Sospensione elastica dell’autoveicolo: funzionamento, componenti e principali tipologie

La sospensione è una delle parti fondamentali della struttura di qualsiasi veicolo, poiché è proprio essa a collegare le ruote alla carrozzeria e a garantire stabilità, manovrabilità e comfort di guida. È proprio attraverso questo sistema che il carico della strada viene trasmesso all'auto, mentre gli urti e le vibrazioni devono essere ridotti al minimo.

Per sospensione di un veicolo si intende l’insieme dei componenti che collegano le ruote e quanto ad esse connesso (freni, mozzi, ecc.), dette masse non sospese, al telaio del veicolo, ovvero la carrozzeria e tutte le parti meccaniche in essa contenute, che appoggiando sugli elementi elastici della sospensione (molle, barre o balestre) viene definito massa sospesa.

L’obiettivo principale dell’impiego delle sospensioni è comunque quello di ottenere, nel complesso e durante i vari percorsi, un’ottimale stabilità del veicolo ed un elevato comfort per gli occupanti del veicolo.

Che cos’è la sospensione elastica di un autoveicolo

Gli elementi elastici sono quei componenti che, durante la marcia del veicolo, prevedono una variazione della propria geometria, a causa delle forze di compressione, trazione, flessione o torsione, generate dalle sollecitazioni provenienti dalla strada. Subiscono quindi una deformazione elastica, che non comporta alcuna deformazione permanente, restituendo una forza o un momento di reazione.

Gli elementi elastici vengono utilizzati nelle sospensioni per assolvere a varie funzioni, prime tra tutte quella di sostenere la cassa del veicolo, controllando altresì i movimenti delle ruote e della scocca, interponendosi tra le masse sospese e le masse non sospese.

Le sospensioni sono componenti elastiche del veicolo, il cui compito è quello di smorzare le sollecitazioni dovute alle asperità del terreno, che dalle ruote vengono trasmesse al telaio dell’auto. In pratica le sospensioni dividono le gomme da carrozzeria, motore e interni dell’auto, cioè dalle “masse sospese”, assorbendo tutti i contraccolpi dovuti alle irregolarità del manto stradale, allo scopo di mantenere una perfetta aderenza del veicolo al terreno e rendere la guida più confortevole.

Anche se tutta la scocca del veicolo è considerabile un sistema elastico, perché subisce deformazioni, l’intenzione di questo articolo è quella di focalizzare l’attenzione sui componenti elastici delle sospensioni, come le molle, le barre, le boccole, le cui caratteristiche possono essere selezionate e variate anche in fase di sviluppo e sperimentazione del veicolo.

Come funzionano le sospensioni elastiche

La funzione primaria delle sospensioni dell’automobile è d’isolare nel migliore dei modi possibile la cassa, ovvero la massa sospesa, dalle azioni applicate alle ruote dalle irregolarità della strada. Per ottenere questo risultato, le ruote e le masse ad esse solidali, dette masse non sospese, sono collegate alla massa sospesa per mezzo di cinematismi, che ne consentono il moto relativo, essenzialmente in direzione verticale; in questa direzione le forze sono trasmesse alla cassa per mezzo di sistemi elastici e smorzanti.

Lo scopo delle sospensioni è quello di assorbire gli effetti del contatto tra ruote e terreno, attenuando vibrazioni, urti e scossoni dovuti a buche, dossi e varie asperità della strada. Il loro funzionamento è abbastanza semplice: quando una ruota incontra un ostacolo, sale di colpo, e la sospensione assorbe la sollecitazione accorciandosi, trasferendola molto smorzata al telaio.

Quando la ruota scende, la sospensione si allunga repentinamente, ma nel suo allungamento viene frenata dall’ammortizzatore, un cilindro idraulico collegato alla sospensione, e sua componente fondamentale, indispensabile per rendere graduale il movimento elastico del veicolo in risposta alle asperità del terreno.

I componenti della sospensione controllano i movimenti del telaio rispetto alle ruote (cosiddetti braccetti o puntoni, molla), consentendo la compressione o l’estensione al variare delle forze in gioco, inoltre all’elemento elastico viene applicato l’ammortizzatore, un elemento che smorza e rallenta l’oscillazione dell’elemento elastico garantendo un’attenuazione della stessa oscillazione.

