La sospensione dell'autoveicolo - approfondimenti
- Autore discussione yugs
- Data d'inizio
Mi interessa, infine, chiarirvi un attimo il discorso delle valvole. Le valvole di controllo, poste sul pistone e alla base della camera di “lavoro” (nel caso dell’ammo bitubo) sono un sistema composto da rondelle di spinta, molle a spirale e veri e propri corpi valvola accuratamente tarati. gurdatevi bene una delle foto postate stamattina...
Ecco, abbiamo chiarito come sono fatti gli ammo idraulici che, lo ripeto, sono ben diversi dagli ammo a frizione (come le balestre, come abbiamo visto ieri). È importante che capiate che sono differenti, perché adesso vedremo IN COSA lo sono (nel senso che uno potrebbe anche dire: e allora, perché non metto un ammo a frizione e la finiamo lì?).
p.s. ricordatemi, quando ne parleremo, di chiedermi la caratteristica degli ammo a frizione, se non mi ricordo io di chiarire questa differenza…
Prima di vedere come, però, mi interessa che capiate bene un paio di concetti.
Il primo ve l’ho già espresso la settimana scorsa: attenti a non confondere le molle con gli ammo. Le prime lavorano “in dinamica e in statica”. Gli altri lavorano solo “in dinamica”. Deve essere chiaro. Insomma, se toglo le molle e tengo solo gli ammo, la macchina si siede, si abbassa FINO AI TAMPONI. E se questi non ci sono, arrivo alla fine della compressione della sospensione e lì rimango. Punto. La machcina senza molle non funziona. Al limite, invece, potrei andare con solo le molle (salvo rimbalzare fuoristrada alla prima curva): la macchina mantiene il suo assetto statico e, ammettendo di rollare, beccheggiare, frenare, accelerare, girare il volante, etc in un tempo INFINITO (quindi, attraverso infiniti istanti di “transitorio esaurito”), riuscirei ad andare….peccato che la realtà NON sia questa. Quindi, molle e ammo si completano a vicenda.
La forza esercitata dalla molla è funzione della posizione x (estensione e/o compressione) a meno di un coefficiente di proporzionalità
La forza espressa dall’ammo è SOLO funzione della velocità (v, o x’) con cui si muove il pistone (lo stelo) rispetto al cilindro (tubo che contiene l’olio).
Secondo concetto (o considerazione). E qui, dovete capirlo bene.
Nel modello che abbiamo fatto prima di Natale, cioè nel sistema schematico molla-massa-ammo, non è ben chiaro COSA sia la massa, cioè QUANTO vale.
Allora, perché m’importava che capiste bene i concetti e nulla più, avevamo detto che la massa M era la massa (la porzione di massa) sospesa. Invece, a differenza della molla e dell’ammo, che sono facilmente riconducibili agli elementi che costituiscono la sospensione, la massa M può essere intesa, alternativamente, come la massa sospesa o la massa NON sospesa.
Mi spiego meglio: supponiamo di stare percorrendo una strada ondulata. La scocca si muove rispetto alle ruote, che seguono il profilo stradale. In questo caso, è la scocca che si muove, quindi ricadiamo nel primo caso: massa SOSPESA che si muove. E quindi la mia M è la massa sospesa (o quella porzione di massa sospesa che compete alla sospensione che sto considerando).
Invece, se affronto un gradino, o una buca , e la ruota si stacca dal terreno, quindi si muove rispetto alla scocca, che massa considero? La massa NON sospesa, perché è la ruota.
Bene: mi sembra chiaro che le masse sono MOLTO differenti. Ruota e scocca hanno masse MOLTO differenti, inerzie MOLTO differenti; ma anche velocità MOLTO differenti….per cui l’ammo dovrà fornire differenti forze di smorzamento. Ossia, differente dovrà essere la forza di smorzamento che l’ammo fornisce durante i due movimenti (che possono accadere; anzi, è normalissimo che accadano quando si viaggia).
Allora, come possiamo fare?
A voi un tentativo di risposta: grattatevi la pera e tirate fuori possibili soluzioni….
