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o studio dell’assetto diuna vettura deve essere mirato almigliore sfruttamento dei pneu-matici. Sono questi, infatti, agarantire l’aderenza della vetturaalla strada, e non le sospensioniin se stesse.

Se per assurdo una vettura tec-nicamente evoluta adottasse unagommatura inadeguata, la suatenuta di strada non potrebbeessere elevata poiché è b a s s o i lgrip che possono offrire i pneu-matici. Viceversa, se una vetturacon geometria sospensiva sempli-ficata adottasse pneumatici gene-rosi, non sarebbe mai in grado diutilizzarli al massimo delle loropotenzialità.

Sintetizzando, adottare unoschema raffinato per una sospen-sione serve semplicemente perottimizzare le angolature delpneumatico rispetto al terrenonelle varie condizioni di guida(frenata, accelerazione, curvastretta o larga), oltre, naturalmen-te, a garantire indispensabili fun-zionalità c o m e l ’ a u t o a l l i n e a m e n -to e il ritorno di sterzo.

Quanti angoli…

Il più n o t o , t r a g l i a n g o l i c h edefiniscono la geometria di unasospensione, è l a c o n v e r g e n z a .

Molti degli utenti della stradasono attenti all’usura delle propriegomme e di tanto in tanto richie-dono al gommista di fiducia dicontrollare che tale angolo rientrinella tolleranza prescritta dalcostruttore.

Tuttavia, qualcuno potrebbemeravigliarsi all’udire che gliangoli caratteristici di una sospen-sione sono ben 4: due individuanola posizione della ruota (quandoessa non è s t e r z a t a ) r i s p e t t o a l t e r -reno, altri due individuano invecela posizione dell’asse di sterzo,rispetto al piano stradale. L’asse disterzo è q u e l l a l i n e a i m m a g i n a r i aattorno alla quale ruota l’interocomplesso di mozzo, portamozzo,cerchio e gomma, quando la ruotaanteriore sterza.

Ma andiamo con ordine e cer-chiamo di capire come è p o s s i b i l emisurare questi quattro angoli.

L’angolo di convergenza totale è

DESCRIZIONE DEGLI ANGOLI CARATTERISTICI E DELLA MODIFICA DELL’ASSETTO DELL’AUTO

Equilibrio perfettoAlle volte è s u f f i c i e n t emodificare, anche di un sologrado, uno degli angolicaratteristici delle sospensioni in modo da permettere ai pneumatici di lavorare al meglio e di consumarsiuniformemente.E` facile tuttavia errareed ottenere effetti contrari

La figura evidenzia i piani equatoriali delle ruote anteriori. A sinistra un caso di convergenza positiva,a destra negativa, al centro nulla

La stabilità d e l v e i c o l o è u n a r g o m e n t o che, durante la progettazione di una vettura,è d i f o n d a m e n t a l e i m p o r t a n z a . Nella foto, il test ESP nel Centro Prove della Bosch a Boxberg

L

Equilibrio perfetto

quello formato tra i piani di rotola-mento delle due ruote di un assale,guardando la vettura dall’alto.

Ogni ruota ha un angolo disemiconvergenza che vale la metàdel totale. Se i due piani si incro-ciano anteriormente all’assale con-

siderato (rispetto al senso dimarcia), allora l’angolo èpositivo; se, viceversa, essi

si incontrano posteriormenteall’assale, l’angolo è n e g a t i -vo. Sono scarsi gli esempi divetture che adottano conver-genze negative all’anteriore:questo perché u n ’ a d e g u a t aconvergenza positiva assicu-ra una migliore stabilità i n

frenata quando le ruote tendo-no a divergere sotto le elevate

forze in gioco. Questo effetto è l i m i t a t o n e l l e

vetture da corsa dove gli attacchidelle sospensioni sono molto piùrigidi delle auto di serie, le quali

devono garantire un buoncomfort di marcia. Il secondoangolo che definisce la posi-zione della ruota rispetto alterreno è q u e l l o d e l l a c a m -panatura, detto anche cam-ber. Come per la convergen-za, anche quest’angolo si

individua tra i piani di rotola-mento delle due ruote di un

assale, guardando però l a v e t t u r afrontalmente, non più i n p i a n t a .

