Capita a chiunque abbia guidato su una strada sconnessa di percepire piccoli movimenti strani al volante, come se l’auto volesse cambiare direzione da sola. Dietro questa sensazione c’è spesso un fenomeno tecnico ben preciso chiamato bump steer, ovvero la variazione dell’orientamento di una ruota sul piano orizzontale provocata dal movimento della sospensione, anche quando lo sterzo resta perfettamente fermo. Quando la ruota sale o scende rispetto alla carrozzeria, la geometria dei bracci e della tiranteria può farla convergere o divergere. Il risultato è una piccola sterzatura che si aggiunge a quella richiesta da chi guida, senza che nessuno l’abbia voluta.
Ecco il punto che molti trascurano. Una convergenza statica corretta da fermo descrive soltanto una posizione del sistema, nulla di più. Per capire come si comporta un’auto sullo sconnesso, in rollio oppure dopo un ribassamento, serve sapere come cambia la convergenza lungo tutta la corsa della sospensione. L’analisi corretta richiede tre passaggi ben distinti: ricostruire i vincoli geometrici, separare il movimento ideale dalle deformazioni che nascono sotto carico e collegare l’orientamento delle ruote alle forze sviluppate dai pneumatici.
Convergenza statica e variazione dinamica, due cose diverse
La convergenza statica è l’angolo delle ruote nella condizione di riferimento, con altezza della carrozzeria, carico, posizione dello sterzo e procedura di allineamento tutti ben definiti. Il bump steer invece si descrive con una curva, associando a ogni spostamento verticale l’angolo della singola ruota. Nel gergo tecnico bump indica la compressione, rebound l’estensione. Un segno positivo indica convergenza, uno negativo divergenza.
Attenzione a non fare confusione. L’angolo di una singola ruota non va scambiato con la convergenza totale dell’asse. Anche i valori espressi in millimetri dipendono dal diametro di riferimento usato per trasformare l’angolo in una differenza tra distanze. Per piccoli angoli vale una relazione geometrica semplice: con un diametro di 600 mm e un angolo di 0,1 gradi si ottengono circa 1,05 mm. È solo un esempio di conversione, non una specifica di allineamento. Prima di mettere a confronto due schede tecniche conviene sempre verificare che riportino lo stesso tipo di angolo e lo stesso riferimento dimensionale.
Il ruolo del tirante e le diverse architetture
I bracci della sospensione guidano posizione e orientamento del portamozzo. La testina esterna del tirante dello sterzo è fissata al portamozzo, quella interna alla cremagliera. A cremagliera ferma, un tirante idealmente rigido impone una distanza costante tra le due testine. Quando il movimento ammesso dagli altri vincoli richiede una rotazione del portamozzo per rispettare quella distanza, la convergenza cambia. Il punto decisivo è la compatibilità delle traiettorie nello spazio, non in una sola fotografia. Un tirante che in una foto sembra parallelo a un braccio può avere lunghezza diversa, attacchi disassati e un’inclinazione differente vista dall’alto.
Il principio resta valido con architetture diverse, cambiano solo i vincoli. Nei doppi triangoli il portamozzo è guidato dai bracci superiore e inferiore. Nello schema MacPherson intervengono il montante, l’attacco superiore e il braccio inferiore. Nei multilink il movimento nasce dall’azione combinata dei singoli collegamenti. Al retrotreno un braccio dedicato al controllo della convergenza può avere una funzione simile a quella del tirante, pur senza una cremagliera comandata dal volante. Per questo il bump steer può riguardare anche ruote che non sterzano. E misurarlo con lo sterzo centrato non basta a risolvere tutto all’avantreno, perché la posizione della cremagliera e del portamozzo cambia durante la sterzata. La progettazione deve verificare l’interazione tra corsa verticale e comando dello sterzo nel campo di utilizzo pertinente, insieme al rapporto di sterzo e alla differenza di angolo tra ruota interna ed esterna in curva. Il gradiente di bump steer, infine, indica quanto rapidamente cambia la convergenza in un determinato punto della corsa, e può essere espresso in gradi per millimetro.
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Immagine: gommeblog.it