A domani (sennò mettiamo troppa carne al fuoco) per la risposta (e le mazzate)
Ecco, abbiamo chiarito come sono fatti gli ammo idraulici che, lo ripeto, sono ben diversi dagli ammo a frizione (come le balestre, come abbiamo visto ieri). È importante che capiate che sono differenti, perché adesso vedremo IN COSA lo sono (nel senso che uno potrebbe anche dire: e allora, perché non metto un ammo a frizione e la finiamo lì?).
p.s. ricordatemi, quando ne parleremo, di chiedermi la caratteristica degli ammo a frizione, se non mi ricordo io di chiarire questa differenza…
Prima di vedere come, però, mi interessa che capiate bene un paio di concetti.
Il primo ve l’ho già espresso la settimana scorsa: attenti a non confondere le molle con gli ammo. Le prime lavorano “in dinamica e in statica”. Gli altri lavorano solo “in dinamica”. Deve essere chiaro. Insomma, se toglo le molle e tengo solo gli ammo, la macchina si siede, si abbassa FINO AI TAMPONI. E se questi non ci sono, arrivo alla fine della compressione della sospensione e lì rimango. Punto. La machcina senza molle non funziona. Al limite, invece, potrei andare con solo le molle (salvo rimbalzare fuoristrada alla prima curva): la macchina mantiene il suo assetto statico e, ammettendo di rollare, beccheggiare, frenare, accelerare, girare il volante, etc in un tempo INFINITO (quindi, attraverso infiniti istanti di “transitorio esaurito”), riuscirei ad andare….peccato che la realtà NON sia questa. Quindi, molle e ammo si completano a vicenda.
La forza esercitata dalla molla è funzione della posizione x (estensione e/o compressione) a meno di un coefficiente di proporzionalità
La forza espressa dall’ammo è SOLO funzione della velocità (v, o x’) con cui si muove il pistone (lo stelo) rispetto al cilindro (tubo che contiene l’olio).
Secondo concetto (o considerazione). E qui, dovete capirlo bene.
Nel modello che abbiamo fatto prima di Natale, cioè nel sistema schematico molla-massa-ammo, non è ben chiaro COSA sia la massa, cioè QUANTO vale.
Allora, perché m’importava che capiste bene i concetti e nulla più, avevamo detto che la massa M era la massa (la porzione di massa) sospesa. Invece, a differenza della molla e dell’ammo, che sono facilmente riconducibili agli elementi che costituiscono la sospensione, la massa M può essere intesa, alternativamente, come la massa sospesa o la massa NON sospesa.
Mi spiego meglio: supponiamo di stare percorrendo una strada ondulata. La scocca si muove rispetto alle ruote, che seguono il profilo stradale. In questo caso, è la scocca che si muove, quindi ricadiamo nel primo caso: massa SOSPESA che si muove. E quindi la mia M è la massa sospesa (o quella porzione di massa sospesa che compete alla sospensione che sto considerando).
Invece, se affronto un gradino, o una buca , e la ruota si stacca dal terreno, quindi si muove rispetto alla scocca, che massa considero? La massa NON sospesa, perché è la ruota.
Bene: mi sembra chiaro che le masse sono MOLTO differenti. Ruota e scocca hanno masse MOLTO differenti, inerzie MOLTO differenti; ma anche velocità MOLTO differenti….per cui l’ammo dovrà fornire differenti forze di smorzamento. Ossia, differente dovrà essere la forza di smorzamento che l’ammo fornisce durante i due movimenti (che possono accadere; anzi, è normalissimo che accadano quando si viaggia).
Allora, come possiamo fare?
A voi un tentativo di risposta: grattatevi la pera e tirate fuori possibili soluzioni….
A domani (sennò mettiamo troppa carne al fuoco) per la risposta (e le mazzate)
il problema posto è molto simile al problema che si incontra specialmente sulla sospensione posteriore delle mtb: smorzamento opportuno e differenziato delle oscillazioni a bassa frequenza e ad alta frequenza
a bassa frequenza saranno tendenzialmente le oscillazioni generate dai movimenti della scocca (nella mtb dalla pedalata), mentre ad alta frequenza (o alta velocità) quelle prodotte dall'impatto della ruota con un ostacolo/buca (idem per le mtb)
la soluzione dovrebbe essere in valvole diverse dedicate ai due tipi di funzionamento: una valvola che funziona per le oscillazioni lente, una per le oscillazioni veloci; così almeno fanno (più o meno) per le mtb e suppongo che per le auto il concetto sia lo stesso
a bassa frequenza saranno tendenzialmente le oscillazioni generate dai movimenti della scocca (nella mtb dalla pedalata), mentre ad alta frequenza (o alta velocità) quelle prodotte dall'impatto della ruota con un ostacolo/buca (idem per le mtb)
la soluzione dovrebbe essere in valvole diverse dedicate ai due tipi di funzionamento: una valvola che funziona per le oscillazioni lente, una per le oscillazioni veloci; così almeno fanno (più o meno) per le mtb e suppongo che per le auto il concetto sia lo stesso
Diabolik":71xa49xq ha detto:
mi hai tolto il post di bocca!