Più p r e c i s a m e n t e , l ’ a n g o l o d icamber di una ruota è q u e l l o c h e s imisura tra il piano su cui rotola laruota e l’asse di mezzeria perpen-dicolare al terreno. Il camber è

negativo quando le ruote tendonoa chiudersi verso la vettura e quin-di i due piani di rotolamento delleruote si incontrano al di sopra delpiano stradale. Viceversa, se essi siincrociano al di sotto del pianostradale, la campanatura è d a c o n -siderarsi positiva. Le ruote poste-riori delle vecchie FIAT 500 sonoun tipico esempio di assale concampanatura positiva. La presenza

della campanatura (che nella mag-gior parte dei veicoli è p o s i t i v a ) ènecessaria per far sì c h e i l p n e u -matico lavori nel miglior modo incurva, ovvero offrendo una vastasuperficie d’appoggio.

Va sottolineato che durante lamarcia della vettura l’angolo dicampanatura può s u b i r e v a r i a z i o n i ,anche cospicue, dovute al movi-mento delle sospensioni e dello

Lo schema illustra i tre differenti campiin cui può r i e n t r a r e l ’ a n g o l o d i c a m p a n a t u r a .Si nota immediatamente come, in condizioni statiche,un angolo nullo permette un ottimale contatto tra battistrada ed asfalto

Nell’immagine è i n d i c a t o l ’ a n g o l o d i i n c i d e n z a c h e è c o m p r e s otra l’asse di sterzo e l’asse perpendicolare al terreno sul pianolongitudinale della vettura. In questo esempio, è c a s u a l eche l’asse di sterzo coincida con quello dell’ammortizzatore

Visualizzazione trasversale dell’asse di sterzoin una sospensione Macpherson. La lineaimmaginaria passa per i due snodi sferici.In questa sospensione anche il gruppo di mollae l’ammortizzatore ruotano quando si sterza

Visualizzazione trasversale dell’asse di sterzoin una sospensione a quadrilatero alto (adottataanteriormente sulla Alfa Romeo 156,ad esempio). L’asse passa sempre per gli snodisferici, come nel caso precedente

La Frontera adotta la sospensione anteriore a doppibracci indipendenti sovrapposti da un elemento superiore,uno inferiore, barre di torsione, ammortizzatori a gas e barraantirollio. In basso, oltre agli ammortizzatori a gas e alle molleelicoidali, la sospensione posteriore presenta quattro punti di attacco longitudinali ed uno trasversale

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sterzo. Altri due angoli, come giàaccennato, individuano la posizio-ne dell’asse di sterzatura, quelloattorno al quale ruota il complessodi mozzo, ruota e cerchione.

Essendo tale asse immaginario,si rende necessaria una sinteticaspiegazione su come individuarlo.

Immaginate una finestra cheruota sulle proprie cerniere. L’asseimmaginario attorno al quale lafinestra ruota passa per le cerniereed è p e r f e t t a m e n t e v e r t i c a l e .

Anche l’asse di sterzo delleruote anteriori di una vettura, quin-di, deve passare per delle cerniere:sono quelle che permettono larotazione del portamozzo (e del-l’intero corpo molla-ammortizza-tore nel caso dei Macpherson).

Uno degli snodi sferici (o ful-cro) si trova di solito sotto il moz-zo ed unisce il braccetto inferiore(oppure i braccetti inferiori) con ilportamozzo; l’altro si trova supe-riormente, ed unisce il portamozzocon il braccetto superiore.

Nel caso di sospensioni Mac-pherson, esso si trova addiritturasopra la molla: più e s a t t a m e n t e ,dove l’ammortizzatore si uniscealla scocca. È s u f f i c i e n t e t i r a r e u n alinea immaginaria tra queste duecerniere (quella superiore e quellainferiore), ed ecco individuatol’asse di sterzo. A questo puntooccorre una piccola riflessione: siimmagini di osservare una vetturalateralmente: si noterà c h e r i s p e t t oal senso di marcia, il fulcro supe-riore è i n d i e t r e g g i a t o r i s p e t t o aquello inferiore. Il primo è, i n f a t t i ,vicino al parabrezza, nel Mac-pherson, il secondo appena sotto ilmozzo. L’asse di sterzo non èquindi verticale (come accade nel-l’esempio delle finestre), ma incli-nato longitudinalmente.

