Comportamento dinamico del veicolo: tenuta, stabilità e schemi sospensivi

[Riddleman]

Buona giornata a tutti, cari autopareristi.

Ultimamente, causa abbondanza di tempo libero , ho cercato di approfondire le mie conoscenze automobilistiche affrontando un ramo del quale, ahimé, so ancora molto poco: il comportamento del veicolo in curva.

Premesso che conosco la differenza fra stabilità e tenuta, vorrei sapere quanto e come questi due parametri siano influenzati dalla bontà del telaio e dallo schema sospensivo della vettura.

Inoltre, confidando nelle vostre conoscenze, mi piacerebbe sapere cosa comporti una perdita di tenuta, dato che una perdita di stabilità comporta sottosterzo/sovrasterzo.

Grazie mille per le eventuali risposte,

GR

[Guest EC2277]

Praticamente hai chiesto di riassumerti gran parte del corso triennale d'Ingegneria Meccanica ed uno dei tre esami più difficili della Laurea Specialistica in Veicoli Terrestri.

Una domanda più facile?

Chessò qualcosa del tipo: «Dio esiste e quali sono i suoi progetti per noi?»

Ad ogni modo armati di tanta pazienza poiché le risposte che a breve riceverai ti creeranno, per i primi tempi almeno, più dubbi che altro.

[Riddleman]

Praticamente hai chiesto di riassumerti gran parte del corso triennale d'Ingegneria Meccanica ed uno dei tre esami più difficili della Laurea Specialistica in Veicoli Terrestri.

Una domanda più facile?

Chessò qualcosa del tipo: «Dio esiste e quali sono i suoi progetti per noi?»

Ad ogni modo armati di tanta pazienza poiché le risposte che a breve riceverai ti creeranno, per i primi tempi almeno, più dubbi che altro.

Sono contento di avere scelto il Corso di Laurea adatto, quindi.

Comunque, non chiedo spiegazioni tecniche ed impeccabili, ma solo delle delucidazioni da prendere sulla fiducia (conoscendo la serietà dei membri di questo forum), dato che mi mancherebbero presumibilmente gli strumenti per capirle!

[Motron]

Mah gli effetti di una perdita di tenuta o di stabilità sono simili, ovvero se guidi un'auto in una zona di funzionamento instabile rischi il sotto/sovra sterzo, viceversa se percorri una curva a velocità costante, in regime diciamo "stazionario", e vai incontro ad una lastra di ghiaccio che modifica repentinamente il coefficiente di attrito non fai altro che traslare le tue condizioni di moto in un altro sistema, laddove ti porteranno in zona di instabilità.. spero di essermi spiegato un po!

Comunque da quel che mi ricordo di Meccanica del veicolo sono 3 i paramentri fondamentali: peso, distribuzione sugli assi e coefficienti descrittivi degli pneumatici.

Sicuramente lo schema sospensivo ha molta importanza, ma piu che sulla stabilità credo interissino maggiormente il feeling di guida

[TonyH]

Lo schema sospensivo influisce molto sulla stabilità per via delle variazioni degli angoli caratteristici

[Motron]

Lo schema sospensivo influisce molto sulla stabilità per via delle variazioni degli angoli caratteristici

Si assolutamente, ma noi al corso di MDV (sicuramente molto base eh) non ne tenevamo mai conto, forse perchè trascurabili rispetto alle variazioni del sistema molla smorzatore o della generazione della forza centrifuga. Infondo il sistema sospensivo cambia l'impronta a terra diciamo, giusto? Quindi schiaccia o dilata i diagrammi di stabilità ma non ne cambia la geometria!

[Riddleman]

Innanzitutto ringrazio entrambi per l'interessamento e per le risposte, fa sempre piacere ricevere pareri da parte di persone competenti.

Mah gli effetti di una perdita di tenuta o di stabilità sono simili, ovvero se guidi un'auto in una zona di funzionamento instabile rischi il sotto/sovra sterzo, viceversa se percorri una curva a velocità costante, in regime diciamo "stazionario", e vai incontro ad una lastra di ghiaccio che modifica repentinamente il coefficiente di attrito non fai altro che traslare le tue condizioni di moto in un altro sistema, laddove ti porteranno in zona di instabilità.. spero di essermi spiegato un po!

Comunque da quel che mi ricordo di Meccanica del veicolo sono 3 i paramentri fondamentali: peso, distribuzione sugli assi e coefficienti descrittivi degli pneumatici.

Sicuramente lo schema sospensivo ha molta importanza, ma piu che sulla stabilità credo interissino maggiormente il feeling di guida

Lo schema sospensivo influisce molto sulla stabilità per via delle variazioni degli angoli caratteristici

Ricapitolando (sperando di avere capito bene):

* la tenuta non è influenzata dallo schema sospensivo né dalla rigidità di ammortizzatori-molle, ma soltanto dalla massa del veicolo, dalla conformazione degli pneumatici, dalla deportanza e dalla distribuzione dei pesi sui due assali.

* la stabilità, invece, è strettamente legata allo schema delle sospensioni, alla loro rigidità, alla bontà del telaio.

