L’Incidenza e l’inclinazione dell’angolo fuso a cura di Massimo Cassano
Abbiamo pubblicato alcuni giorni fa la prima parte di un approfondimento tecnico, curato dall’esperto Massimo Cassano, su un tema di grande interesse per i gommisti: gli angoli caratteristici delle ruote. Nella prima parte, oltre ad un’introduzione generale sull’argomento, è stato descritto in dettaglio l’angolo di campanatura , conosciuto anche come camber. Si è analizzato quali possono essere le alterazioni, le conseguenze che comportano e le soluzioni che il gommista può adottare. Proseguiamo oggi con la seconda parte dell’articolo che, lo ricordiamo, è estrapolato dal libro “Pneumatici e assetto ruote” di Massimo Cassano, edito da Hoepli, trattando altri due angoli della geometria delle ruote, quali l’incidenza (caster) e l’inclinazione del perno fuso.
L’incidenza (caster)
L’angolo di incidenza è l’angolo di inclinazione longitudinale dell’asse di sterzata, guardando il veicolo dalla parte laterale, come illustrato in figura. Per asse di sterzata si intende quell’asse passante per la linea di mezzeria del montante ed attorno al quale ruotano, quando si muove il volante, il complesso ruota, mozzo e perno fuso. L’incidenza può essere positiva, negativa o nulla ed è impostata per favorire il ritorno delle ruote e dello sterzo, dopo che il veicolo ha eseguito una svolta. Nella maggior parte delle autovetture a trazione anteriore il valore di incidenza è positivo, in questo modo la ruota viene trascinata anziché spinta, per cui il veicolo esercita sicuramente un minore sforzo nell’avanzamento. Con l’incidenza negativa, invece, il veicolo dovrà esercitare un maggiore sforzo.L’incidenza nulla, cioè uguale a 0° è molto rara sulle autovetture moderne. Gli angoli di incidenza delle due ruote anteriori devono essere circa uguali, sia come valori, ma soprattutto come segni. Segni opposti determinano una scarsa direzionalità del veicolo, che è costretto a tirare vistosamente dal lato dove l’angolo di incidenza è minore. Un’instabilità direzionale del veicolo dovuta a differenze di incidenze è abbastanza semplice da appurare con una prova su strada, in quanto è caratterizzata da una deviazione molto rapida dalla marcia rettilinea, anche dopo aver percorso pochi metri. Per ripristinare le esatte distanze, bisogna regolare l’incidenza, se la sospensione lo permette, solo dopo aver rilevato l’entità dello scostamento assiale.Adoperando un moderno assetto ruote, l’angolo di incidenza si ricava sterzando su appositi piatti oscillanti e rotanti le ruote, ad un’angolazione di 10° o 20°. Una volta effettuata la misura si interviene su appositi registri, che possono essere costituiti da normali tiranti trasversali con bullone di bloccaggio, o da eccentrici a fori asolati che permettono alla ruota di arretrare o avanzare la sua posizione in senso longitudinale. Dove non esistono punti di regolazione, ed in presenza di angoli di incidenza eccessivamente differenti, bisogna ricercarne la causa effettuando il controllo e l’eventuale sostituzione dei bracci oscillanti trasversali inferiori o trapezi triangolari. Forti deformazioni di quest’ultimi comportano alla ruota uno scostamento anche di 1°.
Vi possono essere anche deformazioni del passaruota della carrozzeria o del telaietto di supporto alla sospensione, se ad esempio è avvenuto un forte impatto al sottoscocca. L’unità di misura dell’incidenza è il grado angolare e minuti primi. Questo parametro solitamente viene variato da urti, collisioni, sovraccarichi eccessivi con ammortizzatori scarichi e per deterioramenti ed usura degli organi dell’avantreno. Si ricorda, infine, che l’incidenza è presente solo sulle ruote anteriori e che deve essere regolata prima della campanatura. Nella terminologia tecnica è spesso indicata come il caster.
L’inclinazione del perno fuso (Kingpin)
L’inclinazione del perno fuso è l’inclinazione trasversale dell’asse di sterzata, come illustrato in figura. Rappresenta il montante molleggiato, con i suoi vari componenti, ossia l’ammortizzatore, il fusello, il mozzo, la molla. Quest’angolo, analogamente all’incidenza, ha il compito di riportare le ruote in posizione normale, dopo che queste hanno subito una sterzatura. Inoltre mantiene il veicolo in rettilineo, neutralizzando le asperità del fondo stradale e le brusche reazioni di frenata. L’inclinazione del perno fuso ha sempre un valore positivo (es. +13°00’) e ciò deriva dal fatto che i progettisti lo disegnano in modo tale da ridurre la distanza del braccio a terra trasversale B. Quest’ultimo, misurato tra la linea di mezzeria del pneumatico e la proiezione a terra dell’asse di sterzata, viene variato dagli angoli di campanatura negativi.
Pertanto un’impostazione positiva dell’inclinazione trasversale del montante va a compensare l’angolo di camber. Se così non fosse si provocherebbe un rapido degrado degli pneumatici anteriori, oltre che una sterzatura molto difficile e pesante. Quest’angolo non è regolabile in fase di manutenzione, pertanto un valore incrociato assai differente tra le due ruote anteriori (di circa 2°÷3°) può essere sintomo diagnostico di un fusello deformato in un urto, o di un tubo del montante piegato in un forte impatto. Bisogna controllare altresì i punti di attacco dei bracci meccanici alla scocca/telaio.
Il rilevamento dell’inclinazione del perno fuso, denominato anche kingpin, è effettuabile con la stessa procedura adottata per l’angolo di incidenza. Sommando algebricamente il valore dell’inclinazione del montante con il valore dell’angolo di campanatura si ottiene l’angolo incluso o angolo interno o angolo combinato. Ovviamente se il camber è negativo bisogna sottrarre il valore misurato. È sempre opportuno effettuare la misura dell’angolo incluso, per una maggiore valutazione diagnostica di eventuali anomalie ai componenti meccanici dell’avantreno.
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