Pensavo più a una valvola tarata per le estensioni dell'ammo, e un'altra tarata opportunamente per le compressioni. (quindi valvole diverse tra loro). :scratch)
Vabbè, bravi a tutti e due. Sia per la soluzione; sia per il coraggio che avete di rischiare cazziate varie.
Vediamo di chiarire meglio il problema.
Il fatto è che ad un ammortizzatore si richiede che abbia almeno due caratteristiche differenti di smorzamento: una, modesta, per smorzare i moti della cassa (la massa sospesa), che sono lenti; un’altra, più energica, più forte, per smorzare i moti delle ruote (masse NON sospese), che sono più veloci.
Prima di vedere come sia la caratteristica di un ammo, vediamo come si realizza questa condizione. Come avete (ben) detto voi, con le valvole. Cioè, le differenti caratteristiche, quella modesta per smorzare i moti lenti delle masse sospese e quella forte per i moti delle masse non sospese, si ottengono con i fori calibrati.
Una serie di fori piccoli e SEMPRE APERTI frenano i moti lenti, perché consentono il passaggio continuo del fluido tra le due camere che il pistone crea all’interno del cilindro di lavoro.
Un’altra serie di fori grandi, ma dotati di valvole di chiusura opportunamente TARATE,, frenano i moti rapidi delle ruote. Le valvole si aprono automaticamente al raggiungimento di una soglia di pressione e di una quantità tanto più grande quanto maggiore è la pressione che il fluido esercita su di esse durante i moti veloci delle ruote. Sono, insomma, delle valvole PROPORZIONALI (normalmente chiuse). Ora, visto che la pressione che il liquido esercita sulle valvole è funzione diretta della velocità del pistone (e quindi dello stelo dell’ammortizzatore), quanto più veloce andrà lo stelo, cioè in definitiva la ruota, tanto maggiore sarà la forza che “frena” la ruota nel suo movimento (verticale).
È chiaro che, se non ci fossero queste valvole calibrate, in corrispondenza dei fori di grosso diametro, a regolare la forza che contrasta il moto delle masse non sospese e ci affidassimo solo ai fori calibrati di piccolo diametro (che gestiscono i moti lenti delle masse sospese), le resistenze idrauliche (le perdite di carico) generate dal fluido nel passaggio per questi fori sarebbero talmente elevate da rendere, di fatto, l’ammortizzatore troppo “duro” (passatemi il termine scorretto, ma è per farvi capire); troppo frenato, troppo “rigido”. Praticamente, “de fero” (detto alla romana).
Al contrario, l’assenza delle valvole calibrate nei fori grandi lascerebbe troppo “libero” l’ammortizzatore nei moti lenti della scocca (masse sospese), rendendo l’ammo troppo “morbido”. E la mia BMW diventerebbe una Citroen….
Infatti, le valvole restano chiuse nei moti lenti (basse velocità dello stelo, e quindi del fluido) e obbligano il fluido a passare per i fori piccoli. Oltre un certo valore di ΔP, cioè di differenza di pressione tra le due facce del pistone (tra le due camere di lavoro del cilindro), le valvole si aprono IN PROPORZIONE ALLA PRESSIONE (e quindi alla velocità dello stelo)…
Vediamo di chiarire meglio il problema.
Il fatto è che ad un ammortizzatore si richiede che abbia almeno due caratteristiche differenti di smorzamento: una, modesta, per smorzare i moti della cassa (la massa sospesa), che sono lenti; un’altra, più energica, più forte, per smorzare i moti delle ruote (masse NON sospese), che sono più veloci.