Una domanda mi sorge spontanea, dunque: le prestazioni di un'auto in curva dipendono in maggior modo dalla stabilità o dalla tenuta?

Se ho capito bene, la tenuta è fondamentale, ma spesso le auto con troppa tenuta si rivelano poco stabili ed è necessario trovare un giusto equilibrio fra le due cose.

[TonyH]

Si assolutamente, ma noi al corso di MDV (sicuramente molto base eh) non ne tenevamo mai conto, forse perchè trascurabili rispetto alle variazioni del sistema molla smorzatore o della generazione della forza centrifuga. Infondo il sistema sospensivo cambia l'impronta a terra diciamo, giusto? Quindi schiaccia o dilata i diagrammi di stabilità ma non ne cambia la geometria!

Si cambia "solo" l'impronta a terra....diciamo che in assetto stabilizzato non ti serve tanto, è molto importante nei transitori per vedere quanto e come ti fa variare l'impronta a terra

Innanzitutto ringrazio entrambi per l'interessamento e per le risposte, fa sempre piacere ricevere pareri da parte di persone competenti.

Ricapitolando (sperando di avere capito bene):

* la tenuta non è influenzata dallo schema sospensivo né dalla rigidità di ammortizzatori-molle, ma soltanto dalla massa del veicolo, dalla conformazione degli pneumatici, dalla deportanza e dalla distribuzione dei pesi sui due assali.

* la stabilità, invece, è strettamente legata allo schema delle sospensioni, alla loro rigidità, alla bontà del telaio.

Una domanda mi sorge spontanea, dunque: le prestazioni di un'auto in curva dipendono in maggior modo dalla stabilità o dalla tenuta?

Se ho capito bene, la tenuta è fondamentale, ma spesso le auto con troppa tenuta si rivelano poco stabili ed è necessario trovare un giusto equilibrio fra le due cose.

La velocità in curva "pura" ovvero il picco di accelerazione laterale dipende solo dalla tenuta. La stabilità è più indice della facilità di controllo da parte del guidatore. Su cui non bisogna eccedere, perchè la stabilità è il contrario dell'agilità...ovvero della capacità del veicolo di cambiare traiettoria (da rettilineo a curva)

Il fatto che auto con tanta tenuta si rivelino meno stabili è perchè essendo auto dall'impronta sportiva si tende a privilegiare l'agilità, che un guidatore smaliziato sa usare alla perfezione per essere più veloce.

[Motron]

Si cambia "solo" l'impronta a terra....diciamo che in assetto stabilizzato non ti serve tanto, è molto importante nei transitori per vedere quanto e come ti fa variare l'impronta a terra

Esattamente quello che intendevo Giustamente il "solo" che intendevo era relativo, poichè importantissimo!

Ricapitolando (sperando di avere capito bene):

* la tenuta non è influenzata dallo schema sospensivo né dalla rigidità di ammortizzatori-molle, ma soltanto dalla massa del veicolo, dalla conformazione degli pneumatici, dalla deportanza e dalla distribuzione dei pesi sui due assali.

* la stabilità, invece, è strettamente legata allo schema delle sospensioni, alla loro rigidità, alla bontà del telaio.

Una domanda mi sorge spontanea, dunque: le prestazioni di un'auto in curva dipendono in maggior modo dalla stabilità o dalla tenuta?

Se ho capito bene, la tenuta è fondamentale, ma spesso le auto con troppa tenuta si rivelano poco stabili ed è necessario trovare un giusto equilibrio fra le due cose.

Mettiamola cosi, come dice giustamente TonyH la tenuta è la capacità dell'auto di esprimere elevate forze di contatto, tanto piu sono elevate, tanto piu l'auto è in grado di contrastare la forza centrifuga che si sviluppa, parallelamente tanto meno un'auto è pesante tanto meno queste forze (direttamente proporzionali alla massa ed al quadrato della velocità) saranno elevate.

Dunque, prendendo sempre come riferimento una situazione a regime (la percorrenza di una curva a velocità costante) la tenuta è influenzata sicuramente dalla qualità degli pneumatici, dalla ripartizione dei pesi (telaio) e dalla geometria delle sospensioni, ovvero dalle caratteristiche che esse esprimono sotto schiacciamento. Un quadrilatero mantiene sempre gli angoli caratteristici in modo ottimo, con una conseguente impronta a terra migliore, un ponte rigido tendenzialmente sarà inferiore (poi la cosa non è mai definibile cosi, si valuta da caso a caso)

La stabilità invece esprime la capacità del sistema di digerire le interferenze. Tanto per capirci prendi un pendolo. se tu lo alzi e lo metti perfettamente in centro esso sarà fermo, ma basterà un piccolo tocco per farlo scendere mutando cosi tutte le sue condizioni di moto (sistema non stabile), mentre se lo giri verso il basso, qualunque perturbazione tu gli porterai esso comunque tornerà nella situazione originale.

