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Le Molle e gli Ammortizzatori

  • 17 Ott 2003
Un interessante articolo sulle molle e su gli ammortizzatori Le molle Il tipo più diffuso di molla è quello elicoidale, costituita da un tondino d'acciaio speciale, avvolta a spirale secondo un'elica cilindrica o conica, al cui interno viene inserito l'ammortizzatore. Una molla è un elemento elastico e la forza che esercita (sia in estensione che in Glossary Link compressione) è proporzionale all'accorciamento della molla stessa rispetto alla sua posizione di riposo ed alla sua costante elastica (che dipende dal tipo di materiale usato, dal suo spessore...); se la costante elastica ha un valore elevato allora la molla risulta dura, mentre se ha un valore basso allora risulta morbida. Nel caso delle molle progressive, invece, la costante elastica non è costante ma aumenta all'aumentare della compressione della molla, questo permette ad una molla d'avere un comportamento "morbido" all'inizio per poi diventare "rigido" con l'aumentare della sua compressione (questo può accadere perchè varia il diametro del filo d'acciaio oppure il passo ed il diametro d'avvolgimento). Mentre dal punto di vista matematico le molle non presentano particolari complicazioni, lo stesso non si può dire dal punto di vista dell'assetto. Il problema è che lavorano in due dimensioni: longitudinalmente e trasversalmente rispetto all'asse della macchina. Ad esempio: una macchina con molle morbide non solo presenterà  un accentuato Glossary Link rollio nelle curve veloci, ma abbasserà  anche molto il muso nelle staccate violente e lo alzerà  molto nelle accelerazioni. Ciò è dovuto al fatto che le molle devono compensare i momenti che si creano (dovuti al rollio ed al Glossary Link beccheggio) e molle morbide devono essere compresse parecchio per resistere ad una data forza; si può quindi dire che la durezza delle molle influenza praticamente tutto: reazione alle asperità  del terreno, rigidità  al rollio, rigidità  al beccheggio, ecc... In generale una molla più rigida diminuisce il grip della ruota corrispondente, mentre una molla più morbida l'aumenta. Ciò accade perché le molle contrastano il trasferimento di peso (sia longitudinalmente che trasversalmente) e, a parità  di sterzata, accelerazione o frenata, una molla più rigida subirà  una compressione minore, con conseguente minor movimento del Glossary Link telaio e quindi minor trasferimento di peso; al contrario, una molla più morbida subirà  un accorciamento maggiore e quindi provocherà  un maggior spostamento di peso. Se la strada presenta una serie di piccole asperità  ravvicinate fra loro, molle rigide faranno saltellare la macchina, con danno per la tenuta di strada, quindi bisognerà  utilizzare delle molle più morbide per mantenere i pneumatici a contatto del terreno. Su piste lisce, invece, bisogna usare molle più rigide per aumentare la reattività  della macchina e la sua capacità  di effettuare i salti. Ammortizzatori AmmortizzatoreGli ammortizzatori hanno il compito di frenare i rimbalzi delle molle dopo che la vettura ha superato un'irregolarità  del fondo stradale: senza di essi le molle continuerebbero ad oscillare in modo incontrollato rendendo la guida molto pericolosa. La maggio parte degli ammortizzatori è di tipo telescopico; l'ammortizzatore risulta costituito da un Glossary Link cilindro sigillato, pieno d'olio, che contiene un Glossary Link pistone collegato ad un'asta. Un'estremità  del cilindro è fissata all'asse, mentre l'altra estremità  è fissata al corpo della vettura.Quando una ruota si solleva a causa di un'irregolarità  del terreno, l'ammortizzatore si comprime costringendo il pistone a muoversi all'interno del cilindro con conseguente spostamento dell'olio dalla parte inferiore del cilindro a quella superiore attraverso piccoli fori (a volte anche attraverso valvole unidirezionali) situati nel pistone.La distensione della molle tende a fare estendere l'ammortizzatore: il pistone risale nel cilindro, ma questo movimento è rallentato perchè l'olio deve nuovamente scorrere attraverso i fori presenti nel pistone e quindi l'ammortizzatore rallenta la Glossary Link corsa della molla, assorbendo tutta l'energia "del rimbalzo". In termini di energia, le molle assorbono l'energia durante la compressione rilasciandola nella fase di estensione mentre gli ammortizzatori franano sempre il movimento della molla, dissipando l'energia associata al loro movimento