La sospensione dell'autoveicolo - approfondimenti

[alfistavero]

'giorno

Allora,
L’ultima cosa che mi viene in mente di dirvi sulle barre, consiste nel fatto che occorre stare attenti ad accoppiarle con le molle. Ossia, occorre prestare attenzione all’accoppiamento tra la rigidezza della barra e la rigidezza della molla: occorre rimanere entro ordini di grandezz confrontabili. Tanto per fare un esempio: supponete di avere una vettura con molle non particolarmente rigide e di aggiungerci una barra rigidissima. Quando la macchina rolla, la sospensione esterna si schiaccerà e, con essa, il braccetto della barra collegato alla sospensione. La barra trasferirà l’azione al braccetto dall’altro lato, collegato alla sospensione interna, che tenderà ad alzarsi. Ora, la barra è rigidissima e la molla della sospensione lo è molto di meno. Quindi, la forza che la sospensione riesce ad imprimere alla barra è molto minore della forza che la barra trasmette alla sospensione…il risultato è che la sospensione non avrà la forza sufficiente per contrastare l’azione della barra: in pratica, la sospensione interna tenderà, al limite, a sollevarsi dal terreno…

 

[alfistavero]

oh, ma....ci siete?

vabbè, allora,
per vedere quello che avete fin qui capito, vediamo se siete in grado di rispondere a qualche domanda.

Le domande sono occasione di discussione, non test di valutazione della vostra preparazione e/o disponibilità ad apprendere (in pratica, se non v’interessa farlo, a me non frega nulla)

E’ solo un modo perché possiate verificare se avete capito o no.


1-
Quali delle seguenti grandezze influisce sull'entità complessiva del trasferimento di carico verticale tra i due lati in condizioni stazionarie?

A) Altezza del baricentro
B) Rigidezza delle barre antirollio
C) Rigidezza complessiva di molle/tampone e barre antirollio

2-
Qual'è l'influenza del carico verticale sulla rigidezza di deriva del pneumatico?
A) All'aumentare del carico verticale la rigidezza di deriva cresce sempre linearmente
B) All'aumentare del carico verticale la rigidezza di deriva cresce in modo non lineare tendendo alla saturazione
C) All'aumentare del carico verticale la rigidezza di deriva si riduce

3-
Quale dei seguenti layout di sospensione è più favorevole dal punto di vista del recupero di camber in scuotimento ?
A) Braccio longitudinale
B) MC-Pherson
C) Quadrilatero trasversale

4-
Su un veicolo a trazione anteriore,come bisogna agire sull'angolo d'incidenza montante per contenere lo sforzo volante in assenza di servoguida ?
A) Bisogna ridurlo
B) Bisogna aumentarlo
C) Bisogna mantenerlo invariato

 

[Diabolik]

1 - A
2 - B
3 - C
4 - non me lo ricordo più

 

[bigno72]

oh, ma....ci siete?

Si si, in mezzo a mile casini, ma si.

Le domande sono occasione di discussione,

E di mazzuolare il Bigno :lol:

1-
Quali delle seguenti grandezze influisce sull'entità complessiva del trasferimento di carico verticale tra i due lati in condizioni stazionarie?

A) Altezza del baricentro
B) Rigidezza delle barre antirollio
C) Rigidezza complessiva di molle/tampone e barre antirollio

La A.
Occhio che di tamponi non ce ne ha ancora parlato (e li la mia ingoranza/curiosita' e' alle stelle, perche' pensavo di potermene disinteressare ma a quanto pare non e' cosi').

2-
Qual'è l'influenza del carico verticale sulla rigidezza di deriva del pneumatico?
A) All'aumentare del carico verticale la rigidezza di deriva cresce sempre linearmente
B) All'aumentare del carico verticale la rigidezza di deriva cresce in modo non lineare tendendo alla saturazione
C) All'aumentare del carico verticale la rigidezza di deriva si riduce

La B.

