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LE SOSPENSIONI (2° PARTE)


Dopo aver visto la teoria che c'è dietro alle sospensioni di un veicolo, passiamo adesso alla parte più pratica. Abbiamo infatti visto che una molla, da sola, continuerebbe ad oscillare indefinitamente, e ha bisogno quindi di uno smorzatore che ne riduca le oscillazioni. Come sono fatti questi smorzatori? In passato, nelle sospensioni delle prime auto e moto, lo smorzamento avveniva in maniera molto semplice, tramite un ammortizzatore definito "a frizione".

Ammortizzatore a frizione


Come si vede dall'immagine, questo è composto da dei dischi, solitamente in cuoio, premuti insieme da una vite. Lo smorzamento avveniva grazie all'attrito tra i dischi, ma questi smorzatori presentavano problemi di regolarità di funzionamento e di usura, così sono stati abbandonati. Attualmente, in qualsiasi veicolo vengono utilizzati gli "ammortizzatori oleodinamici". Il funzionamento di base è semplice, c'è un cilindro riempito di olio, all'interno del quale scorre un pistone che presenta dei fori, durante il movimento del pistone l'olio è costretto a passare attraverso i fori, dissipando energia grazie alla sua viscosità.
Un ammortizzatore, però, deve avere un comportamento lineare, ovvero deve smorzare sempre allo stesso modo indipendentemente dalla velocità di sollecitazione. Un ammortizzatore realizzato praticando solo dei fori su un pistone (detti orifizi) non riesce a garantire questa uniformità di funzionamento, ma presenta un comportamento parabolico, ovvero la resistenza cresce col quadrato della velocità. Alcuni ammortizzatori possono essere realizzati così, ma nella maggior parte dei casi, per garantire un corretto comportamento, vengono utilizzati i "passaggi liberi". Questi sono dei passaggi per l'olio molto più grandi rispetto agli orifizi, e occlusi tramite delle valvole tenute compresse da una molla, la quale si apre in funzione della velocità di compressione, garantendo un comportamento lineare dalla sua apertura in poi. Combinando opportunamente orifizi e passaggi liberi, è possibile ottenere la curva di risposta desiderata.

Ammortizzatore serbatoio separato


Dall'immagine si vede anche un altro particolare, ovvero una camera riempita da azoto. Questa è sempre presente, generalmente l'azoto è gonfiato a 10-15 bar, in modo da ridurre il rischio di cavitazione dell'olio, ma il compito fondamentale che ha è di compensare il volume dello stelo del pistone. Infatti, ad ammortizzatore completamente compresso, lo stelo è contenuto nel cilindro, ed occupa un certo volume, ma quando l'ammortizzatore è completamente esteso questo volume deve essere riempito in qualche modo, altrimenti rimarrebbe aria a contatto con l'olio, viene quindi riempito da dell'azoto, posto però in una camera separata dall'olio. Questa camera può essere in un contenitore separato dal tubo dell'ammortizzatore, come nella foto sopra, oppure può essere posto all'interno dello stesso tubo, con lo svantaggio però di avere così un ammortizzatore più lungo. Inoltre, la soluzione a contenitore separato permette una migliore e più agevole regolazione dell'ammortizzatore stesso (nei casi in cui questo sia regolabile, naturalmente), inoltre migliora anche il raffreddamento dell'olio, fattore importante specialmente nelle moto da cross dove, a causa delle grosse sollecitazioni, l'olio si scalda molto e può arrivare a cavitare.
Nel caso degli ammortizzatori di moto sportive o da cross, o di qualche auto sportiva, si sono raggiunte delle prestazioni veramente eccezionali, però gli ammortizzatori classici appena visti hanno il difetto di dover necessariamente essere regolati manualmente, in caso di utilizzo sportivo, per assecondare al meglio le doti del pilota. Così, un veicolo dotato di sospensioni adatte ad un uso sportivo sarà poco comfortevole se utilizzato sulle strade comuni, e viceversa un veicolo comfortevole sarà giudicato "flaccido" se guidato in modo sportivo. Per questo motivo, stanno prendendo piede prima solo su macchine sportive di alta gamma, ora anche su certi modelli di moto, le "sospensioni semi-attive" di cui abbiamo gia accennato nel primo articolo dedicato alle sospensioni. Vediamo più nel dettaglio il loro funzionamento.

Sospensioni semi-attive


Come gia accennato, le sospensioni semi-attive sono in grado di modificare il coefficiente di smorzamento degli ammortizzatori in maniera continua durante la guida. Le tecnologie utilizzate sono essenzialmente due:
  1. Attuate tramite valvole
  2. Attuate tramite fluidi magnetoreologici
La prima tipologia è quella del tipo più economico. All'interno dell'ammortizzatore sono ricavati dei passaggi per l'olio regolabili, e la regolazione è attuata tramite delle valvole controllate da una centralina elettronica. Sono presenti dei sensori di accelerazione sul corpo vettura, e in base al valore della sollecitazione vengono modificate in tempo reale le regolazioni. La centralina rileva l'accelerazione delle masse sospese, e cerca di mantenerla il più bassa possibile, idealmente prossima allo zero. Quindi, se ad esempio la sospensione riceve un forte urto che crea una forte accelerazione al corpo vettura, quasi istantaneamente vengono aperti i passaggi dell'olio, lasciando fluire più olio in modo da assorbire meglio l'urto. Successivamente, questi vengono richiusi in modo da frenare il corpo vettura ed evitare quindi ondeggiamenti.
Le sospensioni magnetoreologiche invece sono più raffinate. Presentano al loro interno dei passaggi per l'olio fissi, non ci sono quindi regolazioni sui passaggi, però viene utilizzato un olio particolare, che si polarizza fortemente in presenza di un campo magnetico. Questa proprietà è ottenuta inserendo all'interno dell'olio delle nanoparticelle ferromagnetiche, che quindi reagiscono in presenza di campo magnetico modificando la viscosità del fluido, e di conseguenza lo smorzamento dell'ammortizzatore.

Sospensioni magneto-reologiche


La logica di controllo quindi rimane la stessa dell'altro sistema, cambia solo il modo in cui viene modificato lo smorzamento.