Tutto ciò che devi sapere sulla sospensione auto e sulla maneggevolezza dell’auto

Tutto ciò che devi sapere sulla sospensione auto e sulla maneggevolezza dell’auto. Il design di una sospensione per auto è dettato da vari fattori come la dimensione o la categoria del veicolo, specificando in particolare lo spazio disponibile per l’installazione della sospensione, la sua categorizzazione nel mercato e la preferenza progettuale del produttore (ad esempio, il potere di erogare ruote anteriori, posteriori o tutte e quattro le ruote.

I principali tipi di sospensioni per auto

In questa sezione, presentiamo un elenco delle architetture di sospensione più utilizzate. Esistono diversi tipi di sistemi di sospensione. Differiscono a seconda che si trovino sull’assale anteriore o posteriore del veicolo. Tutti questi sistemi possono essere suddivisi in due gruppi: sospensioni ad assi rigidi e sospensioni ad assi indipendenti. Generalmente, l’assale anteriore è dotato di sospensioni indipendenti mentre il tipo ad assale rigido è utilizzato nelle ruote posteriori.

1. Sospensione tipo MacPherson

Il sistema è stato inventato nel 1940 e utilizzato per la prima volta nel modello Ford Consul. Equipaggia i sistemi di trazione anteriore e posteriore. È una sospensione indipendente, composta da un unico braccio di sospensione (molla e ammortizzatore), una barra antirollio (barra antirollio) e un braccio inferiore. La caratteristica principale di questo tipo di sospensione è il singolo componente, che comprende i Meccanismi a tre funzioni e ha la forma di un pilastro (pilastro-montante). Le 3 funzioni che svolge sono

– Collegamento del corpo, in due punti, superiore e inferiore.

– Sostenere e ruotare le ruote sterzanti per girare il veicolo.

– Smorzamento delle vibrazioni durante il movimento del veicolo.

Il collegamento tra ingranaggi sospesi e non sospesi è realizzato da un collegamento sferico sul lato della ruota e un asse laterale del telaio (per consentire diverse impostazioni delle sospensioni). Il sistema di molle dell’ammortizzatore (noto anche come puntone) è collegato da una cerniera al telaio. Questo montante funge anche da asse di rotazione del sistema di sterzo tramite un collegamento sferico. L’ammortizzatore svolge quindi due missioni: smorzare i movimenti relativi tra la ruota e il telaio e partecipare alla cinematica del piano di movimento della ruota attraverso la barra di torsione e il braccio inferiore. L’asta dell’ammortizzatore ha un diametro maggiore rispetto all’ammortizzatore utilizzato in altri tipi di sospensioni. La differenza tra un “vero” MacPherson e un “falso” MacPherson è l’aggiunta di una “forbice” inferiore al montante MacPherson (combinazione di smorzamento verticale). Di conseguenza, la funzione di guidare il livello della ruota non è più svolta attraverso il braccio più basso e la barra di torsione ma attraverso il triangolo più basso. Il vantaggio del falso MacPherson è che consente alla casa automobilistica di saltare la barra di commutazione, poiché questa non ha alcuna funzione nello sterzo. Ciò riduce i costi di produzione e la massa dell’albero. Per i veicoli leggeri, la rigidità delle molle può essere sufficiente a garantire la stabilità del telaio di torsione. Se è presente una barra di torsione, quest’ultima è attaccata alle aste, che a loro volta sono attaccate al supporto sotto la molla. Sospensione Pseudo-MacPherson Con asse di rotazione indipendente. Uno pseudo-MacPherson con un asse di rotazione indipendente ha il vantaggio di scollegare le impostazioni dell’angolo di camber e la posizione dell’asse di rotazione. Questo tipo di sospensione viene utilizzato principalmente nei veicoli da corsa. Lo svantaggio è il costo più elevato rispetto a un tipico pseudo-MacPherson. Con un sistema di sospensioni adattive, le sospensioni pneumatiche garantiscono un livello stabile su entrambi gli assi, indipendentemente dal carico. Quattro sensori di altezza assicurano il rilevamento continuo della distanza tra gli assi e il telaio. Se la centralina rileva una variazione della distanza specificata, attiva un compressore che bilancia la pressione nei componenti della molla tramite elettrovalvole. Entro poche classi di secondo viene trovata la distanza specificata. Impedendo che la parte posteriore del veicolo si inclini sotto il peso di un carico, le sospensioni adattive aumentano la sicurezza e il comfort. Le regolazioni del livello sensibili alla velocità aiutano anche a risparmiare carburante migliorando la manovrabilità e l’efficienza. Anche la stabilità in sterzata è migliorata bloccando il differenziale sulle molle dell’assale.

2. Sospensione attiva

Utilizzate principalmente nei veicoli di fascia alta e precedenti da Citroën, le sospensioni attive consentono la regolazione delle caratteristiche delle sospensioni fornendo energia di pressione tramite pompa dell’olio o compressore d’aria. Questa alimentazione di energia di pressione consente, ad esempio, di mantenere il telaio in orizzontale, indipendentemente dal carico o dall’accelerazione del veicolo, dalla fase di frenata o svolta e dalla regolazione dell’altezza del veicolo. È quindi una sospensione adattiva con ampie possibilità. L’ultimo sviluppo in questo tipo di sospensioni è la previsione delle anomalie stradali e l’adattamento delle caratteristiche delle sospensioni ad esse, come nel Magic Body Control di Mercedes. Il produttore tedesco ha collegato la sospensione a telecamere che leggono il profilo stradale. Fino a una velocità di 80 km / h, il veicolo è in grado di prevedere la velocità della strada per regolare di conseguenza le proprietà delle sospensioni pneumatiche (sospensioni pneumatiche Airmatic).