3-
Quale dei seguenti layout di sospensione è più favorevole dal punto di vista del recupero di camber in scuotimento ?
A) Braccio longitudinale
B) MC-Pherson
C) Quadrilatero trasversale

La C.
La A mi pare un mezzo trabocchetto...

4-
Su un veicolo a trazione anteriore,come bisogna agire sull'angolo d'incidenza montante per contenere lo sforzo volante in assenza di servoguida ?
A) Bisogna ridurlo
B) Bisogna aumentarlo
C) Bisogna mantenerlo invariato

La A.


E ora aspetto... :asd)

 

[alfistavero]

vabbè, domani attacchiamo coi tamponi

e poi, ci dedichiamo agli ammo. e qui, se non sapete cosa siano un moto armonico, una oscillazione (libera e smorzata), la frequenza, la frequenza propria, il periodo di oscillazione, le equazioni differenziali (quelle del second'ordine, soprattutto) e come si risolvono (quindi i concetti di equazione omogenea associata, etc)....saranno cazziamari....

 

[bigno72]

le equazioni differenziali (quelle del second'ordine, soprattutto) e come si risolvono (quindi i concetti di equazione omogenea associata, etc)....

Frequenze, oscillazioni, risonanze OK, anche perche' direi che sono in tutto assimilabili agli stessi concetti in campo elettronico; ma sulle equazioni differenziali no, qui non ci sono proprio. Cerchero' di seguire al meglio i discorsi senza la pretesa di comprendere i calcoli

 

[alfistavero]

le equazioni differenziali (quelle del second'ordine, soprattutto) e come si risolvono (quindi i concetti di equazione omogenea associata, etc)....

Frequenze, oscillazioni, risonanze OK, anche perche' direi che sono in tutto assimilabili agli stessi concetti in campo elettronico; ma sulle equazioni differenziali no, qui non ci sono proprio. Cerchero' di seguire al meglio i discorsi senza la pretesa di comprendere i calcoli

scusa eh, ma come fai a sapere di frequenze oscillazioni e risonanze, seppure in campo elettronico, e non di equazioni diff quando, proprio ANCHE in campo elettronico, ne devi fare uso?
mah, i misteri della sfinge (che prima xxxx e poi spinge...)

 

[alfistavero]

sono pur sempre sistemi di controllo del second'ordine....

 

[alfistavero]

Vabbè.
Come abbiamo visto, il confort e il controllo dei moti di cassa (noi abbiamo visto il rollio, ma c’è anche il movimento attorno all’asse trasversale, detto appunto di beccheggio) dipendono dalla rigidezza degli elementi elastici, quindi principalmente molle (delle sospensioni) e barre antirollio. Del beccheggio, magari, parleremo più avanti. Ma tenete presente che, ai fini teorici, non cambia nulla rispetto a quanto abbiamo visto fin qui riferito al rollio. Comunque, ripeto: magari ne parleremo più avanti.
Ora, nelle normali condizioni operative, molle e barre antirollio sono gli elementi attraverso i quali si possono controllare i movimenti della scocca. Quando, cioè, le sospensioni si muovono con scuotimenti (deformazioni) normali. Quando invece le sospensioni sono costrette (da molteplici fattori, per esempio un dosso particolarmente alto o una sconnessione particolarmente brusca ed evidente, o una buca profonda, o qualcosa di simile) a muoversi avvicinandosi ai limiti delle loro possibilità di escursione (in alto, in compressione; o in estensione, a rimbalzo), entrano in gioco i tamponi di fine corsa, detti anche bump stops. Questi tamponi, che sono fatti in molteplici modi (guardate i disegni che vi allego qui), intervengono per limitare l’escursione della sospensione e, spesso (anzi, direi spessissimo), intervengono in modo abbastanza brusco.

 

[bigno72]

scusa eh, ma come fai a sapere di frequenze oscillazioni e risonanze, seppure in campo elettronico, e non di equazioni diff quando, proprio ANCHE in campo elettronico, ne devi fare uso?