Ovviamente, per poter frenare e controllare le oscillazioni che si generano, è necessario installare anche un sistema smorzante, un ammortizzatore, che però non è oggetto della trattazione.

Senza le sospensioni, qualunque auto sarebbe estremamente instabile e pericolosa, oltre che scomoda da guidare: per questi motivi risulta fondamentale far controllare le sospensioni periodicamente, e rivolgersi subito a un meccanico se si sospettano dei malfunzionamenti.

Funzioni della sospensione oltre all’assorbimento degli urti

Dal fatto che la traiettoria del moto delle ruote, relativo alla cassa, possa essere non soltanto verticale (nel riferimento cartesiano del veicolo, solidale alla cassa), ma possieda anche componenti in altre direzioni, nasce la funzione secondaria della sospensione; essa deve guidare la ruota, nel corso del suo scuotimento, in modo che essa non subisca spostamenti o rotazioni non voluti, essenzialmente in termini di:

• angolo di convergenza della ruota, in quanto può mutare in modo non voluto la direzione del veicolo;
• angolo di campanatura della ruota, in quanto può variare la rigidezza di deriva del pneumatico;
• variazione di carreggiata, in quanto riduce inutilmente la durata della copertura del pneumatico;
• variazione di passo, in quanto possono indurre risonanze con forze motrici e frenanti.

Nelle vetture, questi spostamenti, che diremo secondari, non possono essere totalmente eliminati, ma devono essere accuratamente dimensionati, nella progettazione del cinematismo della sospensione e delle caratteristiche meccaniche dei punti di vincolo alla cassa di detti meccanismi (elastocinematica); infatti, variazioni progettate delle grandezze sopraelencate possono far ottenere risultati positivi sul comportamento del veicolo.

In particolare: la variazione dell’angolo di convergenza può correggere il comportamento del veicolo in termini di grado di sterzatura e migliorare la stabilità in frenata; una variazione dell’angolo di campanatura eguale ed opposta all’angolo di rollio della cassa, permette di sfruttare al meglio il potere direzionale del pneumatico.

Un’appropriata variazione di passo conferisce al sistema elastico della sospensione una capacità d’assorbimento anche in senso longitudinale, con miglioramento del comfort; inoltre, se lo spostamento longitudinale del punto a terra della ruota avviene secondo traiettorie predeterminate, è possibile conferire alla sospensione un comportamento antidive ed antisquat, riducendo gli angoli di beccheggio della cassa, causati da accelerazioni motrici o frenanti.

Non deve, infine, essere dimenticato che la maggior parte delle automobili può essere pensato, rispetto alle forze scambiate con il suolo, come un sistema semplicemente iperstatico; un’ultima funzione secondaria della sospensione è, quindi, quella di rendere prevedibile l’entità delle reazioni sui quattro appoggi e di rendere possibile il contatto con il suolo, anche quando questo non sia piano od orizzontale.

Elementi principali della sospensione

La sospensione moderna di un'automobile è un sistema complesso composto da elementi elastici, di guida e di smorzamento. Comprende leve, molle, ammortizzatori, snodi, tiranti, silent block e componenti ausiliari che lavorano insieme come un unico insieme.

Il compito principale di tale sistema è quello di smorzare le vibrazioni provenienti dalla strada, mantenere un contatto costante delle ruote con il manto stradale e impedire spostamenti eccessivi della carrozzeria rispetto all'asse.

Elementi elastici

L’elemento elastico sostiene il carico della massa sospesa e permette il movimento relativo tra telaio e ruote. Può lavorare a flessione, torsione, compressione o mediante la comprimibilità di un gas.

Le sospensioni più comuni (quelle montate sulla stragrande maggioranza delle auto circolanti) sono quelle elicoidali, a forma di molla, che agiscono per compressione.

Elementi di guida

I bracci, i puntoni, gli snodi e gli altri cinematismi guidano la ruota durante il movimento, controllando la traiettoria e limitando le variazioni indesiderate degli angoli caratteristici.

Elementi smorzanti

L’ammortizzatore limita la velocità di compressione e di estensione dell’elemento elastico, impedendo che la carrozzeria continui a oscillare dopo il superamento dell’irregolarità.

