Sospensione (meccanica)

La sospensione di un veicolo è l'insieme delle componenti mediante le quali il telaio è collegato alle ruote del veicolo.

Introduzione

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) vengono definitemassa sospesa. 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 venne quasi subito applicato l'ammortizzatore, un elemento che ne smorza e rallenta l'oscillazione.

Le caratteristiche di un sistema di sospensione/ammortizzatore sono solitamente un compromesso tra le esigenze di tenuta di strada e quelle di comfort. 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 i suoi occupanti.

Le Sospensioni

Tipo di sospensione

I sistemi di sospensione si distinguono per il diverso sistema di collegamento al telaio delle masse non sospese e per il tipo di organo elastico che assicura il movimento relativo fra telaio e ruote.

 

Sospensioni pneumatiche

Sono sospensioni che funzionano tramite la comprimibilità dell'aria, questo tipo di sospensioni possono essere in alcuni casi anche del tipo regolabili, quindi variando la pressione dell'aria intrappolata, si può modificare il tipo di comportamento, facendola diventare più rigida o flessibile. Rispetto ad altri sistemi permettono d'ottenere risposte più rapide della sospensione e una maggiore flessibilità nella regolazione oltre a conferire maggiore comfort grazie alla loro eccezionale progressività, ma di contro richiede una maggiore manutenzione e cura.

Questa tipologia di sospensione può essere l'unica utilizzata dal mezzo che le adotta o può essere accompagnata da altre tipologie di sospensioni, come possono essere le balestre o molle elicoidali, inoltre hanno trovato impiego in molti ambiti, dai camion alle biciclette.

Tale tipologia di sospensione è stata utilizzata anche in ambito automobilistico e motociclistico negli anni '70 e riutilizzata sporadicamente in ambito motociclistico e ciclistico nei primi decenni del terzo millennio.

 

Sospensioni Idropneumatiche

Sono sospensioni pneumatiche, ma con un controllo idraulico, infatti la pressione delle sospensioni può essere variata immettendo più olio nella stessa, la quale è composta da una sfera divisa a metà, dove una parte è sigillata e contiene azoto, mentre la seconda parte e collegata al circuito idraulico di controllo, permettendo come nel caso delle sospensioni pneumatiche sia la regolazione dell'assetto, del livellamento e risposta della stessa alle sollecitazioni, questo tipo di soluzione è stato ideato e sviluppato da Citroën, ma venne creato anche un sistema simile e semplificato dalla British Leyland chiamato Hydragas.

 

Sospensioni idrauliche

Il loro funzionamento prende spunto dal sistema idropneumatico della Citroën, ma utilizza solo un liquido incomprimibile e dei contenitori gommosi con armatura metallica che sono collegati alle sospensioni e nel sistema originale (Hydrolastic) messi in comunicazione tra loro in coppia, ruota anteriore e ruota posteriore dello stesso lato il che permette un mantenimento dell'assetto del veicolo e anche la regolazione dell'altezza variano la quantità del liquido. L'assorbimento dei urti e delle asperità avviene anche con la dilatazione di questi corpi gommosi entro i limiti della struttura metallica.

 

Sospensioni ad elastomeri

Il loro funzionamento si basa su elastomeri poliuretanici, materiali con un'elasticità simile alla gomma e con struttura compatta o cellulare, quest'ultimi sono quelli maggiormente utilizzati per le sospensioni, generalmente per biciclette.

 

 

Sospensioni a molle elicoidali

Le sospensioni a molle elicoidali sono realizzate da molle a torsione operanti per compressione. In genere deve essere sempre associato al sistema elastico un ammortizzatore, dato che le molle non hanno una dissipazione di energia sufficiente a smorzare il movimento elastico del sistema in tempi brevi.

 

 

Sospensioni a balestra

In questo caso l'organo elastico è una balestra, operante per flessione di foglie di materiale elastico (generalmente acciaio) collegate fra loro da graffe metalliche. Il sistema permette lo spostamento senza necessità di guide, inoltre, dato che le balestre dissipano velocemente l'energia elastica, è possibile realizzare sistemi di sospensione a balestra anche senza l'utilizzo di ammortizzatori.
Il sistema a balestra è stato il primo ad essere usato sui veicoli a motore, e, data la sua notevole rigidezza, viene utilizzato ancora per veicoli particolarmente pesanti, mentre è in disuso per veicoli leggeri come automobili. Il sistema è stato molto usato nel passato, e lo è tuttora, in molti rotabili ferroviari.

 

Sospensioni a barre di torsione

In questo tipo di sospensioni, utilizzate oggi principalmente su veicoli con un numero elevato di ruote, il mezzo elastico è una barra che può essere trasversale (attraversa la larghezza del veicolo ed è fissata al lato opposto a quello in cui si trova la ruota, o al centro della scocca) o longitudinale (per le sospensioni anteriori). La ruota stessa è collegata alla barra da un braccio solitamente triangolare (con movimento limitato ad un certo angolo), trasversale o longitudinale.
Le sospensioni a barre di torsione vengono ad esempio utilizzate su veicoli di peso molto elevato (per esempio carri armati), in genere accoppiando la manovella su cui è imperniata la ruota ad un ammortizzatore. Le barre di torsione trovano diffusa applicazione nelle auto di Formula 1 e, in passato, anche in molte vetture di serie (es. Alfa Romeo Alfetta e Giulietta, VW Maggiolino, Simca 1100, Renault 5 ecc.). Una versione che riprende in parte il concetto di sospensione a barra di torsione è quella denominata "a ruote interconnesse" ed è usata al retrotreno di numerosi modelli di auto moderne. Un tubo aperto, con sezione a forma di C, posto trasversalmente al veicolo collega due bracci longitudinali a sua volta collegati alle ruote. Sono comunque presenti anche delle molle oltre ai consueti ammortizzatori, uno per braccio. Tale schema associa la funzione di elemento elastico delle molle a quello (torcente) del tubo, inoltre lo stesso funge anche da interconnessione tra le due ruote con benefici per il comportamento dinamico della vettura durante la guida in velocità, altrimenti penalizzata da ruote a sospensione completamente indipendenti sullo stesso asse. Vista la loro semplicità ed efficacia sono utilizzate sul retrotreno di veicoli economici come le utilitarie e furgoni (es: Renault Kangoo oppure Peugeot 107, 207, 208).Ma anche su alcune compatte sportive come la Alfa Romeo MiTo e la Abarth Grande Punto, che lo vedono al retrotreno.