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Titolo: Molle, ammortizzatori, barre antirollio

Ricopio qui una risposta appena data in un thread vecchissimo, magari a 
qualcuno può interessare. Si parlava dell'influenza di molle, 
ammortizzatori e barre antirollio sul rollio e sulle torsioni della scocca.
o-o-o-o-o-o
Facciamo un paio di distinguo, tanto per chiarire il discorso.
Immaginiamo, per cominciare, che la scocca sia rigida e non ci sia alcuna 
torsione.
Il rollio, *in condizioni stabilizzate*, dipende solo e soltanto da molle e 
barre antirollio, gli ammortizzatori possono anche essere smontati, oppure 
resi rigidissimi, che non cambia nulla.
Infatti il rollio dipende esclusivamente dalla differenza tra le forze 
applicate alle sospensioni destra e sinistra.
Curvando, dato che (purtroppo) il baricentro è più in alto rispetto 
all'asse di rollio, la forza (apparente) centrifuga che agisce sul 
baricentro tende a caricare le sospensioni lato esterno e scaricare il lato 
interno.
(per inciso: sarebbe anche possibile costruire delle sospensioni per cui 
l'asse di rollio coincida col baricentro, eliminando completamente il 
rollio, oppure addirittura avere l'asse di rollio più alto del baricentro, 
ottenendo un rollio in direzione opposta, come nelle moto)
Bene, dicevo: rispetto all'equilibrio statico, una sospensione vede più 
peso, quindi si comprime, l'altra vede meno peso, quindi si estende. In 
mancanza di barre antirollio, il gioco finisce qui: si raggiunge un 
equilibrio tra forza applicata e compressione della molla, secondo la nota 
equazione Fm = Km * S dove Fm è la forza applicata alla molla, Km la 
costante elastica della molla, S lo schiacciamento della medesima.
Quindi avremo:
Fmdx = Km * Sdx
Fmsx = Km * Ssx
rispettivamente a destra e a sinistra.
Se c'è anche la barra antirollio a questo va aggiunta appunto la reazione 
della barra, che è una molla e obbedisce quindi alla legge
Fb = Kb * (Ssx - Sdx)
L'equilibrio della sospensione diventa quindi (immaginando di percorrere 
una curva a sinistra):
Fmdx - Fb = Km * Sdx
Fmsx + Fb = Km * Sdx
E quindi:
Fmdx - Kb * (Ssx - Sdx) = Km * Sdx
Fmsx + Kb * (Ssx - Sdx) = Km * Sdx
Sistema di due equazioni in due incognite (Ssx e Sdx).
E allora cosa servono gli ammortizzatori?
Abbiamo parlato di assetto stabilizzato, ma in effetti quel che accade è 
che si passa, in modo dinamico, da diverse condizioni di equilibrio.
Nel caso in esempio, con ogni probabilità prima della curva a sinistra 
c'era un rettilineo. Imboccata la curva il guidatore gira il volante di tot 
gradi e l'auto comincia a inclinarsi finché, appunto, non raggiunge la 
posizione di equilibrio.
Se non ci fossero gli ammortizzatori la sollecitazione innescherebbe delle 
oscillazioni intorno al punto di equilibrio.
Gli ammortizzatori (o più propriamente smorzatori) servono appunto a 
smorzare le oscillazioni, permettendo di raggiungere la posizione di 
equilibrio senza oscillazioni (cioè senza superare la posizione di 
equilibrio per poi tornare indietro).
Reagiscono con una forza che è proporzionale alla velocità, cioè alla 
derivata prima dello schiacciamento S: Fa = R * S'
Ecco perché scrivevo che, in condizioni stabilizzate, l'ammortizzatore può 
essere anche smontato: interviene solo nei transitori.
Faccio notare che, in ambito automobilistico, la forze in gioco sono ben 
diverse: gli ammortizzatori mettono in gioco forze di un ordine di 
grandezza superiore alle molle.
Tornando alle scocche, queste sono tutt'altro che rigide, quindi vi è 
sempre un po' di torsione, nelle curve, dato che l'auto è tutt'altro che 
equilibrata tra avantreno e retrotreno.
La scocca "riceve dalle sospensioni" le reazioni di molle e ammortizzatori, 
spesso nello stesso punto (ad esempio sui McPherson), altre volte in punti 
diversi.
Essendo come dicevo forze assai diverse, come intensità, in quei casi in 
cui sono applicate in punti diversi della scocca il dimensionamento di 
quest'ultima è assai differente.
Vediamo ora come una variazione della costante elastica K delle molle o 
della costante di smorzamento R degli ammortizzatori può influire sulla 
torsione della scocca.
Molle: la reazione della molla sulla scocca è esattamente pari alla forza 
applicata alla molla dalla sospensione, che dipende quindi solamente dalle 
masse in gioco e dalle forze dinamiche.
Irrigidendo la molla diminuisce lo schiacciamento della sospensione a 
parità di forza applicata, ma la forza "trasmessa" dalla molla alla scocca 
rimane assolutamente invariata.
Di conseguenza, anche la torsione della scocca rimane identica.
Oltretutto, in ambito dinamico, le forze in gioco sono talmente differenti 
da poter tranquillamente affermare che la variazione nella costante 
elastica delle molle non influisce sulla torsione della scocca.
Consideriamo però l'esempio di quelle auto in cui, parcheggiando con una 
ruota posteriore sul marciapiede, il portellone ha difficoltà ad aprirsi, 
in quanto il "quadro" posteriore si deforma diventando un parallelepipedo:
è se vogliamo un caso di "reazione inversa" della molla.
Immaginiamo, per semplificare, che in quella situazione l'auto rimanga 
perfettamente in piano, cioè che non cambi la ripartizione dei pesi sugli 
assi in base allo spostamento del baricentro.
La conformazione dei punti di appoggio impone uno schiacciamento differente 
delle due sospensioni posteriori, quindi da un lato la forza di reazione 
della molla sarà superiore rispetto all'altro lato.
Questo può indurre una torsione della scocca.
Aumentando la costante elastica della molla, il fenomeno si accentua, fino 
ad arrivare addirittura al sollevamento della ruota dal lato opposto 
rispetto al marciapiede. In effetti, se ci pensate, il caso limite della 
molla rigidissima è quello della sospensione completamente bloccata. In 
questo caso, salendo sul marciapiede con una ruota, l'altra si alza da 
terra, quindi tutta la sollecitazione si sposta su un lato e la torsione è 
massima.
All'opposto, immaginando una molla con costante elastica bassa ed 
escursione ruota altissima, le sollecitazioni rimangono pressoché 
invariate: è il caso della Dyane, in cui l'escursione posteriore è di 50 
centimetri. E' quindi corretta l'affermazione di Spinazzola per cui, 
irrigidendo le molle posteriori, il fenomeno del portellone che non si 
chiude si amplifica.
Parlando invece di ammortizzatori, occorre avviare il motore e guidare 
l'auto, dato che gli ammortizzatori, con l'auto spenta e parcheggiata con 
una ruota sul marciapiede, sono inattivi.
Ecco, come dicevo, le forze in gioco sono 10 volte maggiori e di 
conseguenza le sollecitazioni sulla scocca sono molto più sensibili, anche 
se, in genere, i punti di attacco degli ammortizzatori sono dimensionati in 
modo ben diverso.
Aumentando la costante di smorzamento degli ammortizzatori i fenomeni di 
torsione (o flessione) della scocca possono divenire importanti, tanto da 
vanificare completamente il beneficio introdotto dall'irrigidimento. 
Infatti la cosa sgradevole delle torsioni e flessioni della scocca è il 
fatto di essere elastiche e non smorzate, cioè di rendere impreciso l'assetto.
Riassumendo:
- in ambito statico (auto parcheggiata, curva in regime stabilizzato) 
contano solo molle e barre antirollio e le sollecitazioni sono 
relativamente modeste. Fanno eccezione alcuni casi particolari (auto 
parcheggiata con una ruota 20cm più in alto dell'altra) che però in ambito 
dinamico porterebbero alla distruzione istantanea dell'automobile (provare 
a prendere un marciapiede a 50 all'ora per credere).
- in ambito dinamico (variazioni d'assetto, buche) contano quasi solo gli 
smorzatori, che sono la causa di ogni sollecitazione sulla scocca. Occorre 
quindi, anche in base alla rigidità della scocca e della spalla degli 
pneumatici, non esagerare nell'irrigidimento degli smorzatori, per non 
ritornare nel caso delle oscillazioni non smorzate.
Puff, pant.
-- 
8tto (35,36+32+75+110+133,MI)
Ratafià, elisir, aquabuse,
è una bottiglieria...
Mille-feuilles, tarte auxpommes, chantilly,
è una pasticceria...