Boh, a scuola me le hanno insegnate in maniera approfondita (nonostante studiassi informatica) senza mai accennare alle equazioni differenziali. All'ultimo anno (sono perito eh, non laureato) siamo arrivati ad utilizzare gli integrali e la trasformata di Laplace; ma poi finita la scuola e venendo al sodo non ne ho mai piu' sentito parlare.
Colleghi un po' piu' esperti di me e laureati hanno studiato per benino queste cose ma non ne fanno mai uso e se le sono scordate.

Probabilmente il modo di applicare le cose e' diverso rispetto alla meccanica, ma per dimensionare un circuito risonante non c'e' bisogno di conoscere tutte le formuline che descrivono cio' che succede all'interno dei componenti. Un esempio che faccio sempre e' che il neolaureato conosce a menadito le formule che descrivono il funzionamento dei semiconduttori ma se gli chiedi di accendere un LED con un transistor (sono entrambi semiconduttori) continuera' a bruciare entrambi finche' non gli entreranno in testa le cose veramente essenziali.

mah, i misteri della sfinge (che prima xxxx e poi spinge...)

:crepap)

 

[thranduil]

uesti tamponi, che sono fatti in molteplici modi (guardate i disegni che vi allego qui), intervengono per limitare l’escursione della sospensione e, spesso (anzi, direi spessissimo), intervengono in modo abbastanza brusco.

praticamente a valori di deformazione molto alti (in compressione) si aggiunge una ulteriore molla molto più rigida.
tra l'altro il secondo tampone, quello del macpherson, pare un pò più progressivo degli altri vista la forma con un una parte "cava".

considerazione personale: più leggo, più concordo con diabolik: che casino accordare (to tune) tutto :?:

 

[bigno72]

Questi tamponi, che sono fatti in molteplici modi (guardate i disegni che vi allego qui), intervengono per limitare l’escursione della sospensione e, spesso (anzi, direi spessissimo), intervengono in modo abbastanza brusco.

Domanda molto generica:

Quanto ci "toccano" i tamponi nella guida piu' o meno ""sportiva"" da autisti della domenica?

Ovvero: immagino che durante un rally i tamponi lavorino molto. In una gara di F1 probabilmente no.
Nella guida di tutti i giorni immagino che se arrivo a far lavorare il tampone ho gia' preso una botta tale che l'intervento brusco del tampone non dovrebbe crearmi piu' problemi di guida di quelli che ho gia'.

Queste le idee che avevo in mente. Vediamo un po' cosa devo cercare di togliermi dalla testa...

 

[alfistavero]

praticamente a valori di deformazione molto alti (in compressione) .....

anche in estensione....

 

[alfistavero]

Domanda molto generica:

Quanto ci "toccano" i tamponi nella guida piu' o meno ""sportiva"" da autisti della domenica?

Ovvero: immagino che durante un rally i tamponi lavorino molto. In una gara di F1 probabilmente no.
Nella guida di tutti i giorni immagino che se arrivo a far lavorare il tampone ho gia' preso una botta tale che l'intervento brusco del tampone non dovrebbe crearmi piu' problemi di guida di quelli che ho gia'.

Queste le idee che avevo in mente. Vediamo un po' cosa devo cercare di togliermi dalla testa...

risposta: dipende dalla "luce" tampone, cioè dalla distanza tra il tampone e la sospensione. ossia, da quanto potrebbe essere l'escursione della sospensione.
e questo è uno dei parametri per valutare se il lavoro fatto è buono o no.
preme sottolineare che sul tampone ci puoi andare anche quando vai forte su strada e non solo quando prendi una botta. nel momento in cui ti appoggi al tampone, il tampone comincia a lavorare.
vi spiego qui sotto

 

[alfistavero]

