L’evoluzione dei sistemi Steer-by-Wire rianima le quattro ruote sterzanti?

Al giorno d’oggi, i sistemi meccanici e idraulici che azionano i veicoli vengono costantemente sostituiti da coppie sensore-attuatore a causa della straordinaria evoluzione dell’ingegneria elettronica. Lo stesso vale per lo sterzo. Diverse aziende hanno già ideato i propri sistemi steer-by-wire, che nonostante opinioni diverse, saranno sicuramente pionieri sul mercato e questo potrebbe aprire nuove opportunità per lo sterzo a quattro ruote, apparso tempo addietro.

Il passato

Ci sono molti veicoli in cui le ruote posteriori si sterzano, possiamo citare ad esempio i carrelli elevatori. Tuttavia, sulle strade pubbliche, troviamo principalmente i veicoli con solo l’asse sterzante anteriore.

All’inizio dell’era automobilistica, c’erano semplici ragioni meccaniche per cui si preferiva l’asse anteriore sterzante: l’implementazione era così più facile. Il volante doveva essere posizionato davanti al guidatore e tenuto direttamente o con una piccola angolazione, e non sarebbe stato vantaggioso per il pilota sedersi dietro l’asse posteriore.

In ogni caso, è un dato di fatto che abbiamo fatto un compromesso con la ruota anteriore sterzante in termini di manovrabilità.

Grazie alla possibilità di un sterzo idraulico o elettrico, i carrelli elevatori possono girare qualsiasi ruota, ma se possono girare un solo asse, è sempre quello posteriore. La ragione di ciò è che durante lo spostamento in avanti, possiamo ottenere un raggio di sterzata significativamente più piccolo rispetto a quando le ruote potessero girare davanti.

Anche l’industria automobilistica ha voluto sfruttare questo vantaggio. Di conseguenza, sono state create soluzioni sempre più interessanti per lo sterzo integrale.

Tipi

Per la prima volta è stata creata la sterzatura integrale attiva. Ciò significa sostanzialmente che le ruote posteriori girano o si inclinano a seconda di ciò che le ruote anteriori stanno facendo in un momento specifico.

Sui fuoristrada militari degli anni ’30 e ’40, ruotando il volante a destra, le ruote dell’asse anteriore giravano a destra e quelle posteriori a sinistra, raggiungendo in alcuni casi un angolo fino a 10 gradi. Ciò ha conferito una straordinaria manovrabilità a questi veicoli compatti a terra.

Tuttavia, nel caso di veicoli che si muovono a velocità più elevate, è apparso subito che al di sopra di una certa velocità questa eccessiva manovrabilità provoca un forte sovrasterzo e l’auto può diventare difficile da controllare.

È apparso evidente che era necessaria una soluzione diversa per questa condizione operativa. Pertanto, i sistemi attivi oggi noti fanno girare tutte le ruote nella stessa direzione al di sopra di una certa velocità.

Con lo sterzo a ruota anteriore, l’auto reagisce alla rotazione del volante solo con un certo ritardo. Con lo sterzo integrale, questo tempo si riduce drasticamente se le ruote posteriori girano con la giusta angolazione – a velocità più elevate, questo di solito significa la stessa direzione.

Naturalmente, ciò non significa che la stessa direzione non abbia alcun vantaggio pratico alle basse velocità. Basta guardare l’ultima Mercedes-Benz Classe S uscire dal parcheggio nel video di YouTube qui sotto:

Con sistema attivo entrambi gli assali sono sterzati idraulicamente o elettromeccanicamente (in modo sincronizzato), con sterzatura integrale passiva, la forza laterale che si manifesta in curva interviene per nostro conto.

Ciò si ottiene principalmente con speciali silent block nel telaio, che consentono di modificare leggermente la geometria del telaio e della ruota, rendendo così sterzabile l’asse posteriore.

Questa soluzione può essere trovata nei veicoli commerciali, è anche spesso chiamata sterzo della forza al suolo.

Vantaggi

Indipendentemente dal sistema che stiamo guardando, lo sterzo integrale rende i veicoli più stabili, più sicuri e più facili da guidare. Con il notevole aumento delle dimensioni delle auto, è difficile tenere il passo con i parcheggi e dà la sensazione molto piacevole di poter uscire facilmente da una situazione difficile grazie a questa funzionalità extra.

Anche la manovrabilità ad alta velocità non ha lasciato intatte le corse, è stata provata in quasi tutte le serie in cui il suo utilizzo non era proibito.

Anche i veicoli fuoristrada beneficiano enormemente della soluzione e il peso extra è forse un po’ meno importante qui rispetto al caso delle auto da corsa. Su terreni difficili, nelle curve strette, in mezzo ai boschi, un raggio di sterzata anche di un metro più piccolo può essere un vantaggio inestimabile.

Svantaggi

Naturalmente, questo non significa che il sistema non abbia aspetti negativi. Il già citato peso extra a volte può risultare sgradevole, soprattutto quando si tratta di sistemi idraulici. Oltre al continuo aumento delle dimensioni, i veicoli aumentano anche di peso, il che non è vantaggioso dal punto di vista del consumatore, ecco perché i produttori cercano di risparmiare ogni grammo di peso.

Ciò che è ancora più doloroso è il costo. Questi sistemi sono piuttosto costosi a causa della loro presenza rara, così come delle loro parti di ricambio e del loro costo di riparazione professionale.

Lo steer-by-wire può essere una soluzione?

Con lo sterzo puramente elettrico, questi sistemi possono acquisire forza. Lo sterzo controllato tramite un segnale elettrico è molto meno costoso a lungo termine e pesa meno delle sue soluzioni idrauliche.

Con l’opportuna messa a punto dell’elettronica, varrà sicuramente la pena utilizzare la soluzione nel caso del segmento C o D o delle categorie SUV della stessa scala, ma non è nemmeno inimmaginabile che spesso vedremo girare le ruote anche degli assali posteriori nelle classi dimensionali inferiori.

Non tutti, infatti, sono ricettivi ai sistemi steer-by-wire e brake-by-wire, poiché il collegamento diretto tra operatore e unità direzionale scompare dalla disposizione sia del volante che dei freni.

Tuttavia, la realtà è che questi sistemi svolgono il loro lavoro con grande efficienza. La prima autovettura steer-by-wire è stata l’Infinity Q50 (2013), e la prima auto brake-by-wire è stata l’Alfa Romeo Giulia (2016), e nessuna di esse ha mostrato l’inadeguatezza di questi sistemi, infatti – entrambi doveva soddisfare condizioni molto più severe per ottenere l’omologazione del tipo di veicolo.

Non vediamo l’ora di vedere se la proporzione di auto a trazione integrale cambierà in futuro.