Boccole ed elastomeri

Le boccole, chiamate comunemente “silent-block”, nonostante vengano raramente menzionate quando si parla di assetto, hanno un compito molto importante nel controllo dei movimenti della ruota. Sono ad esempio il punto di ancoraggio tra i bracci della sospensione e la scocca della vettura.

La loro deformazione permette il movimento della ruota, ma crea anche piccole variazioni dei suoi angoli caratteristici. Vengono installate anche su ammortizzatori, supporti motore e sui supporti delle barre anti-rollio.

Sono generalmente costituite da una parte elastica in materiale polimerico e da una struttura metallica o in fibra di nylon. Durante la simulazione al computer dei modelli dinamici del veicolo, l’attento studio della loro rigidezza (a flessione, torsione, trazione e compressione) può cambiare notevolmente le caratteristiche di guidabilità.

In alcune vetture da competizione, le boccole delle sospensioni vengono sostituite da snodi sferici interamente metallici (uniball), che hanno una ridottissima elasticità, rendendo più prevedibili le variazioni degli angoli caratteristici delle ruote, a discapito ovviamente del comfort e della rumorosità.

Tipologie di sospensione dell’autoveicolo

Nella pratica dell'ingegneria automobilistica, tutti i tipi di sistemi di sospensione sono convenzionalmente suddivisi in tre gruppi di base: dipendenti, semi-dipendenti e indipendenti.

Una categoria a parte è costituita dalle sospensioni attive e adattive, che combinano la parte meccanica con il controllo elettronico.

Sospensione dipendente

Il tipo più antico, questo tipo di sospensione era utilizzato dall'umanità molto prima dell'invenzione dell'auto. La struttura dipendente prevede un collegamento meccanico rigido tra le ruote di un asse.

Quando una ruota incontra un'irregolarità, la seconda è costretta a ripetere questo movimento, anche se il manto stradale sotto di essa è liscio. Questa soluzione è tecnicamente semplice ed estremamente resistente.

Le soluzioni dipendenti sono adatte a condizioni in cui sono importanti la capacità di carico e la durata. Ecco perché lo schema dipendente è ancora utilizzato sui veicoli da trasporto merci e su alcuni fuoristrada.

Il suo principale svantaggio è il comfort di guida limitato e la trasmissione delle vibrazioni alla carrozzeria.

Sospensione dipendente a balestra

A molla: la versione classica, in cui la molla funge contemporaneamente da elemento elastico e guida. Spesso utilizzata sull'asse posteriore dei modelli commerciali.

Sospensione dipendente con barra rigida

A molla con barra rigida - versione più moderna, in cui il carico è assorbito da una molla separata, mentre la barra funge da collegamento tra le ruote.

Sospensione indipendente

Utilizzata nelle auto più moderne, è stata ideata con l'obiettivo di migliorare il comfort di guida e la manovrabilità dell'auto. In uno schema indipendente, ogni ruota ha una propria traiettoria di movimento e non è direttamente collegata all'altra ruota dello stesso asse.

Ciò ha un effetto positivo sulla manovrabilità, sulla stabilità in curva e sull'aderenza costante al manto stradale.

Sospensione MacPherson

MacPherson - uno degli schemi più diffusi, in cui l'ammortizzatore e l'elemento elastico sono combinati in un unico montante. Spesso utilizzato come opzione anteriore.

Sospensione a bracci multipli

Sospensione a bracci multipli - struttura complessa composta da più bracci che consente di controllare con precisione la posizione della ruota nello spazio.

Sospensione indipendente pneumatica

Tipo pneumatico - al posto delle molle tradizionali vengono utilizzati cilindri pneumatici, la cui pressione può variare a seconda delle condizioni di marcia.

I sistemi di sospensione indipendenti garantiscono un elevato livello di comfort e una precisa interazione con il meccanismo dello sterzo, ma hanno un nodo più complesso e requisiti tecnici più elevati.

Sospensione semi-indipendente

La struttura semi-indipendente combina elementi dei due tipi precedenti. Le ruote non sono collegate rigidamente, ma tra loro esiste un collegamento elastico che influenza la loro interazione.

