Dilemma elettronico: comfort o dinamismo sportivo?

4 giugno 2020 professioneauto.ch – Grazie ai moderni sistemi di sospensione e smorzamento adattivi, non occorre più scendere a compromessi tra telai confortevoli o sportivi. Oggi, infatti, gli sviluppatori possono modificare le caratteristiche delle sospensioni e degli ammortizzatori in una frazione di secondo. Ecco una panoramica della situazione attuale e delle sue ripercussioni sul lavoro quotidiano delle officine.

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Audi sostituisce la barra antirollio attiva con un dispositivo di regolazione attiva del telaio. Il gruppo VW va oltre il Magic Body Control e le sospensioni idrauliche completamente attive ABC di Mercedes-Benz: le sospensioni pneumatiche e gli ammortizzatori a comando elettronico sono dotati di una regolazione aggiuntiva per attutire le irregolarità del manto stradale. Fonte: Audi

se. Vent’anni fa, gli sviluppatori di telai non godevano di una posizione così invidiabile: infatti, le caratteristiche degli assetti potevano essere definite soltanto attraverso aggiustamenti meccanici. La costante elastica di una molla elicoidale poteva essere lineare o progressiva: pertanto, in fatto di compressione ed estensione degli ammortizzatori e design dello stabilizzatore trasversale, era necessario scendere a compromessi. 

Le leggendarie sospensioni idropneumatiche di Citroën o, ancora, le prime sospensioni pneumatiche delle berline di lusso hanno rappresentato l’eccezione, offrendo nuove esperienze di guida. Nel caso degli ammortizzatori sono stati presto fatti dei test con la funzione di bypass, al fine di attenuare la compressione e l’estensione per i movimenti più lievi e generare forze di smorzamento più accentuate in caso di compressioni e decompressioni più intense.

Oggi, dagli ammortizzatori adattivi ai sistemi di sospensione pneumatica multi-camera fino alle barre antirollio attive, gli ingegneri non hanno che l’imbarazzo della scelta. Audi ha ampliato la sua gamma con un innovativo dispositivo di regolazione attivo, dotato di un potente motore elettrico e di un riduttore armonico. 

Affinché questi sistemi possano funzionare in maniera ottimale, i movimenti del veicolo intorno a tutti e tre gli assi devono innanzitutto essere registrati con precisione. I sistemi passivi funzionano mediante sensori di accelerazione e sensori di velocità angolare sugli assi x, y e z, sensori dell’angolo di sterzata e sensori della distanza interassiale. Essi reagiscono a forze e movimenti già avviati. 

I sistemi più semplici, come quello di Ford Focus, sono dotati di rilevazione delle buche. Qui vengono analizzati i movimenti degli ammortizzatori. Se, accelerando, la ruota fuoriesce dal passaruota o vi rientra bruscamente (buca o dosso), le valvole a solenoide riducono il flusso dell’olio e, a seconda della situazione, induriscono la compressione o l’estensione dell’ammortizzatore. Un’analisi istantanea consente di minimizzare il movimento della ruota fin quando il sistema non reagisce. Per pochi istanti il sistema non segue la strada (buca) e resta sospeso in aria, evitando l’impatto tra lo pneumatico o addirittura i bordi del cerchio e la buca stessa. Di conseguenza, le forze intense che venivano esercitate sulla carrozzeria vengono eliminate e la durata dei componenti del telaio è maggiore.

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Anche nell’ambito dell’aftersales c’è ancora molto potenziale di sviluppo per le più recenti tecnologie di smorzamento, al fine di poter offrire ai clienti assetti più sportivi rispetto agli OEM. Alla KW Automotive, gli ammortizzatori non soltanto vengono sviluppati, ma anche prodotti. Fonte: KW

I nuovi sistemi di regolazione delle sospensioni funzionano in modo attivo. Le irregolarità del manto stradale vengono rilevate da una telecamera stereoscopica. Se viene rilevato un dosso o una buca, gli ammortizzatori, le sospensioni e le barre antirollio attive vengono controllate in modo tale da consentire alla ruota di rientrare nel passaruota o di seguire l’avvallamento della strada senza opporre particolare resistenza. 