Prima di vedere come sia la caratteristica di un ammo, vediamo come si realizza questa condizione. Come avete (ben) detto voi, con le valvole. Cioè, le differenti caratteristiche, quella modesta per smorzare i moti lenti delle masse sospese e quella forte per i moti delle masse non sospese, si ottengono con i fori calibrati.
Una serie di fori piccoli e SEMPRE APERTI frenano i moti lenti, perché consentono il passaggio continuo del fluido tra le due camere che il pistone crea all’interno del cilindro di lavoro.
Un’altra serie di fori grandi, ma dotati di valvole di chiusura opportunamente TARATE,, frenano i moti rapidi delle ruote. Le valvole si aprono automaticamente al raggiungimento di una soglia di pressione e di una quantità tanto più grande quanto maggiore è la pressione che il fluido esercita su di esse durante i moti veloci delle ruote. Sono, insomma, delle valvole PROPORZIONALI (normalmente chiuse). Ora, visto che la pressione che il liquido esercita sulle valvole è funzione diretta della velocità del pistone (e quindi dello stelo dell’ammortizzatore), quanto più veloce andrà lo stelo, cioè in definitiva la ruota, tanto maggiore sarà la forza che “frena” la ruota nel suo movimento (verticale).
È chiaro che, se non ci fossero queste valvole calibrate, in corrispondenza dei fori di grosso diametro, a regolare la forza che contrasta il moto delle masse non sospese e ci affidassimo solo ai fori calibrati di piccolo diametro (che gestiscono i moti lenti delle masse sospese), le resistenze idrauliche (le perdite di carico) generate dal fluido nel passaggio per questi fori sarebbero talmente elevate da rendere, di fatto, l’ammortizzatore troppo “duro” (passatemi il termine scorretto, ma è per farvi capire); troppo frenato, troppo “rigido”. Praticamente, “de fero” (detto alla romana).
Al contrario, l’assenza delle valvole calibrate nei fori grandi lascerebbe troppo “libero” l’ammortizzatore nei moti lenti della scocca (masse sospese), rendendo l’ammo troppo “morbido”. E la mia BMW diventerebbe una Citroen….
Infatti, le valvole restano chiuse nei moti lenti (basse velocità dello stelo, e quindi del fluido) e obbligano il fluido a passare per i fori piccoli. Oltre un certo valore di ΔP, cioè di differenza di pressione tra le due facce del pistone (tra le due camere di lavoro del cilindro), le valvole si aprono IN PROPORZIONE ALLA PRESSIONE (e quindi alla velocità dello stelo)…
Buongiorno e Buon Anno a tutti...
vedo che siete ritornati a studiare a pieno ritmo dopo le ferie... ci provo anche io, anche se sono in pieno caos lavorativo!
Una domanda sulle valvole descritte dal boss: immagino che i fori per smorzare i moti a bassa frequenza sia agiscano allo stesso modo in entrambi i versi (compressione ed estensione), mentre le valvole tarate per smorzare le alte frequenze possano facilmente essere tarate diversamente per i moti nelle due direzioni.
E' effettivamente così o anche per i fori calibrati si riesce ad avere una caratteristica differente per compressione ed estensione?
vedo che siete ritornati a studiare a pieno ritmo dopo le ferie... ci provo anche io, anche se sono in pieno caos lavorativo!
Una domanda sulle valvole descritte dal boss: immagino che i fori per smorzare i moti a bassa frequenza sia agiscano allo stesso modo in entrambi i versi (compressione ed estensione), mentre le valvole tarate per smorzare le alte frequenze possano facilmente essere tarate diversamente per i moti nelle due direzioni.
E' effettivamente così o anche per i fori calibrati si riesce ad avere una caratteristica differente per compressione ed estensione?
rossomandello":1sccbgvq ha detto:
azzz, rosso....da te NON me lo sarei aspettato un quesito del genere....
diverse, diverse....
e anche i fori sono fatti per comportarsi diversamente in compressione e in estensione....