L'esempio più tipico è la barra di torsione. In questo schema, la barra trasversale è in grado di torcersi, compensando la differenza di corsa delle ruote.

Ciò consente di isolare parzialmente l'effetto delle irregolarità della strada e di mantenere una stabilità accettabile.

• compattezza e peso ridotto;
• ottimale per l'asse posteriore dei modelli di autovetture;
• adatta alle condizioni di utilizzo urbano.

Grazie alla semplicità della struttura, la manutenzione di tale sistema è relativamente accessibile, anche se in termini di precisione di risposta è inferiore alle soluzioni indipendenti.

Sospensioni attive e adattive

Una categoria a parte è costituita dalle soluzioni attive moderne, che combinano la parte meccanica con il controllo elettronico. La loro particolarità consiste nel fatto che i parametri di funzionamento cambiano in tempo reale.

La sospensione attiva utilizza sensori di velocità, posizione delle ruote e accelerazioni della carrozzeria. Sulla base di questi dati, l'unità di controllo elettronico modifica la rigidità degli ammortizzatori o la pressione negli elementi pneumatici.

Ciò consente di:

• mantenere la stabilità alle alte velocità;
• migliorare la manovrabilità in curva;
• ridurre il carico sull'asse durante il transito su tratti irregolari.

I sistemi adattivi sono particolarmente diffusi nel segmento automobilistico di classe business e premium, dove è importante combinare comfort e sicurezza.

Principali elementi elastici

Molle a balestra

Le molle a balestra sono composte da uno o più fogli sovrapposti, che lavorano a flessione.

Nell’applicazione con balestra longitudinale, vi sono due punti di fissaggio al telaio agli estremi delle lamine (tramite boccole) e al centro una piastra di fissaggio che si vincola al movimento delle ruote.

Nell’applicazione con balestra trasversale, i due estremi sono fissati alle ruote dello stesso asse, mentre il centro della balestra è vincolato al telaio.

L’attrito generato tra i fogli garantisce anche un effetto smorzante, contribuendo allo smorzamento complessivo.

E’ la soluzione meccanica più semplice da un punto di vista realizzativo e fino agli anni ’70 era quella più diffusa. La sua applicazione è però diventata sempre più rara, in favore delle più compatte molle elicoidali, in grado di adattarsi meglio alle sospensioni indipendenti che generano movimenti della ruota non lineari.

Ma lo sviluppo delle molle a balestra non si è mai fermato, arrivando a soluzioni innovative come la balestra trasversale mono-lamina, studiata per le alte prestazioni e realizzata in materiale composito a base di polimero plastico, che porta a una sensibile diminuzione di massa rispetto alle molle elicoidali.

Un altro vantaggio è che la balestra trasversale è in grado di svolgere anche la funzione di barra anti-rollio.

Dopo essere stata considerata una soluzione obsoleta per molti anni, oggi, grazie all’introduzione dei nuovi materiali in fibre composite, l’interesse verso le molle a balestra da parte dei progettisti sembra crescere velocemente.

Volvo adotta nuove molle a balestra realizzate in materiale composito sulle sospensioni posteriori di XC90, S90 e V90. Prodotte dalla Henkel, permettono un risparmio di peso di 4,5 kg rispetto alle molle elicoidali tradizionali e migliori prestazioni in termini di silenziosità e comfort.

Inoltre, eliminando la molla che si estende verso l’alto, i tecnici assicurano maggiore spazio per il vano di carico.

Molle elicoidali

Le molle elicoidali si tratta di una barra a sezione cilindrica avvolta ad elica; esse lavorano eclusivamente a torsione.

Le parti terminali vengono appiattite per poter essere montate in maniera stabile su un opportuno piattello. Sono gli elementi elastici adottati per la quasi totalità delle moderne autovetture.

I vantaggi sono la compattezza, la flessibilità di installazione e la totale assenza di manutenzione.

Il diametro della sezione e il passo possono essere fissi oppure variabili, così da modificare l’andamento della rigidezza, cioè della forza restituita in funzione dello schiacciamento.

Barre di torsione

Le barre di torsione, come le molle elicoidali, lavorano a torsione, ma non sono avvolte a elica. Possono essere installate sia in senso longitudinale al veicolo che in senso trasversale.