Mi ricollego a quello che ho scritto nella spiegazione precedente.
Per quanto morbido possa essere, l’intervento del tampone è comunque molto avvertibile da chi guida (a meno che non sia un asino che raglia) perché introduce una discontinuità evidentissima nel movimento della sospensione, sia che io abbia preso una buca o un dosso (e quindi abbia sentito un forte colpo sulla sospensione che, senza il mio tampone di fine corsa, mi sarebbe altrimenti “entrata nell’abitacolo”), sia che stia percorrendo una curva al limite e la sospensione sia molto compressa al punto di arrivare ad “appoggiarsi” al tampone di fine corsa (sapeste quante macchine lo fanno! Più, ben di più, di quelle che potete immaginare!). il motivo di questa discontinuità è evidente: lasciamo stare il caso della “botta” che prendo sul dosso (che, spero, sia avvertibile da tutti. Spero.) e concentriamoci sulla curva: nel movimento a rollio, cosa accade? Accade che la scocca s’inclina e le molle si oppongono a questo movimento. in modo progressivo. Oltre un certo limite, però, in qualche modo DEVO fermare la scocca perché altrimenti c’è il rischio che la sospensione o la ruota vada a toccare la scocca stessa. Ora, devo fare questa operazione di arresto del movimento della scocca in un limitatissimo spazio (ho poco spazio per arrestare la scocca che ruota: se ne avessi di più, non mi servirebbe arrestarne il movimento in modo rapido) quindi, le forze in gioco (che mi rallentano la rotazione) devono per forza di cose essere grandi. Quindi, devo utilizzare forze grandi. Guardate il grafico qui sotto: fino ad un certo punto di deformazione (cioè di movimento verticale della sospensione), diciamo intorno ai 62 mm, lavora la molla; superata questa soglia, inizia a lavorare ANCHE il tampone. Dico “anche” perché se lavorasse SOLO il tampone la mia curva corrispondente all’intervento del tampone sarebbe traslato di 100 Kg, ossia partirebbe dal valore 0 (zero). Come potete vedere, l’intervento del tampone equivale, in tutto e per tutto, all’azione di una molla con rigidezza K (pendenza della curva) molto maggiore al valore di rigidezza della molla utilizzata dalla sospensione quando lavora lontano dalle condizioni limite (lasciate stare che la caratteristica non sia perfettamente rettilinea, ciò dipende dalla forma/caratteristica elastica del tampone, ma per quello che ci interessa, basta che la assumiate rettilinea. Se v’interessa, a seconda del numero degli “anelli” che ha il tampone, la sua caretteristica varia: guardate il secondo grafico e capirete. Ogni anello viene indicato in inglese col termine “convolute”). Ora, questa brusca variazione di rigidezza si avverte nella guida. Ma cosa succede se modifico la rigidezza dell’asse? Cambio la ripartizione di rigidezza della macchina e quindi porto l’asse interessato all’intervento del tampone alla saturazione. Se è l’asse anteriore, l’auto tenderà dunque al sottosterzo. Viceversa, il comportamento tenderà al sovrasterzo se l’asse che va sul tampone è il posteriore.
Insomma, il tampone di fine corsa sposta verso la rigidezza, cioè irrigidisce, l’asse perché cerca di limitarne il movimento verticale per prevenire impatti della sospensione alla scocca.

 

[thranduil]

per adesso ci sono :OK)

noto dal grafico di sopra che c'è una notevole isteresi nel comportamento del tampone: quando di decomprime (rebound) restituisce molta meno forza di quanta non ne abbia assorbita in compressione (bump).

la cosa è voluta?

 

[alfistavero]

scusate: ho invertito i grafici
adesso, vedo di mettere le cose a posto

p.s. come avete fatto a capire se i grafici sono invertiti?

 

[bigno72]

p.s. come avete fatto a capire se i grafici sono invertiti?

Beh, hai parlato di 3 tipi di tanpone nell'ultimo grafico... ho dato per scontato che fossero invertiti e non me ne sono preoccupato piu' di tanto.

 

[bigno72]

noto dal grafico di sopra che c'è una notevole isteresi nel comportamento del tampone:
la cosa è voluta?

Credo che la cosa sia inevitabile, essendo il tampone di gomma.
Giusto?

 

[alfistavero]

metto qui il secondo disegno