Stabilizzatori per telai di autovetture

I telai delle autovetture, compresi i principi della loro progettazione e costruzione, sono spesso un mistero per i non addetti ai lavori. In questo articolo, faremo luce su un elemento fondamentale di sospensione: lo stabilizzatore.

Definizione e cenni storici

Lo scopo principale di una barra antirollio è ridurre il rollio della carrozzeria durante le curve serrate o su strade accidentate. È importante notare che questa caratteristica non è presente in tutte le automobili.

Il primo brevetto per una barra antirollio fu ottenuto dall’inventore canadese Stephen Coleman il 22 aprile 1919. Tuttavia, questa innovazione non era ampiamente diffusa nelle automobili prima della seconda guerra mondiale, perché i veicoli di quel tempo avevano sospensioni piuttosto rigide.

A partire dagli anni ’50, iniziarono sempre più a essere dotati di stabilizzatori, dando vita a nuovo tipo di telaio che è ancora in uso oggi.

Perché è necessario uno stabilizzatore?

La maggiore domanda di questo elemento è stata riscontrata sia nel settore delle auto da corsa da un lato che in quello degli autocarri.

Fino a quando i veicoli erano dotati di sospensioni rigide o semirigide, non c’era bisogno di una barra stabilizzatrice. Le precedenti sospensioni fornivano un collegamento rigido tra le due ruote nell’assale.

Questa configurazione è utile quando si percorrono strade pianeggianti. Il lato sinistro del veicolo riceve più carico quando si gira a destra, ma non è a rischio di ribaltamento perché l’assale rigido o semirigido impedisce alla ruota di balzare troppo, cosa che avviene con le sospensioni indipendenti.

Nel caso delle sospensioni indipendenti, non esiste un collegamento diretto tra le ruote, il che significa che un determinato carrello può ribaltarsi anche a velocità molto inferiori rispetto a un telaio rigido o semirigido.

La domanda sorge spontanea: se la sospensione indipendente è così svantaggiosa, perché viene ancora utilizzata?

La risposta sta nel fatto è che ci sono molti altri fattori da considerare quando si progetta un telaio. Supponiamo che lo stesso camion stia guidando in linea retta, ma le sue ruote destre colpiscano dei dossi.

È qui che un assale rigido o semirigido diventa un problema: la ruota destra vuole staccarsi a causa degli urti, ma la ruota sinistra non le permette di uscire dal piano dell’assale. Di conseguenza, il telaio e la carrozzeria dovranno assorbire maggiormente gli urti da superfici stradali irregolari, il che farà oscillare il camion e aumenterà il rischio di ribaltamento.

Con le sospensioni indipendenti è vero il contrario: non essendoci alcun collegamento tra le ruote, la ruota destra può saltare sui dossi senza alcun effetto sulla ruota sinistra.

Si può vedere che entrambe le versioni funzionano correttamente in situazioni diverse, quindi i progettisti hanno cercato di trovare una soluzione di compromesso.

Principio di funzionamento

Questo compromesso è lo stabilizzatore discusso qui. La sua funzione è illustrata nello schema sottostante.

In sostanza lo stabilizzatore non è altro che una molla di torsione che resiste quando una delle ruote collegate vuole deviare dal piano comune.

Fisicamente, è tipicamente una barra d’acciaio a forma di U attaccata in due punti ai lati sinistro e destro della sospensione. È anche sfalsato rispetto alle ruote. La quantità di resistenza della barra è puramente una questione di dimensioni, a meno che lo stabilizzatore non sia regolabile.

Il dimensionamento è influenzato dalle seguenti proprietà: la rigidità del forcellone è proporzionale alla rigidità del materiale, alla quarta potenza del suo raggio e al reciproco della lunghezza del forcellone stesso (più corto è il braccio, più rigida è la bielletta) .

Inoltre, il grado di resistenza della struttura è influenzato anche dalla geometria e dalla rigidità dei punti di attacco della barra. Più rigido è il bastone, maggiore è la forza necessaria per spostare le ruote sinistra e destra l’una rispetto all’altra.

Automobili

I costruttori implementano soluzioni simili anche nelle auto da corsa, il che potrebbe sembrare sorprendente. Oltre al fatto che la mancanza di rollio offre vantaggi in termini di aerodinamica e manovrabilità, gli stabilizzatori regolabili danno offrono agli ingegneri la possibilità di regolare il telaio verso il sovrasterzo o il sottosterzo. Non è esagerato affermare che gli stabilizzatori hanno aperto una nuova dimensione nel campo della regolamentazione dei componenti.

Questa soluzione può essere trovata anche nelle auto normali, anche se i produttori la utilizzano solo nei modelli più performanti. Nell’aftermarket questo tipo di stabilizzatore è considerato un accessorio irrinunciabile tra gli appassionati di tuning auto.

Fonti:

• https://auto.howstuffworks.com/question432.htm
• https://en.wikipedia.org/wiki/Anti-roll_bar
• https://en.wikipedia.org/wiki/Anti-roll_bar#/media/File:Stabilisator_(Porsche).jpg
• https://en.wikipedia.org/wiki/Anti-roll_bar#/media/File:Alfetta_front_suspension_antiroll.jpg
• http://www.lezo.hu/szerkezettan/futomuvek/felfuggesztes/magassagszabalyozas/magassagszabalyozas.html