Utilizzate soprattutto in Formula 1, hanno il vantaggio di poter essere regolate facilmente (modificando quindi l’altezza a terra del veicolo), agendo sulla leva vincolata alla ruota, il cui compito è quello di trasformare il movimento verticale nella torsione della barra.

Hanno solitamente un diametro molto più elevato rispetto alle molle elicoidali.

Una versione di barra di torsione trasversale è anche quella adottata nelle sospensioni con “ponte torcente”, detta anche “a ruote interconnesse”, utilizzata al retrotreno di numerose utilitarie.

Un tubo aperto, con sezione a forma di C, posto trasversalmente al veicolo collega due bracci longitudinali a loro volta collegati alle ruote.

In questo tipo di sospensioni sono comunque presenti anche le molle elicoidali, a cui è affidato il compito primario di sostenere il carico verticale.

Anche le barre anti-rollio sono barre di torsione. Hanno il compito di ridurre il fenomeno del rollio e di modificare il bilanciamento del trasferimento di carico tra l’asse anteriore e quello posteriore.

Barre strutturali

Le barre strutturali si tratta di barre di rinforzo, che possono collegare la parte alta o la parte bassa della scocca (strut bar o lower arm bar).

Quelle anteriori che collegano i duomi delle sospensioni vengono chiamate “barre duomi”.

Utilizzate per irrigidire la scocca collegando tra loro gli elementi strutturali, aumentano principalmente la rigidezza alla flessione laterale e la rigidezza localizzata nei punti di attacco delle sospensioni.

Possono essere realizzate in acciaio o in materiale composito in fibra di carbonio.

Molle pneumatiche

Le molle pneumatiche sono costituite da una camera che contiene del gas in pressione (in genere azoto). Lo schiacciamento della vettura provoca la riduzione del volume della camera, che aumenta la pressione e quindi la forza restituita dal gas.

Esse possono anche avere un andamento della rigidezza incrementale, quando il puntone che spinge la camera è conico.

Le molle pneumatiche, che sembravano essere state abbandonate per la loro complessità, stanno oggi ritornando in auge grazie ai nuovi sofisticati sistemi di controllo elettronico, che sono in grado di variare istante per istante la pressione del gas all’interno della camera.

Si possono quindi realizzare sospensioni di tipo “attivo”, con l’introduzione di una fonte di energia tramite un compressore.

I vantaggi sono molteplici, perché oltre a una variazione dell’altezza da terra mentre l’auto è in movimento, è possibile anche controllare i moti di rollio e beccheggio, agendo sulla rigidezza delle molle pneumatiche.

Tamponi elastici

Il tampone elastico è parte del sistema di ammortizzazione di un veicolo progettato per assorbire gli urti e attutire il rumore, le vibrazioni e la ruvidità di marcia.

Il tampone elastico, parte del sistema di ammortizzazione di un veicolo, è progettato per assorbire gli urti e attutire il rumore, le vibrazioni e la ruvidità di marcia, evitando che le molle in metallo vadano a fondo corsa nell’impatto con buche, cordoli, marciapiedi e oggetti presenti sulla strada.

Il componente offre inoltre una funzione elastica supplementare che consente di migliorare il comportamento del veicolo in presenza di piccole buche e sull’acciottolato, negli improvvisi cambi di direzione o nelle frenate brusche.

L’uso di materie termoplastiche in luogo della schiuma poliuretanica o della gomma consente un elevato recupero elastico, eccellente resistenza a fatica e lunga durata, nonché bassa variazione della rigidità in un ampio intervallo di temperature.

Materiali degli elementi elastici

Quasi tutte le tipologie di molle sono realizzate in acciaio, necessariamente arricchito con silicio, che conferisce ad esse l’elasticità necessaria per svolgere il compito richiesto, aumentando il limite allo snervamento.

La molla infatti deve essere progettata in modo tale che per tutta la sua estensione lavori in campo elastico, ovvero non sia mai soggetta a deformazioni permanenti.

Oltre al silicio, altri elementi importanti che vengono legati con l’acciaio sono il cromo, il nichel e il molibdeno.

Alcuni esempi di materiali utilizzati sono i seguenti: 52SiCrNi5, 50SiCrMo6, 55Si8, 60SiCr7.

