Angoli caratteristici delle sospensioni: Convergenza e Campanatura

Sicuramente più volte vi sarete chiesti che cosa cambia nel comportamento dinamico della vostra auto se, invece che limitarvi a variare altezza e rigidezza del comparto molla e ammortizzatore, vi doveste spingere a modificare uno o più angoli caratteristici della sospensione (convergenza, campanatura, incidenza e inclinazione asse di sterzo). Bene, la tematica è sicuramente complessa ed estesa ma cercherò di renderla il più semplice e comprensibile.

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La sospensione, cioè quell’assieme di leve e di elementi elasticamente deformabili che vincolando le masse non sospese con le masse sospese, ha il compito di porre gli pneumatici nelle migliori condizioni possibili di contatto con il suolo così da permettere loro di trasmettere a terra tutte le forze necessarie. La geometria della sospensione deve quindi consentire alla ruota di seguire una cinematica adeguata (svincolata dalla cassa e quanto più perpendicolare all’asfalto) che consenta non solo di avere il massimo dell'impronta a terra quando lo pneumatico è più sollecitato ma anche di mantenere nel suo movimento tutti gli angoli caratteristici quanto più possibile corretti. Ecco perché ogni seppur minima variazione di anche solo uno di questi angoli innesca una forte influenza sul comportamento dinamico della vettura. Ma quali sono questi angoli caratteristici? Gli angoli da tenere in considerazione durante il set-up di un assetto sono quattro e sono la convergenza e la campanatura, che influenzano il comportamento della vettura in rettilineo, e l’incidenza e l’asse di sterzo, che modificano il comportamento della vettura in curva. In questa prima puntata andremo ad analizzare i primi due, lasciando la trattazione degli altri due a un prossimo articolo.

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La convergenza è l'angolo che ogni ruota ha con l'asse longitudinale del veicolo. Una convergenza positiva corrisponde ad avere la parte anteriore della ruota rispetto alla parte posteriore più vicina all'asse centrale dell'auto. In caso contrario si parla di convergenza negativa. Una convergenza positiva in genere aumenta la stabilità in rettilineo dell'asse su cui viene applicato mentre una convergenza negativa al contrario lo rende più reattivo e maneggevole nei cambi di direzione e nelle svolte. Per questo motivo si tende a costruire auto con convergenza positiva sulle ruote anteriori, così da migliorare la stabilità in frenata quando le ruote tendono a divergere, e convergenza sempre positiva sulle ruote posteriori, così da stabilizzare l'auto in ingresso in curva e renderla meno nervosa in uscita di curva. Certo è che il suo incremento tanto all’anteriore quanto al posteriore comporta notevoli vantaggi in termini di guidabilità e un più veloce ingresso in curva mentre una sua riduzione (chiusura) porta a una maggiore stabilità e tenuta laterale. In entrambi i casi, sia troppo positivo che troppo negativo, accelera il riscaldamento e il consumo anomalo degli pneumatici, incrementa la resistenza all'avanzamento e può portare a fenomeni di sottosterzo o sovrasterzo.

La campanatura è l’angolo compreso tra la verticale e il piano di mezzeria della ruota. Una campanatura positiva comporta che le ruote abbiano la parte superiore inclinata verso l’esterno. In caso contrario si parla di campanatura negativa. Tale angolo è quello che maggiormente influenza la tenuta in strada ed è importante per garantire il corretto contatto a terra della ruota non solo in fase statica o in rettilineo ma anche e soprattutto nella percorrenza di una curva cioè quando si innescano i fenomeni di deriva e rollio. E’ però un angolo che risente molto delle variazioni non trascurabili causate dal movimento delle sospensioni e dello sterzo o dalle stesse sconnessioni dell’asfalto ed è per questo che la sua regolazione è influenzata da diversi fattori. Una prima regolazione potrebbe essere fatta in base alla velocità di percorrenza delle curve, ricordando che in linea generale un aumento del camber verso il negativo (cioè con la parte superiore della ruota sempre più inclinata verso l’interno) porta a un aumento della forza laterale che lo pneumatico è in grado di sopportare e che l'applicazione di un angolo di camber statico negativo può compensare la perdita di campanatura in fase di rollio facendo si che lo pneumatico mantenga la massima impronta a terra quando serve. Ragionando in questo modo nelle curve più veloci può essere ragionevole adottare un leggero camber negativo in modo da migliorare il comportamento dell'auto mentre in quelle lente è meglio avere un camber più vicino al neutro per aumentare l’aderenza dell’asse e di conseguenza la trazione in rettilineo. Non va, infine, dimenticato che una vettura eccessivamente camberata sia in positivo che in negativo porterà inevitabilmente a un maggiore e non uniforme consumo degli pneumatici e a una minore capacità nel grip longitudinale a causa della ridotta superficie di appoggio del battistrada tanto in fase statica quanto in quella dinamica. In ultimo, esagerati ed estremi valori di camber sfociano in comportamenti poco prevedibili della vettura perché innescano improvvisi diminuzioni della massima forza laterale, esercitabile dallo pneumatico, una volta che questa ha raggiunto il suo valore massimo.

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