consentendo ai pneumatici di rimanere a contatto col terreno quanto più possibile. Ciò suggerisce che l'ammortizzatore dovrebbe sempre essere regolato in funzione della durezza della molla: non bisogna mai abbinare un ammortizzatore molto morbido ad una molla molto rigida o un ammortizzatore molto duro ad una molla molto morbida. Piccoli aggiustamenti, tuttavia, possono dare risultati molto interessanti: un ammortizzatore un pò più duro renderà  più stabile la macchina e rallenterà  i movimenti sia di beccheggio che di rollio. Bisogna notare che l'ammortizzatore influenza solo la velocità  con cui avvengono i movimenti di beccheggio e di rollio e non la loro entità ! Quindi, se si vuole che una macchina presenti meno rollio, sarà  necessario intervenite sulle barre anti-rollio o sulle molle, ma non sugli ammortizzatori. Ciò che si può regolare con l'ammortizzatore è la velocità  con cui la sospensione riprende la posizione di partenza: se una macchina con molle morbide ma ammortizzatori duri viene schiacciata verso il basso, ritornerà  nella posizione originale molto lentamente perchè gli ammortizzatori freneranno molto la forza della molla, mentre una macchina con molle rigide ed ammortizzatori morbidi si comporterà  nel modo opposto, ovvero riprenderà  molto velocemente la posizione originale. La stessa situazione si ha in uscita dalle curve: in curva, il peso si sposta e il telaio si sarà  inclinato lateralmente e/o longitudinalmente, ma quando si raddrizza lo sterzo le sollecitazioni dovute alla sterzata scompaiono e il telaio riassume la configurazione originale; la velocità  con cui ciò avviene è determinata dalla durezza degli ammortizzatori. Una macchina con molle morbide e ammortizzatori duri mostrerà  la tendenza a voler continuare a curvare quando si raddrizza lo sterzo, e tenderà  a voler andare dritta quando si comincia a sterzare; avrà  un comportamento in generale poco reattivo ma molto dolce. D'altro canto, invece, una macchina con molle rigide e ammortizzatori morbidi sarà  molto reattiva: seguirà  velocemente e aggressivamente la volontà  del pilota ma in modo più nervoso. Le proprietà  di un ammortizzatore si possono variare tramite i buchi presenti nel pistone oppure cambiando il tipo di olio presente nel cilindro. Dal punto di vista statico, la combinazione di un pistone con fori piccoli e olio fluido equivale a quella di un pistone con fori grandi e olio viscoso e la sensazione che si potrà  avere schiacciando la macchina con la mano sarà  la stessa. L'effetto sulla guida sarà  lo stesso nei passaggi a bassa velocità  (velocità  del pistone rispetto al cilindro dell'ammortizzatore, e non della velocità  della macchina), come nelle curve lente e su irregolarità  a bassa frequenza. La vera differenza, tuttavia, si ha nel comportamento ad alta velocità  (sempre del pistone rispetto al cilindro e ciò può accadere, ad esempio, quando si ritocca terra dopo un salto oppure passando velocemente sopra un dosso): la prima combinazione andrà  velocemente in blocco (più precisamente si avrà  un blocco idraulico dovuto ad una differenza di resistenza, di solito molto elevata, tra il funzionamento "a velocità  bassa" e quello a "velocità  alta") a causa della maggiore velocità  dell'olio più fluido (poichè, a parità  di tempo, deve passare la stessa quantità  di olio attraverso fori più piccoli e quindi la velocità  deve essere maggiore), la seconda combinazione, invece, sarà  meno propensa ad andare in blocco a causa della maggior lentezza con cui scorre il fluido molto più viscoso, per questo motivo, si avrà  un blocco solo per velocità  del pistone molto più alte o addirittura non si verificherà  per nulla (semplificando il concetto, non si otterrà  il blocco perchè all'interno dei buchi del pistone, in cui scorre il fluido, non si raggiungono le velocità  elevate che determinano il blocco, ovvero il salto di "resistenza opposta al movimento"). La scelta del pistone e dell'olio giusti dipende soprattutto dal tracciato della pista: salti "killer" o irregolarità  "scassa-telaio" richiedono pistoni con fori piccoli per impedire che il telaio impatti col terreno (rendendo tra l'altro molto instabile la macchina in quei frangenti), invece se la pista è molto irregolare e piena di solchi bisognerebbe orientarsi verso pistoni con fori grandi poichè il blocco degli ammortizzatori farebbe rimbalzare la macchina rendendola molto instabile.

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