Sospensioni – Breve introduzione
Con l’articolo di oggi cominciamo ad immergerci nel vasto mondo delle sospensioni. Dico “vasto” perché, sebbene l’autoveicolo abbia ormai più di un secolo, quando si parla di sospensioni si aprono così tanti campi di studio e ragionamenti che l’argomento sembra essere inesauribile.
Innanzitutto, cominciamo col chiederci perché c’è stata la necessità di dotare i veicoli terrestri di sospensioni.
Molti secoli prima della rivoluzione industriale e quindi dell’avvento dei veicoli a motore, più specificamente nel basso medioevo, dopo milioni di chilometri percorsi nel corso dei secoli su carri che trasmettevano ai passeggeri tutte le sollecitazioni ricevute dal contatto con il suolo, qualcuno cercò una soluzione per migliorare il confort di marcia e, forse ispirato dalle balestre utilizzate per il lancio di dardi in guerra, pensò di dotare i veicoli dell’epoca di un sistema simile: è così che spuntarono le prime arcaiche realizzazioni di sospensioni a balestra. Da lì l’evoluzione nel corso dei secoli è stata estremamente lenta fino all’arrivo dei primi veicoli a motore, momento in cui nuove e più stringenti esigenze prestazionali, unite ai grossi passi in avanti fatti in campo siderurgico e metallurgico con la rivoluzione industriale, crearono l’esigenza e diedero la possibilità di escogitare nuove soluzioni costruttive. Senza approfondire l’argomento dal punto di vista storico, perché non è questo lo scopo dell’articolo, abbiamo quindi scoperto che il motivo per il quale è nata la sospensione dei veicoli terrestri è stato sicuramente la necessità di migliorare il confort di marcia, o comunque di ridurre le sollecitazioni trasmesse al corpo vettura.
Fig. 1 – Tipico assale posteriore con ponte rigido e balestre
L’avvento dei veicoli a motore e, successivamente, dello pneumatico, ha reso ancor più evidente un’ulteriore funzione delle sospensioni: quella di contribuire in maniera sostanziale alla trasmissione delle forze a terra aiutando la ruota a mantenere il contatto con il suolo.
Dopo tutte queste chiacchiere abbiamo finalmente individuato le due funzioni principali delle sospensioni:
- ridurre le sollecitazioni trasmesse al telaio (ride confort);
- mettere gli pneumatici nelle migliori condizioni possibili per trasmettere forze a terra (handling).
La sospensione comprende tutti quegli organi che collegano le ruote al telaio. In generale, essa è costituita da tre parti principali: una parte strutturale, una parte elastica ed una parte smorzante.
La parte strutturale non è altro che un cinematismo, cioè un insieme di leveraggi che ha lo scopo di guidare la sospensione nel suo moto relativo rispetto alla scocca. In linea di principio, esso lascia un grado di libertà alle ruote non sterzanti, le quali devono solo poter traslare verticalmente, e due gradi di libertà alle ruote sterzanti (ho detto “in linea di principio” perché in seguito vedremo che non è proprio così).
Se il cinematismo è lo scheletro della sospensione, la parte elastica ne rappresenta i muscoli: essa fornisce la forza necessaria a sospendere il veicolo con l’aggiunta di attenuare le sollecitazioni provenienti dal mozzo ruota.
Ma dove c’è un elemento elastico ci sono, per forza di cose, moti oscillatori: per tale motivo è necessaria la presenza di una componente smorzante che frena i movimenti relativi tra ruota e chassis fino ad annullarli in un intervallo di tempo ragionevole.
Non sempre le tre parti della sospensione (componenti strutturale, elastica e smorzante) sono elementi distinti e separati: ad esempio, nelle sospensioni di tipo McPherson, il gruppo molla – ammortizzatore è parte integrante della componente strutturale, mentre nelle sospensioni con molla a balestra basterebbe addirittura la sola balestra a svolgere contemporaneamente le funzioni strutturale, elastica e smorzante.
Fig. 2 – Sospensione McPherson di un’autovettura Subaru (da notare come il gruppo molla-ammortizzatore sia vincolato rigidamente al mozzo ruota mediante due bulloni fungendo in tal modo da elemento strutturale)
A questo punto dovremmo aver capito, in linea di massima, perché sono nate le sospensioni, quali sono le loro funzioni primarie e da quali macro-componenti sono composte. Possiamo terminare questa breve introduzione dicendo che le numerose realizzazioni di sospensioni apparse nel corso degli anni possono essere racchiuse in due categorie principali: le sospensioni a ruote indipendenti e le sospensioni a ruote interconnesse. Nelle sospensioni a ruote indipendenti, ciascun mozzo ruota è vincolato alla scocca del veicolo mediante un proprio cinematismo indipendente da quello del mozzo speculare (a meno della barra antirollio). Invece, nelle sospensioni interconnesse, le sospensioni di uno stesso asse sono vincolate sia alla scocca, sia tra loro attraverso una struttura rigida (sospensioni con ponte o assale rigido) o dotata di una certa flessibilità (sospensioni con ponte torcente).
Buongiorno ho un nuovo evalianissan con ponte rigido dietro semplice senza trasmissione con ruote da 175 cerchio 15 ottimo mezzo trovo che sia un po’ saltellante dietro vorrei sapere se con un buon ammortizzatore dietro posso vere un maggior confort di tipo automobilistico un doveroso saluto
Buonasera,
Per aumentare un po’ il comfort potresti impiegare ammortizzatori con minori capacità smorzanti, cioè più morbidi. In tal modo ridurrai sicuramente le accelerazioni trasmesse allo chassis e quindi agli occupanti, però verosimilmente peggiorerà anche il comportamento dinamico del veicolo ed il feeling di guida, quindi non credo ne valga la pena. In alternativa potresti informarti sugli ammortizzatori cosiddetti FSD (Frequency Selective Damping) che ottimizzano comfort e handling in maniera puramente meccanica, variando la caratteristica di smorzamento in funzione della frequenza, senza installare componenti aggiuntivi (tipo centraline di controllo, cavi, sensori, ecc).