Ma che cos'è una barra antirollio?
Innanzitutto non necessariamente una barra!
Un'antirollio è infatti , per definizione, un'elemento elastico cinematicamente vincolato alle sospensioni in modo da deformarsi solo quando il veicolo rolla, rimanendo indeformato, invece, in fase di beccheggio.
Ci sono tantissimi modi di implementare un sistema che rispetti la definizione che ti ho appena dato: Molle elicoidali posizionate in obliquo, piccole balestre sollecitate a flessione, elementi idraulici... Lo schema più implementato e diffuso, però, è una barra collegata ad entrambe le sospensioni di un assale che viene sollecitata a torsione in fase di rollio.
Se hai letto l'articolo sull'importanza dello schema sospensivo, dovresti riconoscere di che schema si tratta. Se sei un appassionato, riconoscerai che si tratta dello schema caratteristico della sospensione anteriore dell'auto in copertina: l'Alfetta GTV6. Beh, sappi che non sono immagini scelte a caso... Questo schema, infatti, mi permette anche di chiarire la differenza tra due elementi che vengono spesso confusi: barre antirollio e barre di torsione.
Le barre di torsione, evidenziate in blu, sono elementi elastici che vanno a tutti gli effetti a sostituire le tradizionali molle, agendo in modo indipendente in corrispondenza della corsa delle singole sospensioni. La barra antirollio, invece, evidenziata in rosso, è un elemento elastico, collegato ad entrambe le sospensioni, che viene sollecitato a torsione solo nel momento in cui le due si muovono in modo opposto (ovvero in rollio), mentre ruota liberamente quando la corsa delle due sospensioni è parallela (ovvero in beccheggio).
In entrambi i casi, la rigidezza delle barre dipende da sezione, materiale e lunghezza. (In genere, per una questione di ingombri, si agisce sulla sezione)
Bene! Fatte tutte le presentazioni del caso, direi che è arrivato il momento di fare un passo indietro e guardare il quadro d'insieme, abbandonando per un attimo l'aspetto puramente meccanico e focalizzandoci sugli effetti che questo elemento ha sulla dinamica complessiva del veicolo.
Per visualizzare come la rigidezza delle barre influenzi il comportamento dell'auto in curva, immagina di affrontare una curva a velocità costante...
FASE DI INSERIMENTO:
Come ti dicevo qualche articolo fa, parlando di spostamenti di carico o di tempi al Nurburgring, in fase di inserimento avviene un trasferimento di carico verso l'esterno della curva che porta l'auto a rollare; le gomme non scaricano del tutto le forze a terra fin quando questo transitorio non è finito e, più le sospensioni sono rigide, più questo transitorio sarà rapido.
Facciamo un passo avanti...
Abbiamo detto che, tramite le barre antirollio, è possibile modificare la rigidezza in rollio dei singoli assali. Immaginiamo perciò, ad esempio, di avere una rigidezza a rollio maggiore sull'assale anteriore di quanto non lo sia sull'assale posteriore. Al momento di inserire l'auto in curva, si innescherà il transitorio di cui ti parlavo prima, ma sull'assale anteriore terminerà in anticipo rispetto a quanto accade sull'assale posteriore. Ci sarà perciò un momento in cui l'assale anteriore, terminato il transitorio, comincerà a seguire la traiettoria desiderata, mentre il posteriore, più lento, non sarà ancora in grado di esercitare forze laterali e tenderà a partire per la tangente. Viceversa, con un posteriore più rigido, sarà l'anteriore a cominciare la curva in ritardo.
Un discorso diverso vale invece in...
PERCORRENZA DI CURVA:
Ricordi quando, parlandoti di trasferimenti di carico, ti dicevo che questi ultimi non vengono influenzati dalle rigidezze, ma solo da peso, altezza del baricentro, passo e carreggiata dell'auto?
Questo è assolutamente vero in termini complessivi, nel senso che, se parliamo di rollio, modificando la rigidezza complessiva dell'auto a rollio, il trasferimento di carico laterale complessivo non cambia. Utilizzando rigidezze a rollio differenti tra i due assali, però, è possibile modificare il modo in cui il trasferimento di carico si distribuisce tra davanti e dietro... In che modo?
Te lo spiego:
Quella che vedi in figura, può essere interpretata come una rappresentazione semplificata della cassa veicolo che, soggetta ad un'accelerazione centrifuga, si "corica" in rollio. Le sospensioni sono rappresentate, per semplicità, come un assale rigido, ma il discorso che stiamo per fare si può serenamente estendere a qualunque schema sospensivo.
Se accettiamo il modello in figura come una rappresentazione dell'intero veicolo, possiamo dire che le molle rappresentino l'insieme delle rigidezze che, in parallelo, agiscono a rollio; ovvero le molle delle 4 sospensioni e le 2 barre antirollio.
Qualora a colazione non mangiassi pane e ingegneria, è giusto chiarire che delle rigidezze in parallelo, per definizione:
1) Si sommano.
2) Hanno la stessa deformazione. In questo caso la deformazione è data dall'angolo di rollio Փ che, trascurando la deformazione torsionale dell'auto (molto minore rispetto a quella delle molle), è lo stesso sia per l'assale anteriore che per quello posteriore.
Considerato che la somma delle differenze di forza generate dalla rotazione della cassa veicolo, altro non è che il trasferimento di carico laterale, si può scrivere che, per l'intero veicolo:
[Trasferimento di carico] = [Rigidezza complessiva a rollio] * [Angolo di rollio]
Dove, ad una data accelerazione laterale, il trasferimento di carico è una costante e, di conseguenza, a una maggiore rigidezza a rollio corrisponderà un minor angolo di rollio e viceversa.
Una volta definito in questo modo l'angolo di rollio, però, lo stesso modello e la stessa equazione si possono applicare separatamente ai singoli assali. In questo caso sarà l'angolo di rollio ad essere costante e, all'aumentare della rigidezza a rollio di un determinato assale, aumenterà con esso anche il trasferimento di carico sul singolo assale.
Morale della favola:
Aumentare la rigidezza in rollio di un assale aumenta il trasferimento di carico su quell'assale in percorrenza di curva e di conseguenza, come ti spiegavo nell'articolo dedicato ai trasferimenti di carico, ne diminuisce la tenuta di strada.
Ricapitolando...
Nell'articolo sui tempi al Ring, ti dicevo che, in termini di rigidezza complessiva dell'auto, in linea teorica, la regola è:
"più rigida è, meglio è"; con il limite superiore dato dalle sconnessioni sulle quali l'auto deve rimanere stabile.
Per quanto riguarda le barre antirollio, irrigidire la barra aumenta la precisione in ingresso dell'assale corrispondente, riducendone la tenuta in percorrenza. Gli effetti perciò si possono sintetizzare come...
Anteriore + rigido / Posteriore + morbido:
+ Sovrasterzo in ingresso curva
+ Sottosterzo in percorrenza di curva
Anteriore + morbido / Posteriore + rigido:
+ Sottosterzo in ingresso
+ Sovrasterzo in percorrenza
Bene! Anche per oggi direi che abbiamo messo abbastanza carne al fuoco.
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