 Puff, pant.
Tutto molto bello, ma IMHO manca un aspetto tipicamente ingegneristico e
fondamentale: la relazione che deve esserci tra indice di carico della
molla e frenaggio dell'ammortizzatore. 
Tratto da 
http://idam.homelinux.org/idam/gpl/setupguide/index.html
a cura di Crononauta
___________
Molle e ammortizzatori devono essere concordi, a molle morbide si
associano ammortizzatori morbidi, e viceversa. Una molla dura con un
ammortizzatore morbido oscillerà non frenata a sufficienza, poiché sarà
"più forte" dell'ammortizzatore. E' superfluo dire che un'auto così sarà
difficilissima da guidare, una frenata o un accelerata (o anche una
semplice sterzata) avrà un primo momento di reazione "a vuoto" poiché la
molla affonda senza freno. Poi di colpo prenderebbe carico, e
immediatamente dopo rimbalzerebbe verso l'alto scaricandosi. Aumentare la
durezza delle molle o delle barre, in questo caso, peggiorerebbe solo il
fenomeno.
Viceversa, se freno troppo gli ammortizzatori ottengo come risultato delle
reazioni "indecifrabili": andando a caricare la sospensione, questa si
comporta dapprima come se fosse durissima, ma poi cederebbe
progressivamente andando a sfruttare un'escursione ampia. Questo provoca
due principali fenomeni:
1) durante un curvone (ideale per "saggiare" questo fenomeno è la Curva
Grande di Monza) l'auto sembra tenere tantissimo in ingresso, salvo poi a
metà curva cominciare progressivamente a sbandare perdendo aderenza, mano
a mano che l'ammortizzatore affonda e la molla si comprime; e non è tutto,
il problema sorge nell'andare a controllare questa sbandata:
controsterzando, il retrotreno non reagirà subito alla correzione, poiché
verrà "trattenuto" dall'elevato valore di "freno" dell'estensione. E
quando poi finalmente la molla riesce a vincere l'ammortizzatore, ci
troviamo una grande corsa della sospensione (dovuta alla molla morbida)
che va a scaricarsi. A questo punto, o ci siamo già girati prima (perché
il retrotreno non ha seguito la correzione), oppure veniamo sparati di
colpo verso l'esterno cominciando un difficilissimo pendolamento.
2) l'inserimento di curva diventa estremamente critico: rilasciando il
freno per inserirci in curva, l'alto freno dell'estensione ci trattiene
"in basso" il muso dell'auto, e quindi tutto il peso ancora davanti.
Andare a inserirsi in curva in queste condizioni ci condanna quasi
certamente a un testacoda; è inutile correggere l'auto dando gas, questo
ci fa solo entrare troppo veloci in curva e il testacoda lo facciamo poco
più avanti
_____________
Ciao
PeoFSZ1600
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
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 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 molla e frenaggio dell'ammortizzatore. 
Ah, be', certo. Ho volutamente tralasciato tutti i calcoli che legano 
rigidità K e smorzamento R. Ovviamente sulle auto il sistema dev'essere 
smorzato e con un fattore di smorzamento che esaurisca l'oscillazione entro 
una semionda.
Per approfondimenti:
http://pdmec4.mecc.unipd.it/DINAMOTO/on-line%20papers/sospensioni/sospensioni.htm