3. Sospensione multi-link

La sospensione multi-link è generalmente composta da cinque bracci per impedire in modo indipendente qualsiasi grado di libertà della ruota. Solo lo spostamento verticale è controllato dalla serranda. Lo sviluppo di questo post è relativamente complesso: le masse inedite sono relativamente grandi e il volume è abbastanza grande. In effetti, le sospensioni multi-link sono generalmente utilizzate solo nelle berline sia anteriori che posteriori. Solo alcuni modelli di auto compatte hanno sospensioni multi-link e solo la parte posteriore.

4. Doppia sospensione a forbice

Comunemente utilizzato in auto da corsa, supercar (Lamborghini Aventador, McLaren 650S) o fuoristrada (Range Rover, Toyota Land Cruiser). Consiste in una forbice superiore e una forbice inferiore (con due punti di montaggio sul lato del telaio e un punto di montaggio sul lato del mozzo) per guidare la ruota. Con doppia sospensione a quadrilatero, l’albero della ruota poggia su due bracci triangolari e un’asta di accoppiamento. La stabilità verticale è assicurata dalla trave in appoggio sul triangolo inferiore. Il vantaggio di questo tipo di sospensioni è l’altezza ridotta e l’ampia larghezza di carico, che consentono l’adozione di sospensioni che favoriscono il comportamento “sportivo”. Questa costruzione ha un effetto benefico sul movimento di tutte e quattro le ruote (4 ruote motrici), sulla trasmissione di forze motrici significative e sulla trazione stradale. La sospensione a doppio triangolo è molto compatta e, con una adeguata asta di accoppiamento, evita carichi laterali eccessivi. Le variazioni includono la sospensione a doppia forbice estremamente solida e la sospensione posteriore trapezoidale. Il design a doppio triangolo offre un elevato comfort di guida, dinamica e maneggevolezza del veicolo. Tuttavia, il suo costo di costruzione è elevato. Questo è il motivo per cui è generalmente un equipaggiamento stabile solo su modelli di punta come Mercedes Classe E e S, BMW Serie 5 e 7 e Audi A4.

Risultato dell’utilizzo della sospensione di MacPherson

Comfort

Lo scopo principale delle sospensioni per auto è quello di alleviare i disturbi causati dai difetti stradali e, idealmente, eliminare le vibrazioni eccessive del veicolo e dei passeggeri, al fine di garantire un miglior comfort e benessere ai passeggeri. I passeggeri possono provare disagio quando subiscono l’accelerazione delle vibrazioni. Ad esempio, a determinate frequenze, le vibrazioni in alcuni organi del corpo umano possono causare disagio. Inoltre, l’esposizione a lungo termine alle vibrazioni aumenta la sensibilità del corpo umano. In questo contesto, per trovare la quantità di comfort, gli standard fissano i limiti di tolleranza del corpo umano alle vibrazioni in funzione dell’ampiezza, frequenza e durata dei disturbi.

Manipolazione

Fondamentalmente, il controllo è la capacità del veicolo di mantenere la sua trazione su una pista controllata nonostante le forze di accelerazione, frenata e forza centrifuga, indipendentemente dal tipo di fondo stradale e dai carichi trasportati. Poiché i pneumatici sono l’unico collegamento tra il veicolo e la strada, la trazione inizia da loro e quindi dal loro design e dalle loro condizioni. Ma è importante anche la capacità delle sospensioni di mantenere le gomme a contatto con il suolo. In generale, più il bacino è stretto e flessibile, migliore è l’aderenza del pneumatico. Tuttavia, anche la flessibilità del materiale di gomma utilizzato deve essere limitata per garantire una durata di servizio sufficientemente lunga. Il pneumatico e il suo battistrada, in fibre e acciaio, devono anche resistere al calore generato dallo sfregamento del pneumatico sulla strada e dalla continua combustione che si verifica. Quando il veicolo viaggia a velocità costante e in linea retta, la manovrabilità non è un problema. D’altra parte, su terreno irregolare o su una rampa, il pneumatico deve assorbire non solo le forze esercitate dal veicolo per mantenere la sua trazione in queste condizioni speciali (a cui si aggiunge la forza di avvolgimento), ma anche le forze derivanti dalla coppia motore e impianto frenante.

Conclusione

La sospensione è uno degli elementi più importanti per la sicurezza del veicolo e il comportamento su strada. Oggi vengono utilizzati diversi tipi di sospensione (anteriore e posteriore) in base ai criteri di prestazione del veicolo fissati dalle case automobilistiche (costo, manovrabilità, comfort.). In base a questi criteri, gli ingegneri possono scegliere il tipo di sospensione più adatto (McPherson, Double Scissor, Multiple Rods, ecc.) E quindi iniziare a lavorare sulle impostazioni delle sospensioni. Se si dice che le sospensioni multi-link indipendenti siano le più avanzate, questa affermazione non può essere ingannata: Peugeot e Porsche sono esempi perfetti. Le sospensioni adattive aggiungono valore alla loro guida suggerendo diverse modalità di funzionamento. Tuttavia, i risultati sono limitati perché limitati alla modifica delle caratteristiche di smorzamento. Sarebbe pericoloso per un costruttore suggerire due modalità radicalmente diverse (Racing e Comfort ad esempio), senza il rischio di modificare in modo significativo le caratteristiche di trazione, provocando una perdita di trazione. In caso di emergenza, la risposta del veicolo deve essere prevedibile per non sorprendere il conducente. Infine, le sospensioni attive rappresentano il miglior comportamento di guida possibile su strada: si adattano alle asperità della strada per “trasportare gli occupanti di un veicolo nel massimo comfort, soprattutto quando la sospensione sa prevedere il profilo della strada”. Le sospensioni attive sono meno adatte per i veicoli sportivi da corsa a causa del loro peso intrinseco.

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