Come avrei detto nel PM ad Alfiere, non apro un topic apposta perchè non ho le conoscenze per rispondere a certe domande o per capire se si sta dicendo una cosa sbagliata (anche da parte mia). Mi limito a questo intervento e a quello che dico, oltre tutto può essere come può non essere.
Le Alfa di un tempo erano famose per il quadrilatero anteriore (poi diventato quadrilatero alto inventato dalla Honda). Il vantaggio è poter avere "margine di manovra" durante il progetto per definire il recupero di camber durante lo scuotimento della ruota (quando fai le curve in poche semplici parole). Sperando che la memoria non mi inganni, le migliori prestazioni di tenuta laterale si ottengono con piccoli angoli di camber negativo (ruote che puntano verso il cielo).
Il disegno è mongolissimo, però sufficiente. Manca il molla-ammortizzatore, ma non modifica il comportamento della sospensione. Per la cronaca è la vista frontale di un quadrilatero tradizionale (double wishbone).
Piccola premessa di ordine fisico: tutti i corpi si muovono secondo un moto rotatorio attorno ad un punto detto Centro d'Istantanea Rotazione (
CIR). Se il corpo sta traslando il
CIR è all'infinito. Il
CIR è quel punto che non è dotato di velocità di traslazione; prendete l'elica di un aereo e il suo CIR è sull'asse dell'elica, prendete una ruota ed il suo
CIR è il punto di contatto con il terreno. Spesso il
CIR non è univoco, per cui si definisce un ente geometrico (un punto, una retta, una curva, un'area, un volume) entro cui il
CIR si troverà sicuramente. Ogni corpo ha un
CIR ed ogni sistema di più corpi rigidamente vincolati tra di loro (lasciamo perdere la cedevolezza del materiale) ha un solo
CIR situato all'interno del
luogo dei CIR.
Detto questo, smontate immaginariamente la sospensione. I braccetti possiamo immaginare che ruotino attorno al telaio (quindi con
CIR sulla boccola tonda attaccata al telaio) o attorno al portamozzo (
CIR sulla boccola tonda del portamozzo). In realtà può ruotare anche attorno al suo baricentro (
CIR a metà del braccetto) o attorno ad un qualsiasi altro punto lungo l'asse del braccetto. Avrò un
luogo dei CIR del braccetto superiore e uno del braccetto inferiore. Tendenzialmente si incroceranno in un punto che diventerà il
CIR della sospensione.
Un corpo che ruota attorno ad un punto ha una velocità tanto maggiore quanto è più lontano dal centro di rotazione e la direzione della sua velocità è perpendicolare al "raggio" più corto tra il centro (
CIR) e il corpo stesso.
Pigliate la sospensione intera e immaginate di prendere una buca. La ruota, vincolata rigidamente alla sospensione, ruoterà attorno al
CIR della sospensione. Il punto di contatto, che poi determina anche la direzione del veicolo, sentirà una velocità diretta verso l'alto e leggermente anche lateralmente.
La parte diretta lateralmente viene sentita dalla gomma e, sull'impronta (l'ovale sotto), per composizione di vettori (Pitagora), si genera una velocità non più diretta verso solo l'avanti, ma anche lateralmente. La s**** grossa è che la tenuta della gomma dipende dall'angolo
a, detto angolo di deriva, racchiuso tra l'asse della ruota e la direzione della velocità. Maggiore è l'angolo di deriva e maggiore è la forza laterale che la gomma genera. Con un grado di deriva e una massa dell'auto di 1200kg, la forza laterale può valere 300N (30kg).
Questo da la sensazione di movimento laterale dell'auto. Poi c'è anche un altro contributo, che si sente invece sul volante e che è più difficile da spiegare. In poche parole: una ruota che gira ad una certa velocità, a causa della sua inerzia (che dipende dalla massa e dalla dimensione), possiede un certo
momento della quantità di moto (:cav:). Se questa rotazione viene disturbata da un'altra rotazione su un asse perpendicolare si genera una coppia (o momento, una forza per un braccio) su una terza direzione perpendicolare. Ad esempio: la ruota gira attorno all'asse y, per colpa di una buca c'è una rotazione attorno all'asse x (longitudinale all'auto), per cui si genera un momento attorno a z che, guarda caso, è l'asse attorno cui si sterza.
Per chi se lo ricorda, è l'esperimento che tentavano di far fare alle veline con la ruota di bicicletta. Agevolo un video (senza veline) dal minuto
1:24. Il principio è lo stesso.
Per ridurre il primo effetto si potrebbe spostare il
CIR a livello del terreno, in modo che la velocità, essendo perpendicolare al terreno, non dia l'effetto di uno spostamento laterale. Per contro il centro ruota avrebbe una velocità e una accelerazione molto maggiore, con la conseguenza di maggiori inerzie (comfort scarso) e sollecitazioni. Un altro rimedio sarebbe spostare il
CIR all'infinito, quindi avere bracci paralleli; si possono ottenere in due modi: braccetti uguali (ma non ho recupero di camber, anzi) o braccetti diversi paralleli (nel cui caso ammetto l'ignoranza, ma se non lo fanno un motivo ci deve essere). Alla fine la soluzione è sempre di compromesso.
Nel secondo caso invece servirebbe avere una ruota ad inerzia nulla, ma è impossibile, motivo per cui nelle competizioni si cerca di alleggerire il cerchio ruota e la gomma. Per contro, pensate ad un trattore: sospensioni zero, tutte le buche vedrete l'autista correggere di sterzo la traiettoria.
Ok, è venuto fuori un bel minestrone che chi ci capisce è bravo... Mi scuso per la lungaggine e ringrazio chi avrà avuto la pazienza di leggere fino a qui.