 una semionda.
Ehm... uhm... ho letto tutto, ma la precisazione di Peo mi fa capire
che mettersi ad alterare le sospensioni della casa madre può rendere
l'auto decisamente pericolosa.
Insomma: dopo quello che avete scritto, difficilmente io mi fiderei a
mettere ammortizzatori/molle non originali, a meno che questi non siano
venduti in kit specifici per la mia auto.
Inoltre: gli ammortizzatori si usurano (anche se i barboni come me
sfidano le leggi della fisica e tengono tutto originale fino ad almeno
200k km) e lo sappiamo tutti. Ma che succede alle molle? Anch'esse
andrebbero cambiate (immagino: se gli ammo mi durano 200k km., le molle
dovranno durarmi almeno il triplo! :PP)?
Ciao!
GigioTD

 Ciao!
Ciao!


 dell'auto.
E per chi l'altezza può variarla soffiando aria negli ammortizzatori?
Teknologia teteska!
=:P
Vabbé... cmq da quello che dici credo di avere la risposta alla
domanda di riserva: il telaio degrada nel tempo? Immagino di no....
Ciao
GigioTD

 domanda di riserva: il telaio degrada nel tempo? Immagino di no....
Si degrada eccome.
Il valore di rigidità torsionale facilmente dimezza in 100.000 chilometri.


 domanda di riserva: il telaio degrada nel tempo? Immagino di no....
si invece
pensa alla barra duomi... in realtà su alcune auto nuove è pressochè
inutile... ma su un'auto già usata la puoi sentire molto di più
e il fatto che alcune siano regolabili in lunghezza significa che i due
duomi possono non essere più nella posizione prevista ad auto nuova...

 duomi possono non essere più nella posizione prevista ad auto nuova...
Posizione che spesso è comunque assai variabile...


