SOVRASTERZO & SOTTOSTERZO: come gestirli ?

Sovrasterzo e sottosterzo sono due comportamenti differenti, ma entrambi direttamente collegati alla perdita di controllo del nostro veicolo durante la percorrenza di una curva.

Qualche definizione

Per comprendere meglio la trattazione successiva risulta utile introdurre alcuni concetti:

• angolo di sterzo: angolo con il quale si indica la rotazione dell’asse-ruota anteriore rispetto al telaio. Può anche essere visto come l’angolo di rotazione fornito dal conducente tramite volante, trasmesso con dei cinematismi all’asse anteriore;
• angolo di deriva: angolo con cui si definisce lo sfasamento tra la direzione assunta dalle ruote anteriori e la reale direzione seguita dal veicolo.

Sterzata del veicolo

Descriviamo i vari processi che si susseguono durante la sterzata del veicolo.

L’inserimento in curva comincia imponendo un angolo di sterzo. Questo fa nascere un angolo di deriva sull’asse anteriore che genera una forza laterale verso l’interno della curva (il veicolo sta entrando in un moto rotatorio). L’asse anteriore inizia ad inserirsi in curva e sul veicolo si sviluppa una velocità di imbardata  (rotazione attorno all’asse verticale passante per il baricentro).

Questo, automaticamente, porta a generare un angolo di deriva anche sull’asse posteriore. Analogamente anche l’asse posteriore sviluppa una forza laterale che induce il veicolo a raggiungere una condizione di equilibrio dinamico, ossia gli permette di percorrere una curva in condizioni stazionarie.

La buona percorrenza di una curva si ha quando il baricentro del veicolo viene mantenuto sulla traiettoria curvilinea stabilita. Questa condizione però si ottiene solamente quando sia l’asse anteriore che quello posteriore riescono a generare delle forze dirette verso l’interno della curva tali da equilibrare la forza d’inerzia creatasi, nota anche come “forza centrifuga”.

Coefficiente di sottosterzo

Nello studio della dinamica del veicolo si utilizza il parametro k per definire il coefficiente di sottosterzo, termine fondamentale per caratterizzare il comportamento in curva di un veicolo. Tale parametro è legato alla differenza degli angoli di deriva dell’asse anteriore e dall’asse posteriore, all’angolo di sterzo, e alla velocità di percorrenza della curva. E’ possibile ottenere il seguente grafico che mostra come varia l’angolo di sterzo in funzione della velocità con k differenti:

da cui si possono distinguere tre comportamenti:

1. se k è positivo l’angolo di sterzo δ dovrebbe essere aumentato progressivamente con la velocità per percorrere una generica curva di raggio R; il veicolo infatti sviluppa angoli di deriva maggiori sull’asse anteriore rispetto al posteriore, facendo scivolare il veicolo “per la tangente” con un allargamento di traiettoria: questo è il comportamento sottosterzante.
2. se k è nullo gli angoli di deriva anteriori e posteriori sono identici, e la curva può essere percorsa con angolo di sterzo δ costante: parliamo in questo caso di veicolo neutro.
3. se k è negativo avremo un angolo di deriva maggiore al posteriore, come se il posteriore stesso volesse sorpassare l’asse anteriore: questo porta il veicolo ad accennare un testacoda e sarà necessario diminuire l’angolo di sterzo δ durante la percorrenza della curva. Quest’ultima situazione è tipica di un veicolo sovrasterzante.

Come reagire in curva ?

Un veicolo sottosterzante, sviluppando angoli di deriva maggiori all’anteriore, tenderà ad allargare la curva, rendendone difficile l’inserimento. Per poter gestire questa situazione è sufficiente diminuire l’accelerazione e momentaneamente anche l’angolo di sterzo. In questo modo avremo un trasferimento di carico all’avantreno, ossia una miglior aderenza tra pneumatico e asfalto, e la conseguente ripresa del controllo.

Gestire un veicolo in fase di sovrasterzo è invece più complicato, nonostante in ambito sportivo sia sicuramente più divertente. La perdita del posteriore fa sì che il muso si direzioni pericolosamente verso l’interno della curva. In questa situazione è consigliato non premere il pedale del freno, soprattutto con un veicolo a trazione anteriore, né aumentare l’angolo di sterzo, pena testacoda; infatti, paradossalmente, per correggere un sovrasterzo bisognerà mantenere il piede sull’acceleratore e agire repentinamente con un controsterzo (ruotare quindi il volante verso l’esterno della curva).

Le case automobilistiche conoscono bene questi comportamenti, ma conoscono ancora meglio i propri clienti. Pochi di loro sono piloti esperti, ed è per questo motivo che cercano di progettare veicoli tendenzialmente sottosterzanti (il comportamento neutro è più un caso accademico che realistico). Infatti uscire da un leggero sottosterzo risulta piuttosto intuitivo e non richiede particolari conoscenze o abilità tipiche piuttosto del sovrasterzo.

Se siete particolarmente interessati ad approfondire alcuni aspetti riguardanti la dinamica del veicolo, provate a dare un’occhiata anche qui: L’equilibrio dinamico di un veicolo: determinazinone delle reazioni tra suole e ruote