Sospensione ad Assale Torcente: A metà strada tra l’Interconnessione Dipendente & Indipendente

La tecnologia in questione non è di certo una delle più recenti: Tant’è che l’assale a ponte torcente può considerarsi uno dei veri e propri cavalli di battaglia della tecnica costruttiva di Wolkswagen e Fiat degli anni ’70/’80. Precisamente nacque sui modelli Fiat Uno, dotata dello storico propulsore Fire e Volkswagen Golf; per poi diffondersi sulla maggior parte delle vetture di piccola-media cilindrata a trazione anteriore. Parliamo di autovetture di un certo livello, come: la Renault 5 GT Turbo, la Peugeot 205 GTI, la Peugeot 106 Rally. Una volta capito il “Quando” di questa tecnologia, passiamo a valutarne le ragioni.

Nel mondo dei veicoli e non solo, si cerca sempre una soluzione ibrida: vale a dire a metà strada tra due tipologie differenti, al fine di unire più aspetti positivi possibili. L’assale torcente è di per sé una soluzione con ruote ad interconnessione dipendente. Tuttavia, la deformazione torsionale di un materiale ad alto carico deformativo definiscono un certo grado di libertà e indipendenza tra le due ruote al posteriore.

Com’è fatto?

Essenzialmente la struttura è quella di una sospensione ad assale rigido: Due bracci al posteriore longitudinali alla vettura, collegati al telaio della stessa. Un bel portamozzo rigido per vincolare i due bracci alla trave (chiamata talvolta traversa) torcente, cioè dotata di un certo grado di libertà, a livello di rotazione attorno al suo stesso asse.

Il collegamento della struttura assale con la carrozzeria/abitacolo è garantita dai soliti elementi elasto-smorzanti: sospensioni con ammortizzatori, molle elicoidali (a spirale) cilindretto e stantuffo oleodinamico/pneumatico ad azionamento idraulico/meccanico/elettronico.

In comune col ponte rigido ha la caratteristica di mantenere, in qualsiasi condizione di funzionamento, le ruote sempre perpendicolari al terreno.
Come si comporta in curva? Decisamente bene! La resistenza che la struttura (e di conseguenza la vettura) garantisce alle forze trasversali, che tendono a portare all’esterno il veicolo durante una curva, sono abbastanza elevate.

Come funzionano?

Quando il manto stradale definisce due differenti tipi di sollecitazione, a livello delle due ruote, i due bracci rispondono in maniera differente.(come ovvio che sia).

Ciò porta in sollecitazione la trave di collegamento, la quale garantisce una torsione, e quindi una risposta alla sollecitazione, indipendente tra le due ruote.

Un’altra soluzione?

Altra soluzione interessante a livello dinamico-meccanico è quella offerta da Fiat con il modello Coupè. In questo caso, a differenza di prima, la “traversa” è vincolata ai bracci a livello del centro delle ruote e non ad una certa distanza “d” dalle stesse. (fig.3)
Dal punto di vista dinamico questo cosa varia?
Le sollecitazioni provenienti dalla ruota si trasmettono ai bracci perpendicolarmente all’asfalto e a sua volta agli estremi della barra di collegamento. In questo modo il momento di flessione garantito dalla traversa (barra) funge da elemento elasto/smorzante per la struttura stessa; come se fosse una molla.

Sia che parliamo di sollecitazioni simili (a destra e sinistra dell’assale), sia che parliamo di sollecitazioni differenti e indipendenti. La struttura (grazie ad un vincolo diretto sul centro delle ruote) presente maggiore flessibilità rispetto alle soluzioni: assale a ponte rigido e ponte torcente.

 Vantaggi:

La differenza, nonché punto di forza della tecnologia, rispetto al ponte rigido sta proprio nel fatto che strutturalmente sono identiche. Ma praticamente il ponte torcente garantisce:

• miglior comfort alla guida;
• controllo maggiore in curva;
• maggiore stabilità: sui fondi sconnessi e viscidi (a coefficiente d’attrito basso), per via del minor stato di stress a cui è sottoposto l’intero telaio.

E ancora: Una risposta neutra a sollecitazione equivalente agli estremi della barra e materiali duttili in via di continuo sviluppo.

La flessione della barra e quindi dei bracci al posteriore, per effetto della forza centrifuga apparente durante una curva, provoca la cosiddetta “sterzatura aggiuntiva” sull’asse posteriore.

E’ come se schiacciando un estremo (per esempio il destro se la curva è verso destra) dell’assale posteriore la vettura si incurvasse e sterzasse nel verso la direzione considerata.

Pertanto è necessario progettare con molta accuratezza la sezione della trave (in funzione delle sollecitazioni previste), la distanza dal centro-ruota e il materiale. In funzione della distanza centro-ruota si definisce la variazione di campanatura e convergenza del veicolo.

Difetti?

Essendo una soluzione ibrida conserva pregi e difetti di entrambe le tipologie di interconnessione: Dipendente e indipendente.
Dalla configurazione a ponte rigido conserva il difetto di far lavorare l’avantreno con un valore di sottosterzo abbastanza importante.
Sottosterzo come difetto nella risposta dei veicoli durante una curva, tendendo ad allargare verso l’esterno. Seppur con una buona risposta del materiale in torsione, l’avantreno risulta molto sollecitato e stressato.

Con una buona fase di progettazione, questa soluzione risulta essere migliore del sistema MacPherson (se al posteriore); ma non ancora in grado di raggiungere l’architettura a Multilink o a bracci trasversali.

Curiosità:

Nel mondo Rally era molto utilizzata questa soluzione in quanto permetteva di avere un posteriore molto più flessibile. Si aumentava la capacità del veicolo di “scodare” e driftare con estremo controllo del sottosterzo della vettura.