Analisi tecniche

Il cuscinetto a denti frontali e l’evoluzione delle masse non sospese

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Il cuscinetto a denti frontali e l’evoluzione delle masse non sospese

Il cuscinetto a denti frontali: scopri caratteristiche e funzionalità e come è collegato alla stabilità della vettura. 

La spettacolarità delle esibizioni di guida, degli stunt-show e, ahimè, anche di alcuni incidenti, sfrutta le leggi della fisica, cui del resto è assoggettato il mondo intero. Vedere ad esempio piloti rally esibirsi in lunghe derapate, in salti, oppure stupirsi davanti a sbalorditivi cappottamenti in alcune scene di film, sono tutti aspetti che estremizzano le leggi della meccanica.

Il campo di studio è vastissimo e appassionante, e coinvolge un gran numero di componenti del veicolo:

  • sospensioni,
  • geometrie delle ruote,
  • pneumatici,
  • peso,
  • carreggiata,
  • passo,
  • e molti altri ancora…

Come funziona la dinamica di un’autovettura

In questo articolo vogliamo mostrare in modo abbastanza semplificato in che modo i suddetti elementi possano fare la differenza sulla stabilità del veicolo. Iniziamo col dare alcune nozioni basilari per la trattazione dei fenomeni dinamici di una vettura.

Si considerino tre assi in una vettura, passanti per il suo baricentro:

  • Asse X: orientato come il verso di marcia,
  • Y: orizzontale e perpendicolare al precedente,
  • Z: perpendicolare ai due precedenti (quindi verticale).

Il cuscinetto a denti frontali e l’evoluzione delle masse non sospese

Il “Rollio” è l’oscillazione della vettura intorno all’Asse X

Se consideriamo il veicolo in marcia, possiamo definire il “ROLLIO” come l’oscillazione della vettura intorno all’Asse X.

Fondamenti di dinamica del veicolo - Rollio

Il “BECCHEGGIO” è l’oscillazione intorno all’Asse Y

Fondamenti di dinamica del veicolo - Beccheggio

Per “IMBARDATA”, invece, si intende la rotazione intorno all’Asse Z

Fondamenti di dinamica del veicolo - Imbardata

Chiariamo meglio

In marcia il rollio si ha quando la vettura percorre una curva.

Momento in cui si inclina da una parte scaricando gran parte del suo peso sulle ruote in appoggio, all’esterno della curva.

Il beccheggio si ha invece in frenata o in accelerazione.

Fasi in cui rispettivamente il veicolo alza il posteriore o il muso.

In ultimo:

Il movimento di imbardata si ha quando il veicolo, eseguendo una curva, non segue più la traiettoria ideale e quindi è oggetto di sovrasterzo o sottosterzo.

Il test dell’alce

Nella realtà pratica delle cose, marciando, un veicolo è soggetto a una sovrapposizione dei tre movimenti puri sopra citati, la cui risultante può originare ogni comportamento dinamico del veicolo. Se prendiamo, ad esempio, il famoso test dell’alce, allora vediamo come un veicolo in quella situazione è sottoposto al rollio.

Ricordiamo che per “Test dell’alce” si intende un test utile a verificare la stabilità di una vettura quando sottoposta a brusche scherzate come ad esempio quelle che si fanno per evitare la comparsa improvvisa di un alce (o di qualsiasi altro animale). 

Tornando al rollio:

Durante la curva, il peso del veicolo tende ad appoggiarsi sulla ruota esterna alla curva stessa.

A un’imbardata:

In quanto in quasi tutti i veicoli non sportivi la manovra tende sempre a essere sottosterzante.

E a un beccheggio poiché:

Il guidatore tenderà a frenare, caricando il peso sull’anteriore.

Masse sospese e masse non sospese

Il comfort di guida, la stabilità del veicolo e la percezione di sicurezza da parte del driver passano inevitabilmente attraverso il corretto bilanciamento dei pesi, equamente distribuiti tra masse sospese e masse non sospese.

La differenza tra i due elementi è importante nella progettazione del veicolo.

  • Le masse non sospese sono l’insieme di masse collegate al suolo rigidamente, che non subiscono quindi variazioni di distanza rispetto al suolo come le ruote, l’impianto frenante e una parte delle sospensioni stesse.
  • Invece le masse sospese sono definite come l’insieme di masse collegate al suolo attraverso elementi elastici, e che quindi subiscono variazioni di distanza rispetto al suolo come motore, cambio, abitacolo e carrozzeria.

Il peso complessivo delle sospensioni, del mozzo, dei bracci di collegamento e della ruota, incidono quindi sul comportamento del veicolo in marcia e sulla sua capacità di mantenere l’aderenza e il comfort richiesto.

Considerando proprio l’importanza delle sospensioni e di una corretta trasmissione della coppia e della potenza dal motore fino ai semiassi e alle ruote, uno dei punti di possibile miglioramento è proprio la riduzione dei pesi delle masse non sospese.

Un elemento di ultima generazione che può sicuramente risultare interessante è il cuscinetto a denti frontali, scopriamo insieme perché.

Il cuscinetto a denti frontali: caratteristiche e funzionalità

Questo componente, sfruttando il raggio di accoppiamento più ampio tra giunto omocinetico e il cuscinetto sul mozzo ruota, è in grado di aumentare fino al 50% l’effettiva coppia trasmessa alle ruote.

Cuscinetto a denti frontali caratteristiche e funzionalita

Inoltre, grazie alla rimozione del terminale del semiasse, questo cuscinetto consente di ridurre il peso delle masse non sospese di circa 1 kg per ruota.

Le caratteristiche di questo componente, che ricordiamo essere un brevetto Schaeffler, lasciano pensare che l’impiego più calzante del cuscinetto FAG sia sui SUV.

Considerando il peso di queste vetture e delle loro masse non sospese rispetto a utilitarie o berline, tenendo presenti poi i diametri delle ruote e la coppia che i motori che le equipaggiano sono in grado di erogare, i vantaggi che il cuscinetto FAG può dare sono abbastanza evidenti.

Ulteriore vantaggio, da non sottovalutare assolutamente, è il profilo autocentrante di questo cuscinetto, grazie al quale è possibile ridurre i tempi di installazione in fase di montaggio.

 

Per maggiori informazioni e per i contatti dell’assistenza tecnica sui cuscinetti FAG:

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