ma andiamo avanti PIANO
NON CORRETE sempre....va bene che molti di voi hanno la GTA; ma, perbacco, non schiacciate tutto il gas: abbiate la compiacenza di aspettare anche quelli che hanno la GTA elaBBorata... :lol:
NON CORRETE sempre....va bene che molti di voi hanno la GTA; ma, perbacco, non schiacciate tutto il gas: abbiate la compiacenza di aspettare anche quelli che hanno la GTA elaBBorata... :lol:
Bene
Siccome mi avete già anticipato, aggiungo il fatto che va considerato che l’ammo NON lavora solo in un senso, per esempio solo in compressione, ma anche in estensione. Ossia, lavora sia quando la sospensione si comprime (a tamponamento), sia quando si estende (a rimbalzo). Ora, il fatto che l’ammo lavori nei due sensi, lo qualifica come ammo A DOPPIO EFFETTO
Questa caratteristica lo distingue dagli ammortizzatori più semplici (non so nemmeno se ce ne siano sulle auto) detti A SEMPICE EFFETTO perché agiscono (lavorano) solo in un senso.
Bene. Allora, possiamo andare a vedere le curve caratteristiche che appunto descrivono il funzionamento dell’ammo e che tengono conto di tutto quanto detto fin qui.
così, finalmente, la smetterete di anticiparmi sempre.....
Siccome mi avete già anticipato, aggiungo il fatto che va considerato che l’ammo NON lavora solo in un senso, per esempio solo in compressione, ma anche in estensione. Ossia, lavora sia quando la sospensione si comprime (a tamponamento), sia quando si estende (a rimbalzo). Ora, il fatto che l’ammo lavori nei due sensi, lo qualifica come ammo A DOPPIO EFFETTO
Questa caratteristica lo distingue dagli ammortizzatori più semplici (non so nemmeno se ce ne siano sulle auto) detti A SEMPICE EFFETTO perché agiscono (lavorano) solo in un senso.
Bene. Allora, possiamo andare a vedere le curve caratteristiche che appunto descrivono il funzionamento dell’ammo e che tengono conto di tutto quanto detto fin qui.
così, finalmente, la smetterete di anticiparmi sempre.....
allora,
la prima delle curve che descrivono il funzionamento di un ammortizzatore è la curva che lega la Forza di smorzamento con la velocità (ricordo che quando parlo di velocità, è la velocità dello stelo dell'ammo, non la velocità dell'auto...).
sull'asse delle x (ascisse) ho la velocità dello stelo dell'ammo (generalmente misurata in m/sec)
sull'asse delle ordinate (Y) ho la forza di smorzamento (F= C v = C x' se ricordate...).
in questo grafico, le ascisse hanno anche valori negativi per indicare che sono in compressione (la velocità viene considerata positiva quando l'ammo si estende)
lo stesso dicasi per le ordinate: Y>0 (forza positiva) in caso di estensione; Y<0 (forza negativa) in caso di compressione
ora, lasciate stare le curve rosse, guardate solo la curva nera. poi vedremo cosa sono le curve rosse.
come vedete, la curva non è del tipo Y = C x, ossia una retta (con una certa inclinazione). la curva ha un andamento non rettilineo. se l'andamento fosse rettilineo, tipo F = C v, significa che la mia C sarebbe UNA COSTANTE. in realtà, la mia C, cioè il coefficiente di smorzamento dell'ammo (che abbiamo visto prima di Natale), NON è costante, ma varia al variare della velocità con cui si muove l'ammo.
questa di questo disegno che posto, invero, non è nemmeno una curva reale, ma la curva che "sogno" di ottenere chiededola ai fornitori di ammo (BOGE, Koni, APA-KYB, etc). nella realtà, i fornitori, siccome lavorano sull'ammo cambiano le varie valvole, e i fori calibrati, possono solo approssimarsi alla mia curva "desiderata" con una serie di segmenti di retta (spezzate). in genere, la mia curva, nella realtà, è composta da 3 segmenti di retta.
volutamente, non viene riportato, sull'asse delle ascissse, alcun valore di velocità.
diciamo che in generale, la velocità massima con cui si muove lo stelo di un ammo difficilmente supera il metro al secondo. diciamo che arriva al massimo a 1,2 m/s. raramente (praticamente mai) vedo 1,5 m/s.
oggi andiamo avanti
la prima delle curve che descrivono il funzionamento di un ammortizzatore è la curva che lega la Forza di smorzamento con la velocità (ricordo che quando parlo di velocità, è la velocità dello stelo dell'ammo, non la velocità dell'auto...).
sull'asse delle x (ascisse) ho la velocità dello stelo dell'ammo (generalmente misurata in m/sec)
sull'asse delle ordinate (Y) ho la forza di smorzamento (F= C v = C x' se ricordate...).