Applicato all'auto, questo è l'effetto che il sitema molla-smorzatore applica alla ruota: prendiamo un auto progettata male che percorre a 100km/h un viadotto autostradale, bene potrebbe capitare che, se il sitema entri in risonanza, la ruota si stacchi dal terreno mandando a zero la forza trasmessa, con conseguenze immaginabili, idem magari in un transitorio curva-controcurva. La stabilità dunque è la capacità del sistema di digerire queste perturbazioni, che appunto si studiano come disturbi in situazioni stazionarie. Questo è essenzialmente causato dai valori di rigidità e smorzamento, ma anche dalle masse (sopratutto quelle sospese: ruote ecc) e dalle frequenze proprie dell'intera vettura (quindi essenzialmente telaio).

Tutte e due le capacità, quando vengono meno, portano al mancato rispetto dell'equazione forze sviluppate dalla macchina= forze richieste per stare in traiettoria, cioe alla perdità di aderenza

[Riddleman]

La velocità in curva "pura" ovvero il picco di accelerazione laterale dipende solo dalla tenuta. La stabilità è più indice della facilità di controllo da parte del guidatore. Su cui non bisogna eccedere, perchè la stabilità è il contrario dell'agilità...ovvero della capacità del veicolo di cambiare traiettoria (da rettilineo a curva)

Il fatto che auto con tanta tenuta si rivelino meno stabili è perchè essendo auto dall'impronta sportiva si tende a privilegiare l'agilità, che un guidatore smaliziato sa usare alla perfezione per essere più veloce.

Grazie mille TonyH, hai fatto un buon esempio e penso di avere (finalmente ) capito.

Nelle auto sportive, quindi, si cerca di irrigidire molle e sospensioni per diminuire l'angolo di rollio e di beccheggio, ma così facendo la tenuta non diminuisce?

Mi sembrava di aver letto un tuo post che diceva che in una certa misura avere un angolo di rollio maggiore aiuta a migliorare la tenuta perché vi è più carico sulle ruote esterne. Sto sognando?

Scusa se approfitto della tua disponibilità, ma sono molto curioso quando si parla di automobili .

Mettiamola cosi, come dice giustamente TonyH la tenuta è la capacità dell'auto di esprimere elevate forze di contatto, tanto piu sono elevate, tanto piu l'auto è in grado di contrastare la forza centrifuga che si sviluppa, parallelamente tanto meno un'auto è pesante tanto meno queste forze (direttamente proporzionali alla massa ed al quadrato della velocità) saranno elevate.

Dunque, prendendo sempre come riferimento una situazione a regime (la percorrenza di una curva a velocità costante) la tenuta è influenzata sicuramente dalla qualità degli pneumatici, dalla ripartizione dei pesi (telaio) e dalla geometria delle sospensioni, ovvero dalle caratteristiche che esse esprimono sotto schiacciamento. Un quadrilatero mantiene sempre gli angoli caratteristici in modo ottimo, con una conseguente impronta a terra migliore, un ponte rigido tendenzialmente sarà inferiore (poi la cosa non è mai definibile cosi, si valuta da caso a caso)

La stabilità invece esprime la capacità del sistema di digerire le interferenze. Tanto per capirci prendi un pendolo. se tu lo alzi e lo metti perfettamente in centro esso sarà fermo, ma basterà un piccolo tocco per farlo scendere mutando cosi tutte le sue condizioni di moto (sistema non stabile), mentre se lo giri verso il basso, qualunque perturbazione tu gli porterai esso comunque tornerà nella situazione originale.

Applicato all'auto, questo è l'effetto che il sitema molla-smorzatore applica alla ruota: prendiamo un auto progettata male che percorre a 100km/h un viadotto autostradale, bene potrebbe capitare che, se il sitema entri in risonanza, la ruota si stacchi dal terreno mandando a zero la forza trasmessa, con conseguenze immaginabili, idem magari in un transitorio curva-controcurva. La stabilità dunque è la capacità del sistema di digerire queste perturbazioni, che appunto si studiano come disturbi in situazioni stazionarie. Questo è essenzialmente causato dai valori di rigidità e smorzamento, ma anche dalle masse (sopratutto quelle sospese: ruote ecc) e dalle frequenze proprie dell'intera vettura (quindi essenzialmente telaio).

Tutte e due le capacità, quando vengono meno, portano al mancato rispetto dell'equazione forze sviluppate dalla macchina= forze richieste per stare in traiettoria, cioe alla perdità di aderenza

Bello l'esempio del pendolo, l'aveva usato la nostra prof di Fisica alle superiori per descrivere l'equilibrio instabile e quello stabile parlando del prodotto vettoriale fra momento magnetico e campo magnetico (se la memoria non mi tradisce, sono passati 3 mesi ormai ).

La faccenda della tenuta mi sembra ormai d'averla capita, bestemmiando si può dire che misura "quanto veloce" riesco a fare una determinata curva di raggio costante senza che le ruote inizino perdere frizione. Praticamente è la capacità del veicolo di opporsi alla forza apparente centrifuga e si misura in "g" (ma un "g" è uguale a 9,81 m/s^2?).

Come si misura la stabilità, invece? Devo per forza usare le chiappe per capire che una macchina è più stabile di un'altra?