 Il valore di rigidità torsionale facilmente dimezza in 100.000 chilometri.
Urka... questa poi... :o
Ciao
GigioTD

 Urka... questa poi... :o
Le saldature cedono, la lamiera si stira...
Hai notato che le auto vecchie scricchiolano? Mica è colpa dei 
rivestimenti, è quel che c'è sotto che si muove.
Comunque il fenomeno non è preoccupante. Le attuali specifiche di rigidità 
delle scocche nascono con il solo scopo di non far scricchiolare gli 
arredi. Per la tenuta di strada basterebbe molto ma molto meno.
Ciao


 ha scritto nel messaggio 
news:4f7iboF...@individual.net...
Cut.
Ti ringrazio per le spiegazioni tecniche che coincidono perfettamente con la 
mia esperienza di guida, io stesso sono sempre stato contrario alla 
sostituzione delle molle o delle barre, ma vorrei aggiungere una cosa a 
proposito dell esperienza di guida: la situazione in cui si arriva a sentire 
lavorare la torsione del telaio si può sperimentare quando si arriva al 
limite in una curva ad alta velocità. In questa situazione la molla viene 
compressa al massimo, per via dell'accelerazione laterale che raggiunge 
valori prossimi a 1,3g, la sospensione arriva a pacco , ossia al fine corsa 
dell'ammortizzatore e si blocca o quasi (tamponi di fine corsa) in 
compressione,  ora più l'ammortizzatore è poco frenato, maggiore è la 
velocità in cui si arriva a pacco e maggiore è la sollecitazione sul telaio. 
Ora su strada ma anche nella maggioranza delle piste, l'asfalto non è liscio 
come una tavola da biliardo, ed i movimenti di cassa che si hanno 
all'approssimarsi del raggiungimento del fine corsa devono essere ben 
frenati.
Gli ammo di serie non mi stancherò mai di dirlo sono progettati per dare un 
mix di confort e sportività. Ho fatto appositamente l'esempio dell'M5, ma 
anche se volete delle Ferrari moderne per far capire che l'abbinamento 
molla-ammortizzatore ha un margine elevatissimo, le stesse Ferrari possono 
arrivare a raddoppiare il carico dell'ammortizzatore tra posizione confort e 
race. 

 leggermente.
Purtroppo non ho conoscenze in loco di persone che possano farmi il
lavoro... a Roma ne avevo identificato uno tramite Peppe di IDM, ma
allora avevo la dedra e adesso non sono più a Roma.
Vabbé, ho deciso che mi tengo i miei, va! :PP
Ciao
GigioTD

 baricentro tende a caricare le sospensioni lato esterno e scaricare il 
Piccolo appunto : quel purtroppo non ha senso di esistere.
Se non ci fosse quella differenza di altezza, e relativo rollio, non si 
avrebbe l'importantissima regolazione sulle antirollio che serve a 
correggere il comportamento dell'auto


Ma se non ci fosse quella differenza di altezza non avresti rollìo e neppure 
la barra anti-rollio... :-p 
Inviato da X-Privat.Org - Registrazione gratuita 
http://www.x-privat.org/join.php

 la barra anti-rollio... :-p 
Appunto, e non potresti correggere sovra o sottosterzo

 Appunto, e non potresti correggere sovra o sottosterzo
Puoi sempre intervenire sulle geometrie, carreggiate etc etc.. non esistono 
solo le antirollio :)
Comunque sia.. un "sano" rollio ha effetti benefici
-- 
McRae(28,115 lenti e puzzolenti,180 su 2 ruote,RSM)
YFZ R1 2004
ICQ#1355575
passare da un benza a un diesel č bello come passare dal sedile di guida di 
un'auto, ad una poltroncina come passeggero di una corriera
www.bikermat.net
 

 Comunque sia.. un "sano" rollio ha effetti benefici
Infatti.


 Posizione che spesso è comunque assai variabile...
posizione "prevista" infatti :P

 Appunto, e non potresti correggere sovra o sottosterzo
L'"auto ideale®"!!! :-) 


 Puff, pant.
Non ci hai ancora detto tutta questa solfa cosa c'entra con lo 0-100.
Gai un video 0-100 o parli così a vanvera? (Getix semi cit.)
acme

 Gai un video 0-100 o parli così a vanvera? (Getix semi cit.)
Sto pian piano truccando la 406, prossimamente posterò un video STREPITOSO.