Il collegamento in rete con la mappa stradale digitale del sistema di navigazione permette di controllare i componenti del telaio già prima di affrontare una curva, di modo tale che la carrozzeria non subisca quasi più alcun movimento di rollio quando il veicolo entra in curva. Grazie ai dispositivi elettronici di assistenza, vengono eliminati anche i movimenti di beccheggio sia in frenata che in accelerazione. A quanto pare, il piede delicato dei conducenti di berline di una volta è stato rimpiazzato dall’elettronica.

Attraverso l’uso di valvole elettromagnetiche, gli attuali sistemi di sospensioni pneumatiche consentono di aggiungere due volumi d’aria supplementari. Le sospensioni pneumatiche a tre camere presentano quindi tre diversi livelli di molleggio e possono essere regolate sia come sportive che come confortevoli. I sistemi di regolazione attivi consentono inoltre di selezionare anticipatamente la curva caratteristica della deformazione del sistema di sospensione prima di incontrare le irregolarità della strada. Grazie a un capiente serbatoio dell’aria compressa, è anche possibile adeguare il volume d’aria per aggiunta o eliminazione. Nei sistemi passivi, l’accelerazione dei componenti del telaio viene rilevata dal sensore di livello e la velocità di molleggio viene regolata in una frazione di secondo.

Negli ultimi anni sono stati fatti enormi progressi nello sviluppo degli ammortizzatori. Gli ammortizzatori adattivi funzionano principalmente in due modi. Nella versione magnetoreologica, le particelle ferrose si mescolano all’olio idraulico. Applicando un campo elettromagnetico alle valvole dei pistoni, la viscosità dell’olio cambia. 

In presenza di un campo magnetico potente le particelle metalliche si agglomerano, restituendo un olio più viscoso per lo smorzamento. In questo modo la compressione e l’estensione si induriscono. Quando gli ammortizzatori non sono magnetizzati, non vi è nessuna variazione della densità, pertanto lo smorzamento è più morbido e confortevole. Grazie all’aggiunta di additivi, oggi è possibile mantenere le particelle ferrose in sospensione e distribuirle uniformemente nell’olio degli ammortizzatori per garantire in qualsiasi momento l’effetto descritto.

Un metodo ampiamente diffuso è la regolazione del flusso d’olio nel pistone. Qui elettrovalvole con modulazione dell’ampiezza dell’impulso consentono di regolare una portata di flusso aggiuntiva indipendente tramite un bypass sia per la compressione che per l’estensione. Di conseguenza, il volume d’olio aggiunto attraverso gli appositi canali e le valvole del pistone viene aumentato direttamente. Se il bypass è attivo, l’olio aggiunto può fluire dall’alto verso la camera di compressione inferiore (compressione) o viceversa. Variando la curva caratteristica dell’ammortizzatore, è possibile ottenere una performance diversa in base alla situazione. 

I vari gradi di libertà offerti da tutti i sistemi di sospensione e di smorzamento, compreso lo stabilizzatore trasversale, consentono agli sviluppatori di proporre ai clienti un’ampia gamma di caratteristiche diverse. Che si tratti di preselezione dal menu (modalità Track, sportiva, confortevole ecc.) o di controllo adattivo, tutte le opzioni sono possibili. Gli unici limiti sono il budget, il tempo e il numero di ingegneri impegnati nello sviluppo. 

