Le sospensioni: non solo comfort

Le sospensioni costituiscono il meccanismo con cui il telaio di un’automobile viene collegato alle ruote. Se il collegamento fosse rigido, verrebbero compromessi sia il comfort a bordo che la stabilità del veicolo. Infatti le irregolarità del terreno verrebbero trasmesse dalle ruote al telaio senza essere attutite. Inoltre in caso di rilievi o alte velocità si rischierebbe di perdere contatto con il suolo.

Le sospensioni non devono alterare i movimenti dal punto di vista della direzione del veicolo ma rendere elastici gli altri spostamenti. In particolare le oscillazioni verticali, laterali (rollio) e tra anteriore e posteriore (beccheggio). Un buon meccanismo favorisce anche l’aderenza a terra degli pneumatici e dunque la stabilità in curva.

Le regolazioni e i parametri legati alle sospensioni definiscono il concetto di “assetto” di un veicolo. I principali sono: convergenza, angolo di camber e incidenza.

Esistono varie tipologie di sospensioni, ma tutte hanno elementi base in comune. Essi sono un ammortizzatore, un elemento elastico e i bracci di collegamento. In generale le sospensioni adottate per le ruote anteriori sono diverse da quelle posteriori. Inoltre possono essere impiegate delle barre stabilizzatrici o anti rollio, per collegare le ruote dello stesso asse.

Il componente elastico

Si tratta di una molla che può essere a spirale o a lamina incurvata.

• La molla a spirale è composta da un tondino in acciaio avvolto a spirale. Essa può flettersi in maniera elastica tornando senza deformazioni alla condizione di riposo. Il carico è determinato dalla reazione della strada al peso del veicolo. Questa prima tipologia è la più impiegata nelle sospensioni perché garantisce un ridotto ingombro laterale.
• La molla a lamina incurvata, o balestra, è composta da lamine sovrapposte. Più lamine (dette foglie) ci sono, più la molla sopporta carichi maggiori. Questo tipo di molla si usa nelle sospensioni a ponte rigido o a ruote interconnesse. Inoltre sono almeno due, fissate a ciascuna ruota, e costituiscono appoggio e collegamento al telaio. Le varie lamine durante la flessione e il ritorno a riposo scorrono una contro l’altra. Così possono dissipare parte dell’energia cinetica al loro interno.

L’ammortizzatore

La molla, quando viene sollecitata, tende ad espandersi e ricomprimersi creando oscillazioni pericolose che solo in piccola parte vengono assorbite dal peso dell’auto. Per questo motivo interviene l’ammortizzatore, cioè un dissipatore di energia. Viene introdotta nelle sospensioni una resistenza meccanica che smorza l’energia elastica e cinetica della molla. Questa resistenza può operare solo in compressione (ammortizzatore a singolo effetto) o anche in distensione (ammortizzatore a doppio effetto). Gli ammortizzatori possono essere a gas oppure ad olio.

Bracci delle sospensioni

Si tratta di una struttura che collega il porta mozzo della ruota al telaio. Può essere una biella e viene prodotta in ferro, ghisa o lega leggera di Alluminio. Possono essere omessi nel caso di particolari molle a balestra che fungono anche da appoggio per il telaio. La biella è dotata di due boccole alle estremità ed è fissata tramite bulloni. Essa però da sola non è sufficiente. Infatti bisogna tenere conto della forza di taglio presente durante la frenata o in accelerazione. (Il telaio tende a proseguire la corsa in frenata e a rimanere fermo durante l’accelerazione).

Si realizzano dunque bracci con strutture più complesse, a triangolo o a quadrilatero. Essi sono sempre fissati tramite boccole ma tramite più punti su telaio e ruota. Una soluzione alternativa adottata anni fa è quella di agganciare i bracci ad una barra stabilizzatrice trasversale che li trattiene nelle situazioni di frenata.