in questo grafico, le ascisse hanno anche valori negativi per indicare che sono in compressione (la velocità viene considerata positiva quando l'ammo si estende)
lo stesso dicasi per le ordinate: Y>0 (forza positiva) in caso di estensione; Y<0 (forza negativa) in caso di compressione
ora, lasciate stare le curve rosse, guardate solo la curva nera. poi vedremo cosa sono le curve rosse.
come vedete, la curva non è del tipo Y = C x, ossia una retta (con una certa inclinazione). la curva ha un andamento non rettilineo. se l'andamento fosse rettilineo, tipo F = C v, significa che la mia C sarebbe UNA COSTANTE. in realtà, la mia C, cioè il coefficiente di smorzamento dell'ammo (che abbiamo visto prima di Natale), NON è costante, ma varia al variare della velocità con cui si muove l'ammo.
questa di questo disegno che posto, invero, non è nemmeno una curva reale, ma la curva che "sogno" di ottenere chiededola ai fornitori di ammo (BOGE, Koni, APA-KYB, etc). nella realtà, i fornitori, siccome lavorano sull'ammo cambiano le varie valvole, e i fori calibrati, possono solo approssimarsi alla mia curva "desiderata" con una serie di segmenti di retta (spezzate). in genere, la mia curva, nella realtà, è composta da 3 segmenti di retta.
volutamente, non viene riportato, sull'asse delle ascissse, alcun valore di velocità.
diciamo che in generale, la velocità massima con cui si muove lo stelo di un ammo difficilmente supera il metro al secondo. diciamo che arriva al massimo a 1,2 m/s. raramente (praticamente mai) vedo 1,5 m/s.
oggi andiamo avanti
Allegati
domanda:
vedete che la forza di smorzamento è differente a seconda che l'ammo sia in fase di estensione oppure di compressione. per la precisione, in caso di estensione la forza di smorzamento (a pari velocità) è MAGGIORE che nel caso di compressione (la curva è più alta in estensione). Perchè?
dài....
vedete che la forza di smorzamento è differente a seconda che l'ammo sia in fase di estensione oppure di compressione. per la precisione, in caso di estensione la forza di smorzamento (a pari velocità) è MAGGIORE che nel caso di compressione (la curva è più alta in estensione). Perchè?
dài....
alfistavero":345zo2xt ha detto:
Ok, mi becco la cazziata... :lol:
A mia discolpa vorrei dire che...comunque ho avuto risposta alla mia domanda. Quello che avevo in mente era in realtà se il doppio effetto per le oscillazioni lente venisse ottenuto tramite una precisa configurazione dei fori calibrati sempre aperti oppure tramite altri accorgimenti (che so, lamelle che chiudono alcuni fori a seconda del verso).
alfistavero":345zo2xt ha detto:
Ipotizzo: dipende da motivazioni legate al confort di marcia? Mi viene in mente il fatto che in compressione posso avere velocità dello stelo più alte che non in estensione (es. impatto ruota/gradino), per cui è opportuno non irrigidire troppo la risposta dell'ammo.
Ugo, credo che ci chiedesse come mai la si vuole cosi, non il motivo tecnico che la rende cosi....
Ho due idee:
1) gia' detta prima (da me quindi puo' essere sbagliata :lol: ): suppongo che in fase di compressione cerco di essere meno smorzato per questioni di confort
2) In fase di compressione l'energia viene assorbita dalla molla, che poi la rilascia in fase di estensione. E' in fase di estensione che voglio fare in modo di dissipare l'energia che la molla ha assorbito.
Ho due idee:
1) gia' detta prima (da me quindi puo' essere sbagliata :lol: ): suppongo che in fase di compressione cerco di essere meno smorzato per questioni di confort
2) In fase di compressione l'energia viene assorbita dalla molla, che poi la rilascia in fase di estensione. E' in fase di estensione che voglio fare in modo di dissipare l'energia che la molla ha assorbito.
M
MAD147
Guest
alfistavero":33b320n4 ha detto:
Mi viene in mente la necessità di evitare comportamenti strani. Se l'ammo non è adeguatamente frenato in estensione l'auto inizierebbe a "rimbalzare" sulle sospensioni rendendola inguidabile.