Per le officine ciò significa implementare numerosi processi di diagnosi e controllo per individuare guasti o malfunzionamenti, oltre ad acquisire elevate competenze nel collegamento in rete dei sistemi. Questa è dunque una grande sfida soprattutto per i produttori di sospensioni sportive e coilover, i quali devono garantire che le modifiche non influiscano su altri sistemi. Infatti, qualora venissero proposte sospensioni pneumatiche che abbassano significativamente la carrozzeria rispetto alla produzione in serie per la guida su autostrada o la marcia lenta, alcuni sistemi di assistenza alla guida come l’ACC o l’assistente per il mantenimento della corsia potrebbero fornire interpretazioni errate. Tali modifiche metterebbero a rischio la sicurezza e non servirebbero ai clienti.

Oltre alla diagnosi e alla taratura, il personale dell’officina gioca un ruolo fondamentale anche in altri ambiti. Infatti, anche nel caso dei sistemi di sospensione e smorzamento più semplici, sia gli apprendisti che i collaboratori più esperti devono prestare la massima attenzione. Tutti i componenti del telaio fanno parte dei sistemi di sicurezza attiva. Senza una guida precisa delle ruote attraverso volanti privi di gioco e molle elicoidali o ammortizzatori idraulici correttamente funzionanti, la sicurezza su strada non può essere garantita. La presenza di difetti potrebbe causare un comportamento anomalo del veicolo (sovrasterzo improvviso ecc.) e mettere in difficoltà il conducente. 

Tutto considerato, soprattutto i lavori sui sistemi di sospensione e di smorzamento effettuati dagli apprendisti devono sempre essere verificati dai rispettivi responsabili. Che si tratti dello smontaggio non corretto di molle elicoidali o del sollevamento improprio di un veicolo con sospensioni pneumatiche, gli infortuni e i danni dovuti al mancato rispetto delle istruzioni del produttore costano cari. Basti pensare che, nei più recenti sistemi di sospensione, già soltanto la regolazione della luce dei moderni proiettori a matrice attiva esige l’utilizzo del tester diagnostico per ottenere un livello base o più o meno regolato. Diversamente, i conducenti dei mezzi provenienti dalla direzione opposta o dei veicoli antistanti potrebbero restare abbagliati.
 
Lavoro d’officina su telaio: 100% qualità e concentrazione

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Il telaio consente il collegamento tra la ruota e la carrozzeria. Per i lavori sul telaio si applica una tolleranza di errore pari a zero. Anche il potenziale di pericolo delle molle elicoidali pretensionate che vengono fissate con un tensionatore durante lo smontaggio viene sottovalutato, soprattutto dai meccanici non professionisti. Fonte: ZF

se. Quattro superfici grandi come il palmo di una mano trasmettono le forze statiche e dinamiche dalla carreggiata agli pneumatici e viceversa. Dalle ruote, le forze vengono trasmesse alle parti del telaio attraverso i cuscinetti e alla carrozzeria attraverso i giunti. Per garantire comfort e sicurezza, il personale dell’officina non controlla soltanto il gioco del volante, ma anche gli ammortizzatori, eventuali danni alle molle elicoidali e la tenuta degli elementi di sospensione pneumatica. Ciononostante, la crescente complessità dei sistemi di sospensione e di smorzamento richiede conoscenze sempre più approfondite per individuare le cause dei malfunzionamenti. 

Generalmente, sui veicoli più moderni, i problemi registrati nella memoria degli errori possono essere analizzati soltanto con il tester del relativo produttore. Le possibilità sono troppo varie perché i fornitori indipendenti di apparecchi di prova possano offrire processi diagnostici aggiornati per tutti i veicoli. In linea di principio, la tolleranza di errore per i lavori effettuati sui sistemi di sospensione è pari a zero. Il mancato rilevamento di un ammortizzatore che perde può avere conseguenze fatali per il conducente. 

Così, il lavoro di officina richiede la massima attenzione. Non c’è da meravigliarsi se gli uffici cantonali della circolazione stradale controllano con molta attenzione le parti del telaio come sospensioni, ammortizzatori e freni. Infatti, la sicurezza sulla strada può essere garantita soltanto attraverso sistemi perfettamente funzionanti. Il garagista con personale qualificato può offrire tali garanzie, beneficiando della fiducia del cliente.
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