L’angolo formato tra la proie-zione longitudinale dell’asse disterzo e la linea perfettamente ver-ticale rispetto al terreno prende ilnome di incidenza o caster. Esso èpositivo (come nell’esempio) nellamaggior parte dei veicoli, poichéin tal modo svolge una funzione distabilità ( s e s i l a s c i a i l v o l a n t e ,esso rimane dritto anche in presen-za di strada sconnessa).

Adesso si immagini la vetturavista frontalmente: si noterà c h e i lfulcro superiore è p i ù v i c i n o a l l amezzeria di quanto non lo sia ilfulcro inferiore (posto appenasotto il mozzo). Anche sul pianotrasversale quindi l’asse di sterzodi una ruota anteriore non è v e r t i -cale, ma inclinato.

L’angolo di inclinazione trasver-sale dell’asse di sterzo viene chia-mato King-Pin, oppure Offsett, edè p o s i t i v o n e l l ’ e s e m p i o a p p e n acitato, come per la maggior partedei veicoli di serie. Sia il caster siail King-pin sarebbero nulli se l’as-

se di sterzo fosse perfettamenteverticale. Ma in tal caso l’eventualepilota non potrebbe usufruire delritorno automatico dello sterzo, edogni irregolarità d e l m a n t o s t r a d a l etenderebbe a far divergere la vettu-ra dalla traiettoria desiderata.

Modifiche

Una volta definiti gli angolicaratteristici di una sospensione,possiamo adesso illustrare comeeventuali modifiche possanoalterare le reazioni della vettura

ai comandi imposti dal guidatore.È i n d i s p e n s a b i l e p r e m e t t e r e c h e

qualsiasi modifica degli angolicaratteristici deve essere volta almiglioramento delle condizioni dilavoro dei pneumatici, perchésono questi ultimi ad assicurare il

grip. Ricordiamo inoltre che non èsempre conveniente modificarel’assetto di una vettura rendendolopiù r i g i d o o p r o p e n s o a l l a g u i d a a llimite. Spesso occorre una sceltadi compromesso tra le prestazionistradali, l’usura dei pneumatici ed

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il comfort di marcia. Nella mag-gior parte dei casi il miglior com-promesso è p r o p r i o q u e l l o c h e s itrova nella vettura di serie, ma essoè v a l u t a t o , i n s e d e d i p r o g e t t o , i nbase all’utilizzo che ne farà i l p u b -blico cui tale vettura è i n d i r i z z a t a .

È o v v i o , c i o è, c h e i l c o m p r o -messo scelto per una Saxò 1 . 1 èmaggiormente spostato verso ilcomfort rispetto ad una Saxò 1 . 6VTS, pur considerando la medesi-ma vettura. L’angolo di conver-genza è s e n z ’ a l t r o i l p i ù f a c i l e d amodificare; è s u f f i c i e n t e r e g o l a r ela lunghezza dei braccetti dellosterzo attraverso l’apposita vite.

Un suo incremento non porta agrandi vantaggi in termini di gui-dabilità, t u t t a v i a p u ò a u m e n t a r econsiderevolmente l’usura deipneumatici dato che essi ruotereb-bero su un piano maggiormenteinclinato rispetto alla direzione dimarcia. Alcune vetture prevedonola regolazione della convergenzaanche per l’assale posteriore, sem-pre tramite un braccetto regolabilein estensione. Qui è p o s s i b i l eriscontrare convergenze negative opositive a seconda del tipo di vet-tura ed in funzione dell’assemotrice. In genere, chiudendo laconvergenza in positivo, si ottieneuna buona tenuta laterale ma èpossibile che vi siano difficoltànell’ingresso in curva. Viceversa,aprendo la convergenza si facilital’inserimento dato che il posterioretenderebbe ad aprire la traiettoria;bisogna però p o r r e m o l t a a t t e n z i o -ne all’improvviso sovrasterzo cuiuna convergenza aperta al poste-riore può p o r t a r e . U n o d e g l i a n g o l iche maggiormente possono in-fluenzare la tenuta di strada diun veicolo è i l c a m b e r , o v v e r o l acampanatura. In curva, infatti, ilpneumatico sottoposto ad una sol-lecitazione trasversale si deformaesponendo la parte più e s t e r n a d e lbattistrada al terreno, mentre laparte interna tende a sollevarsi nonoffrendo più u n a d e g u a t o g r i p .