Come accennato in precedenza, non mancano esempi in materiale composito a base di fibra di carbonio, per le molle a balestra mono-lamina di ultima generazione.

Esistono anche molle in titanio, molto interessanti per la loro leggerezza (rispetto all’acciaio, il titanio ha una densità più bassa di oltre il 40%) ma che, a causa dei costi proibitivi per la loro produzione, sono relegate al mondo dei prototipi e delle supercar.

La Bugatti Veyron è stata un raro esempio di auto stradale equipaggiata con molle elicoidali realizzate in titanio, con un peso di oltre il 40% in meno rispetto alle molle tradizionali realizzate in acciaio.

Confronto tra i principali tipi di sospensione

La scelta della soluzione ottimale dipende dalla classe del veicolo, dal tipo di utilizzo e dal livello di comfort previsto.

Evoluzione storica delle sospensioni

Diversi tipi di sospensioni sono apparsi molto prima della produzione di massa delle automobili: i principi di base erano già utilizzati nelle carrozze trainate da cavalli, nelle carrozze e nelle prime piattaforme di carico.

Con l'aumento della velocità e la complessità delle strutture, è emersa la necessità non solo di sopportare il carico, ma anche di garantire stabilità, comportamento prevedibile sulla strada e sicurezza di marcia.

Ecco perché i tipi di sospensioni automobilistiche si sono evoluti da semplici schemi meccanici a soluzioni complesse multicomponente con controllo elettronico.

L’era dell’assale rigido con balestre

La funzione della sospensione, nei riguardi del comfort dei passeggeri era già nota nel sedicesimo secolo. Le carrozze avevano la cassa sospesa mediante un sistema di balestre incastrate sul telaio, costituito da una struttura rigida, sulla quale erano imperniate le ruote.

L’estremità libera d’ogni balestra sosteneva la cassa mediante cinghie di cuoio. Le balestre metalliche, qui presenti, furono introdotte nel 1650 circa; più anticamente, erano realizzate in legno.

Non esiste un sistema meccanico espressamente dedicato allo smorzamento delle vibrazioni della cassa; gli attriti interni delle balestre e delle cinghie dovevano essere giudicate adeguate al raggiungimento del comfort desiderato.

I problemi dovuti ai moti secondari delle ruote non erano presenti, poiché le ruote erano rigidamente connesse fra loro; il sistema d’appoggio poteva ritenersi isostatico, tenendo conto dei giochi della ralla dell’assale anteriore, sterzante insieme ai timoni di traino.

Dalle carrozze alle prime automobili

Si fa risalire ad un carradore inglese, un certo Elliot, l’invenzione dello schema di sospensione con assali rigidi, ma indipendenti fra loro, collegati alla cassa mediante balestre metalliche ellittiche; in questo schema l’assale anteriore è ancora reso sterzante mediante una ralla ad asse verticale.

Questo sistema di sospensione e questo sterzo furono ancora adottati sui primi veicoli semoventi a vapore, realizzati nell’ottocento, fino all’introduzione del motore a combustione interna ad accensione comandata.

Non si deve, infatti, pensare che la sospensione a ruote indipendenti sia stata inventata solo negli anni ’40, al termine di un’era che vede la quasi esclusiva applicazione dell’assale rigido con balestra; sospensioni a ruote indipendenti sono sporadicamente presenti a partire dai primordi della motorizzazione.

Possiamo, però, ritenere che i vantaggi ottenibili a quei tempi, con quelle strade e quelle velocità, fossero difficilmente comprensibili e giustificabili, a fronte delle notevoli complicazioni di carattere realizzativo.

Le prime automobili, in assoluto, dotate di motore a combustione interna, ad accensione comandata, il triciclo di Benz del 1886 e il Stahlradwagen (vettura a ruote d’acciaio) di Daimler del 1889 non testimoniano una grande attenzione nei confronti della sospensione.

La prima è, infatti, un triciclo, con la ruota sterzante anteriore non sospesa; la seconda è un quadriciclo privo di sospensioni, con l’assale anteriore infulcrato al centro, mediante un perno ad asse orizzontale, per rendere il veicolo isostatico.

