col braccio a terra positivo la ruota tende ad aprire in frenata; col braccio a terra negativo la ruota tende a chiudere in frenata e quindi si tende a mantenere la traiettoria, diciamo così…questo è uno dei motivi, per esempio, per cui le macchine dotate di ABS hanno generalmente braccia a terra negativi….
Torniamo alla forza S. Il conducente sarà allora costretto a controbilanciare questa sterzata (che, ricordiamolo, è IMPROVVISA!) con un momento applicato al volante e, nel caso di forze dovute al contatto con ostacoli improvvisi o grandi valori di braccio a terra è estremamente difficle da controllare, perché appunto improvvisa ed elevata.
Un modo per ovviare a qtale inconveniente è quello di ridurre la forza S: quindi, si può agire aumentando b (difficile da fare perché ciò significa agire sul cinematismo dello sterzo e questo comporta tutta una serie di altre conseguenze pesanti); oppure, visto che non si può ridurre F, allora si riduce il braccio a terra (a). Ma col McPh è difficile, perché per motivi di spazio (dve metto la molla che è grossa?) il McPh ha sempre una certa inclinazione del montante (king pin). Per ridurlo davvero, devo cambiare sospensione: passo allora al quadrilatero alto: in pratica, sposto il braccio superiore, come ho già detto la settimana scorsa, da dentro la ruota a SOPRA la ruota e sfrutto gli stessi attacchi alla scocca del McPh….
Prima, ho detto: consideriamo solo le forze resistenti, dovute a frenatura, etc.
Bene, tenete ben presente questo: LE FORZE FRENANTI (frenatura, resistenza per attrito, perturbanti, etc) VENGONO APPLICATE NEL PUNTO A TERRA (punto di contatto tra ruota e terreno). INVECE, LE FORZE MOTRICI VENGONO APPLICATE AL CENTRO DELLA RUOTA. Allora, se vogliamo applicare la stessa teoria in caso di forze di trazione, dovremo applicare la nostra forza F al centro della ruota (e nel disegno della sospensione vista dall’alto non cambia nulla a lovello di F) e usare, anziché il braccio a terra (la distanza a del disegno qui sopra), il BRACCIO A CENTRO RUOTA
Guardate la foto di settimana scorsa (pagina 8), quando abbiamo discusso sul significato del punto indicato come BTcr…ben, ADESSO VE LO POSSO SVELARE: è il BRACCIO A CENTRO RUOTA. Anche il braccio a centro ruota deve essere ridotto; SOPRATTUTTO il braccio a centro ruota deve essere minimizzato, perché le coppie (le forze) motrici sono elevate e quindi è più evidente il problema. Bene : questo è il torque steer, di cui abbiamo parlato nel 3d della 147 GTA.
Bene, tenete ben presente questo: LE FORZE FRENANTI (frenatura, resistenza per attrito, perturbanti, etc) VENGONO APPLICATE NEL PUNTO A TERRA (punto di contatto tra ruota e terreno). INVECE, LE FORZE MOTRICI VENGONO APPLICATE AL CENTRO DELLA RUOTA. Allora, se vogliamo applicare la stessa teoria in caso di forze di trazione, dovremo applicare la nostra forza F al centro della ruota (e nel disegno della sospensione vista dall’alto non cambia nulla a lovello di F) e usare, anziché il braccio a terra (la distanza a del disegno qui sopra), il BRACCIO A CENTRO RUOTA
Guardate la foto di settimana scorsa (pagina 8), quando abbiamo discusso sul significato del punto indicato come BTcr…ben, ADESSO VE LO POSSO SVELARE: è il BRACCIO A CENTRO RUOTA. Anche il braccio a centro ruota deve essere ridotto; SOPRATTUTTO il braccio a centro ruota deve essere minimizzato, perché le coppie (le forze) motrici sono elevate e quindi è più evidente il problema. Bene : questo è il torque steer, di cui abbiamo parlato nel 3d della 147 GTA.
Andiamo avanti: dicevamo che ci sono dei modi per ridurre questo braccio a terra. Abbiamo visto, per esempio, che possiamo cambiare sospensione (quadrilatero alto invece di McPh); ma si può anche AUMENTARE IL KING PIN (cioè inclinare di più il montante), oppure inclinare di più la ruota dando campanatura (camber) positiva.
Vediamo. Partiamo da quest’ultima proposta: vi ricordate la Fiat Regata, o la Ritmo? Non avevano forse le ruote davanti con camber positivo? Yes, lo avevano fatto per questo motivo. Peccato però che per ovviare ad un problema se ne era generato un altro: l’usura dei pneumatici, che si consumavano tanto nel bordo che era in contatto col terreno. Chi aha avuto la Regata, mi sa dire quanti treni di gomme anteriori ha cambiato?