In questo caso, un incremento innegativo dell’angolo di campana-tura può f a v o r i r e l a f o r m a z i o n e d iun’impronta a terra omogeneadurante l’effettuazione di unacurva. In pratica, se nell’utilizzonormale della vettura è p r e v a l e n t e -mente la parte interna del pneuma-tico a formare l’impronta, in se-guito alla deformazione del pneu-matico dovuta alla forza tangenzia-le applicata, l’impronta a terradiviene massima proprio nel mo-mento in cui è n e c e s s a r i a : i n c u r v a .

L’incremento in negativo del-l’angolo di camber ha comunquele sue controindicazioni: nell’uti-lizzo normale ed in rettilineo (sipensi ai lunghi tragitti autostrada-li), la parte interna del battistradasi usurerà p i ù d e l n o r m a l e , e d i n o l -

tre anche il grip longitudinale(quello necessario in accelerazionee frenata) sarà m i n o r e p o i c h é èridotta la superficie d’appoggio delbattistrada. Solo alcune vetturesportive permettono la regolazionedella campanatura: in genere, come

nel Macpherson, essa è f i s s a . P e r l evetture da competizione derivatedalla serie vengono talvolta realiz-zate delle asole al posto dei fori cheospitano le viti di unione dell’am-mortizzatore al portamozzo.

In tal caso è p o s s i b i l e a n g o l a r e a

piacimento il portamozzo rispettoall’ammortizzatore.

Modificare gli angoli di inciden-za e King-pin è c o s a p i ù a r d u a .

Infatti, in tal caso andrà m o d i f i -cato lo schema sospensivo stesso;in pratica, sarebbe necessario mo-

dificare la posizione dei fulcri suiquali ruota il portamozzo. Alcunevetture sportive, dotate di geome-tria sospensiva evoluta come itriangoli sovrapposti, dispongonodi registrazioni a vite per la posi-zione dei braccetti. Nel caso del

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Macpherson invece, gra-zie ad un supporto mobile delcuscinetto superiore dell’ammor-tizzatore, è p o s s i b i l e r e g i s t r a r e(entro angoli limitati e comunquesu vetture da competizione) sial’incidenza sia il King-Pin. Comeabiamo in precedenza accennato,questi due angoli sono necessariprettamente per funzioni pratichecome il ritorno di sterzo e la stabi-lità i n r e t t i l i n e o : u n a l o r o m o d i f i c a ,quindi, non è i n d i s p e n s a b i l e s e n o nsi hanno a disposizione validi stru-menti di misura in modo da regi-strare, durante il moto sussultoriodella sospensione e durante la ster-zata, il modificarsi del camber.

Se l’incidenza ed il King-pin(l’angolo longitudinale e trasversa-le dell’asse di sterzo) fossero nulli,la campanatura misurata a ruotedritte permarrebbe anche a ruotesterzate. Così n o n è i n e f f e t t i ,quindi la campanatura si modificasempre durante la guida; la modi-fica degli angoli che definiscono laposizione dell’asse di sterzo èdunque consigliata solo se è p o s s i -bile verificarne efficacemente glieffetti sulla campanatura.

Abbassiamo la scoccaIl mercato offre oggi appositi kit

per la modifica dell’assetto dimolti modelli presenti sui listini.