Possiamo supporre che l’attenzione di questi illustri precursori si sia concentrata sullo sviluppo di un motore di peso (incluso quelli del combustibile) ed ingombri ridotti, piuttosto che sul problema del comfort dei passeggeri.

La balestra nelle prime automobili

La molla a balestra era, come già detto, nota già nel settecento; essa era giunta, nell’epoca iniziale della produzione automobilistica, a soddisfacenti livelli di sviluppo tecnologico ed applicativo.

Innanzitutto essa integrava in sé sia la funzione d’elemento elastico, sia quella d’elemento strutturale di guida delle ruote nel moto di molleggio; il vincolo offerto era di prestazioni adeguate a quanto allora poteva essere richiesto.

La struttura della balestra, realizzata mediante foglie indipendenti di lunghezza digradante, realizza, con buon’approssimazione una struttura d’uniforme resistenza alla flessione e, quindi, molto flessibile, nel piano verticale del veicolo, a parità di sollecitazione.

La balestra, così conformata, possiede un’elevata rigidezza flessionale nel piano orizzontale, così da formare un vincolo corretto per il ponte rigido.

La balestra era montata sulla vettura, solitamente con un occhio incernierato fisso ed uno scorrevole longitudinalmente o mediante un vero e proprio appoggio a pattino, o mediante una bielletta, il cosiddetto biscottino; quest’accorgimento permetteva alla balestra di variare la propria lunghezza durante gli scuotimenti dell’assale.

L’occhio fisso si trovava dal lato dei punti di vincolo al telaio della trasmissione e dello sterzo, tipicamente dietro l’asse anteriore e davanti all’asse posteriore.

La struttura della sospensione ha assunto configurazioni anche molto diverse, in ragione degli obiettivi di comfort, costo e peso della massa non sospesa.

Le balestre sono state denominate dalla loro forma, con riferimento all’ellisse ideale, costituito da due balestre montate contrapposte; ad esempio, le balestre anteriori sono dette ellittiche, od ad ellisse completa, quelle posteriori, semiellittiche.

Controllo, usura e sintomi di malfunzionamento

Fondamentali per l’aderenza al terreno, per la tenuta in curva e per una guida confortevole, le sospensioni devono essere sottoposte a regolare manutenzione.

Le sospensioni andrebbero controllate ogni 20 - 30.000 km, perché le molle tendono a usurarsi, e gli ammortizzatori a scaricarsi.

Indipendentemente dal tipo di sospensione utilizzata, con il tempo i suoi elementi si usurano. Anche un guasto minore può influire negativamente sulla manovrabilità e sulla sicurezza di guida.

Segnali principali

• guida poco confortevole, con rimbalzi sulle sconnessioni della strada invece di reazioni graduali;
• vibrazioni del volante;
• minor controllo in curva;
• riduzione della precisione dello sterzo e comportamento instabile dell'auto;
• allungamento dello spazio di frenata;
• usura irregolare o anomala degli pneumatici;
• perdita di liquido dagli ammortizzatori e perdita della capacità di smorzare le vibrazioni;
• rumori estranei o giochi durante la marcia;
• danni o usura di elementi quali il montante dello stabilizzatore o la barra di accoppiamento.

Una corretta diagnosi e una riparazione tempestiva influiscono direttamente sulla manovrabilità, sull'aderenza al fondo stradale e sulla sicurezza generale della guida, consentono di evitare il sovraccarico del sistema sterzante e di mantenere la stabilità di marcia.

Se sospetti problemi alle sospensioni della tua auto, non esitare a recarti dal tuo meccanico di fiducia che, se lo riterrà opportuno, provvederà alla sostituzione delle molle e/o degli ammortizzatori.

La sostituzione non riguarderà le sospensioni di una sola ruota, ma anche dell’altra appartenente allo stesso asse.

Il ruolo dell’ammortizzatore dello sterzo

Merita particolare attenzione il smorzatore dello sterzo, un elemento ausiliario che riduce le vibrazioni e gli urti trasmessi dalle ruote al meccanismo dello sterzo.

È particolarmente utile sulle auto con sospensioni rigide o rinforzate, nonché dopo la riparazione della parte inferiore della carrozzeria, poiché aumenta la stabilità di guida e il comfort di marcia.

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