In realtà la regata aveva anche il king pin elevato….sennò avrebbe consumato le ruote ancora di più.
Vediamo. Partiamo da quest’ultima proposta: vi ricordate la Fiat Regata, o la Ritmo? Non avevano forse le ruote davanti con camber positivo? Yes, lo avevano fatto per questo motivo. Peccato però che per ovviare ad un problema se ne era generato un altro: l’usura dei pneumatici, che si consumavano tanto nel bordo che era in contatto col terreno. Chi aha avuto la Regata, mi sa dire quanti treni di gomme anteriori ha cambiato?
In realtà la regata aveva anche il king pin elevato….sennò avrebbe consumato le ruote ancora di più.
Vediamo allora cosa significa aumentare il kingpin.
L’inclinazione del montante genera quel problema di cui si parlava nel 3d della 147 GTA: se ho un kingpin elevato, ho pure in questo caso del torque steer.
L’inclinazione del montante genera quel problema di cui si parlava nel 3d della 147 GTA: se ho un kingpin elevato, ho pure in questo caso del torque steer.
L’asse di sterzo tende ad autosterzare se forma un angolo α diverso da 0 con il semialbero (il semiasse) che porta il moto.
Il momento di sterzatura vale Ms = M (BTcr/R + sinφ) dove BTcr è il braccio a centro ruota (dovreste saperlo benissimo, adesso) e R è il raggio di rotolamento della ruota.
Ora, tralasciando il termine BTcr/R, si può scrivere che Ms = M sinφ.
Tanto più è inclinato il montante, tanto maggiore sarà il momento autosterzante (vedi 164 3.0)…Quindi, bisogna raddrizzare ‘sto montante. Ma col McPh è impossibile averlo perfettamente dritto (come con il quadrilatero)….
Il momento di sterzatura vale Ms = M (BTcr/R + sinφ) dove BTcr è il braccio a centro ruota (dovreste saperlo benissimo, adesso) e R è il raggio di rotolamento della ruota.
Ora, tralasciando il termine BTcr/R, si può scrivere che Ms = M sinφ.
Tanto più è inclinato il montante, tanto maggiore sarà il momento autosterzante (vedi 164 3.0)…Quindi, bisogna raddrizzare ‘sto montante. Ma col McPh è impossibile averlo perfettamente dritto (come con il quadrilatero)….
In realtà, c’è un ulteriore modo di ridurre i bracci a terra (e a centro ruota) col McPh: fare in modo che l’asse di sterzo stia il più vicino possibile all’asse di mezzeria della ruota facendo in modo che il vertice che collega i due bracci che compongono il triangolo inferiore, per esempio, cada “al di là” della ruota. Per fare ciò, bisogna che il triangolo della sospensione NON sia un triangolo fisico, cioè non sia un pezzo unico reale; ma sia composto da due bracci che, opportunamente inclinati, vadano ad incontrarsi in un punto ben determinato che NON è fisico ma VIRTUALE (cioè, lo determini sul foglio da disegno, ma non nella realtà). Un classico esempio è la sospensione ad asse di sterzo semivirtuale (semi perchè il punto sul duomo è reale che più reale non si può) della BMW (es serie 5): beccatevi ‘sta sospensione, curatissima…
Allegati
bigno72":3a1vpks5 ha detto:
direi.
infatti, se ne tiene conto in fase di progetto. attualmente, esistono strumenti di calcolo dell'elastocinematica della sospensione molto evoluti (e potenti)...
tra un po' ci arriveremo ai risultati
tanto per sapere chi è che segue 'sto 3d?
interessa?
devo continuare o smettere?
no, perchè se siamo in due -uno che scrive e uno che legge- lassamo stà...
interessa?
devo continuare o smettere?
no, perchè se siamo in due -uno che scrive e uno che legge- lassamo stà...
p.s.
come mai, nel gioco che abbiamo fatto nel week end, che chiedeva di indovinare quali componenti di auto alfa venissero indicati coi nomignoli particolari, non ha preso parte il sedicente storico sotuttoio facciotuttoio spiegotuttoio sofarelecurveabaloccosenzachenessunomelespieghi?
come mai, nel gioco che abbiamo fatto nel week end, che chiedeva di indovinare quali componenti di auto alfa venissero indicati coi nomignoli particolari, non ha preso parte il sedicente storico sotuttoio facciotuttoio spiegotuttoio sofarelecurveabaloccosenzachenessunomelespieghi?
Skyrider
Nuovo Alfista
- 16 Settembre 2007
- 2,646
- 0
- 36
- Auto
- FORD PERFORMANCE FIESTA ST / HARLEY-DAVIDSON FLSTNC SOFTAIL DELUXE CUSTOM
thranduil":18jo2c2w ha detto:
Siamo nella stessa condizione...
purtroppo abbiamo questo brutto vizio :asd) :asd) :asd)Siamo comunque presenti