Per le vetture più s p o r t i v e è a d -dirittura possibile optare tra diversilivelli di durezza e/o di altezza dellemolle. Anche gli ammortizzatoripossono essere sostituiti con altridalla taratura più r i g i d a o a d d i r i t t u -ra dalla taratura registrabile. Questikit sono spesso un’ottima soluzioneper chi intendesse aumentare latenuta di strada della propria vettu-ra, a scapito del comfort, s’intende.Abbassare la scocca di qualchecentimetro comporta principalmen-te due vantaggi: il più e v i d e n t e èquello relativo all’abbassamentodel baricentro, il secondo è i n v e c e

relativo alla pene-trazione aerodinamica.

Un baricentro basso genera unminore movimento di rollio incurva, quindi si ha l’impressioneche la vettura sia più s t a b i l e : i nrealtà, i l g r o s s o v a n t a g g i o s i v e d enei repentini cambiamenti di traiet-toria, dove l’auto sarà p i ù p r o n t a emancheranno i continui coricamen-ti (rollio) in fase di handling.

Montare molle più b a s s e s i g n i f i -ca quasi sempre montare mollepiù r i g i d e , e d e l l e m o l l e p i ù r i g i d econtribuiscono a loro volta adaumentare la rigidezza al rollioenfatizzando gli effetti sopra detti.

Gli effetti indesiderati in questocaso sono di ordine pratico, comel’impossibilità d i p a s s a r e d o s s i orampe con disinvoltura. La sostitu-zione degli ammortizzatori è u n ascelta radicale nella modifica del-l’assetto di una vettura, vistoanche il costo di tali elementi.

Gli ammortizzatori, in unasospensione, servono a rallentare ilmovimento sussultorio della ruota(non hanno alcuna funzione por-tante), per cui la loro maggiorerigidezza migliora sì l a t e n u t a d istrada, poiché è m i n o r e l ’ o s c i l l a -zione della sospensione su stradesconnesse, ma può a n c h e a v e r el’effetto contrario. Un ammortiz-zatore troppo rigido, infatti, fareb-be saltare l’intera vettura ed oltre avanificare l’indispensabile contattogomma-asfalto, potrebbe danneg-giare i braccetti della sospensioneo i loro attacchi. In definitiva,abbassando la vettura, bisognasempre verificare gli angoli carat-teristici, in particolar modo il cam-ber. Se abbassando la scocca diuna vettura se ne è m o d i f i c a t oinvolontariamente l’angolo dicamber, magari rendendolo positi-vo, si è f a t t o p i ù m a l e c h e b e n ealla tenuta di strada di tale vettura.

Questa infatti potrebbe rima-nere immutata, ma per control’usura dei pneumaticirisulterà i r r e g o l a r e e p i ùrapida.

di Carlo Vinci

BIBLIOGRAFIA:L’assetto, teoria e pratica

Motor Books Teck Editrice

Un interessante confronto dell’impronta a terra di una ruotadotata di camber statico nullo e di una con camber negativodi 5°. S i n o t i c o m e i n c u r v a l a r u o t a p i ù a n g o l a t a d i s p o n g adella massima superficie d’appoggio, proprio nel momentodi maggiore necessità

Il controllo attivo di sterzata della New Discovery (ACE) prevede l’utilizzo di molle elicoidalia escursione molleggiante relativamente ridotta

In questo confrontoè p o s s i b i l e a p p r e z z a r eappieno le potenzialitàdi sospensioni evolute(quadrilatero deformabile)nei riguardi delle più c o m u n ie versatili (per ingombroe costo di realizzazione)Macpherson. Se ipotizziamoche in rettilineo entrambele vetture avessero cambernullo, si nota come in curvail Macpherson non siain grado che di produrreun camber positivosu entrambe le ruote(il che significa scarsosfruttamento del battistradae consumo irregolaredei pneumatici), mentreil quadrilatero deformabileangola più c o r r e t t a m e n t ele ruote, in modo che essepossano lavorare semprenel miglior modo possibile

Più s i c u r e z z a e p i ù c o m f o r t : i p r o g e t t i s t i d e l l a O p e lhanno apportato alcuni ritocchi all’apprezzatasospensione con geometria DSA (DynamicSafaty). Modifiche alla geometria dellasospensione anteriore e nuove tarature degli ammortizzatori e dello sterzo hanno miglioratoulteriormente l’assetto,la maneggevolezzae la tenuta su stradadell’Omega

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