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Tutte le auto a quattro ruote, dopo dopo essere state guidate per una certa distanza, devono essere sottoposte a un allineamento delle ruote. Che cos’è l’allineamento delle ruote e cosa succede alla tua auto se non lo fai? Scopriamolo. A prima vista, le ruote di un veicolo sembrano perfettamente dritte e verticali, e questa disposizione sembra logica. La cosa sorprendente è che, per migliorare le prestazioni del veicolo, ogni casa costruttrice specifica alcuni angoli predefiniti per le ruote delle proprie auto. In queste immagini volutamente esagerate, tali angoli risultano ben evidenti. Possiamo vedere che ci sono fondamentalmente tre angoli associati alle ruote. Analizziamo per primo l’importanza dell’angolo di campanatura. L’angolo di campanatura è perfettamente visibile quando viene visto da davanti all’auto. Questo angolo può essere positivo o negativo. Una campanatura negativa migliora le prestazioni in curva dell’auto. Per comprendere come la campanatura negativa migliori le prestazioni in curva, analizziamo innanzitutto come un’auto affronta una curva con angolo di campanatura nullo. Perché un’auto possa curvare, è necessaria una forza centripeta. Questa forza centripeta deriva dalla forza d’attrito tra il pneumatico e la strada. Le ruote esterne avranno una forza d’attrito maggiore rispetto alle ruote interne. Il motivo è semplice: durante la curva, i pneumatici esterni sono soggetti a una forza normale più elevata. Ora vediamo cosa fa questa forza d’attrito al pneumatico. Si può osservare come il pneumatico si deformi. A causa di questa deformazione, l’area di contatto della ruota con la strada diminuisce sensibilmente. Questo porta a una forza d’attrito ridotta. Un modo semplice per aumentare quest’area di contatto è inclinare la ruota esterna verso l’interno, come mostrato. Questo è esattamente ciò che si intende per campanatura negativa. A questo punto si potrebbe chiedere: cosa accade alla ruota interna quando viene inclinata verso l’interno? Ovviamente, si perde parte della forza d’attrito a causa della riduzione dell’area di contatto. Tuttavia, come abbiamo già spiegato, vogliamo massimizzare la forza d’attrito sulle ruote esterne, poiché hanno la capacità di generare la forza d’attrito più elevata. Il successivo angolo importante in un’automobile è l’angolo di incidenza. Nel meccanismo di sterzo, le ruote ruotano attorno a un asse di sterzo.
Questo asse di sterzo, nella pratica, non è mai perfettamente verticale. L’inclinazione dell’asse di sterzo viene chiamata angolo di incidenza. Questo angolo è piuttosto critico per un’automobile. Avrai notato che, dopo aver effettuato una curva, quando rilasci il volante, esso torna automaticamente nella posizione centrale. Questa capacità di ritorno del volante è creata proprio dall’angolo di incidenza. Per comprendere la fisica che lo spiega, ti invitiamo a consultare il nostro video dettagliato sull’angolo di incidenza. L’angolo di convergenza è il più sensibile dei tre. Guardando l’auto dall’alto, questo angolo risulta ben visibile. Le configurazioni di divergenza e convergenza sono illustrate qui. Idealmente, un angolo di convergenza pari a zero riduce al minimo l’usura degli pneumatici. Tuttavia, durante la guida, il volante subisce piccoli movimenti involontari. Questi piccoli movimenti del volante non devono influenzare il moto rettilineo dell’auto. Per capire come l’angolo di convergenza lo renda possibile, rivediamo il principio dello sterzo. Per ottenere uno sterzo perfetto, la ruota interna deve sterzare più della ruota esterna. Dal punto di vista dell’allineamento, questa condizione corrisponde alla divergenza. Ciò significa che, se si imposta l’auto in condizione di divergenza, si può ottenere una condizione di sterzo ideale con minimi movimenti del volante. Tuttavia, una risposta così elevata dello sterzo può creare problemi di sicurezza, poiché il veicolo reagisce anche a piccoli movimenti involontari del volante, causando perdita di stabilità in linea retta. Per questo motivo, nelle auto passeggeri si utilizza sempre una leggera convergenza . La convergenza produce l’effetto opposto: riduce la sensibilità dello sterzo e aumenta la stabilità direzionale del veicolo. Di solito, l’angolo di convergenza è molto piccolo. Ogni auto possiede un insieme ottimale di angoli delle ruote stabilito dal costruttore. Nel tempo, questi angoli possono subire variazioni sensibilmente, provocando un’eccessiva usura degli pneumatici. Un allineamento periodico delle ruote è fondamentale per mantenere buone prestazioni del veicolo, poiché questi angoli sono estremamente sensibili nel determinare la stabilità direzionale, la capacità di ritorno del volante e la performance in curva.