Sospensione (meccanica)

Disambiguazione – Se stai cercando la sospensione anteriore delle moto, vedi Forcella (moto).
Disambiguazione – Se stai cercando la sospensione posteriore delle moto, vedi Forcellone.

La sospensione di un veicolo è l'insieme dei componenti mediante i quali il telaio è collegato alle ruote del veicolo, o più generalmente indica il collegamento tra le masse sospese del veicolo con le masse non sospese.

Introduzione

Schema della sospensione di un autoveicolo (tipo MacPherson)

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 definite massa 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.

Tipologia 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

Lo stesso argomento in dettaglio: Sospensione pneumatica (meccanica).
Suzuki PE175N con sospensione posteriore a doppio ammortizzatore pneumatico FOX Airshox

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 morbida. 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

Lo stesso argomento in dettaglio: Sospensione idropneumatica.
Citroën BX con sospensioni idropneumatiche, dimostrazione altezza massima e minima

Sono sospensioni pneumatiche, ma interconnesse attraverso un fluido idraulico, infatti la parte pneumatica è costituita da singole sfere con all'interno una camera con azoto e sigillata da una membrana flessibile. L'altezza del veicolo viene mantenuta costante in modo automatico immettendo più o meno olio nel circuito delle sospensioni e può essere variata dal guidatore spostando una levetta di regolazione nell'abitacolo. Questa soluzione è stata ideata e sviluppata da Citroën, ma venne creato anche un sistema simile e semplificato dalla British Leyland chiamato Hydragas.

Sospensioni idrauliche

Lo stesso argomento in dettaglio: Hydrolastic.

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 variando la quantità del liquido. L'assorbimento degli 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, questi ultimi sono quelli maggiormente utilizzati per le sospensioni, generalmente per biciclette.

Sospensioni a molle elicoidali

Sospensione del modello T della Ford

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.

Tipo di molle

Lo stesso argomento in dettaglio: Molla.
Molle progressive da automobile

Le molle sono principalmente di due tipi:

  • Lineari, queste molle hanno una flessibilità (approssimativamente) costante, caratterizzate da contrazione direttamente proporzionale alla forza di compressione esercitata, generando un grafico lineare sul piano cartesiano (v. caratteristica lineare sul grafico)
  • Flessibilità progressiva, queste molle avendo una flessibilità diversa, dove hanno una resistenza ridotta alle piccole compressioni, ma che aumenta esponenzialmente all'aumentare della compressione della molla, disegnando un grafico sui assi cartesiani si genererà un grafico esponenziale, con ascissa la compressione e in ordinata la forza, ottenibile in due modi:
    • Passo differenziato lungo la molla si potranno notare come alcune spire siano molto ravvicinate tra loro (zona a bassa resistenza), mentre altre sono molto distanti tra loro (zona ad alta resistenza).
    • Elica a diametro differenziato lungo la molla si potranno notare come alcune spire siano molto strette e quindi disegnano cerchi/eliche con raggiatura ridotta (zona ad alta resistenza), mentre altre sono molto larghe e quindi disegnano cerchi/eliche con raggiatura ampia (zona a bassa resistenza).

Tipo di collegamento

Le molle possono essere utilizzate tramite due diversi sistemi:

  • Diretto, è un sistema che trasmette l'energia alla molla in modo diretto e proporzionale.
  • Leveraggi, è un sistema che trasmette l'energia alla molla in modo diverso a seconda della compressione a cui si è giunti, utilizzando delle leve che a seconda della compressione aumentano o diminuiscono la lunghezza dei bracci d'azionamento della molla.
    Questo sistema viene adottato per la maggior parte dei casi su sistemi monocross (un ammortizzatore per ruota), ma ci sono anche esempi per sistemi doublecross come su alcune moto, come la Honda CB 1300 Super Four del 1998

Sospensioni a balestra

Vari tipi di balestre
Sospensione 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

Sospensione a barre di torsione dell'asse anteriore, con disposizione longitudinale delle molle (evidenziate in rosso)

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 come la Renault Kangoo oppure Peugeot 107, 207, 208, Volkswagen Polo ma anche su alcune compatte sportive come l'Audi A1, Alfa Romeo MiTo Quadrifoglio Verde e la Abarth Grande Punto.

Struttura

Sospensioni a quadrilatero di tipo basso...
...e a quadrilatero di tipo alto

Le sospensioni anteriori in particolar modo a molle elicoidali esistono di vario genere, a seconda della cinematica degli elementi di guida:

Sospensione posteriore tipo McPherson con bracci inferiori trasversali e barra antirollio
Sizaire-Naudin 1908 con sospensioni a balestra e sistema a scorrimento

Le sospensioni posteriori esistono di vario genere, a seconda della cinematica degli elementi:

Ponte rigido a portale con bracci snodati (indipendenti) della Steyr-Puch Pinzgauer
Disegno posteriore di una sospensione multilink

Classificazione

Diversi sistemi sospensivi a confronto

Le sospensioni a seconda della loro struttura e sull'effetto delle ruote dello stesso asse si dividono in:

Le sospensioni a seconda della loro struttura e sul tipo di lavoro dell'elemento elastico, si dividono in:

Regolazioni

Regolazione idraulica del precarico
Compressione di una sospensione, senza precarico a sinistra e con precarico (40 kg/20 mm) a destra

La sospensione nella maggior parte dei casi è sprovvista di possibilità di regolazione, dove l'unica regolazione esistente è disponibile solo per i sistemi a molla elicoidale.

Alternative

In caso non ci sia la possibilità di utilizzare le regolazioni o si desideri un comportamento non modificabile con le regolazioni, si può:

Parametri

Questa regolazione viene definita anche prendendo in considerazione alcuni parametri:

Accorgimenti

Le sospensioni possono essere munite di:

Misure

La sospensione si misura per:

Note

  1. ↑ REMEMBER THE AIR SHOCK ABSORBER THAT TONY CAIROLI WAS TESTING TWO WEEKS AGO? RYAN DUNGEY PLANS TO USE IT ON SATURDAY NIGHT, su motocrossactionmag.com. URL consultato il 16 gennaio 2014 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2014).
  2. ↑ Sospensioni idropneumatiche, su mec66c.altervista.org (archiviato dall'url originale l'11 novembre 2013).
  3. ↑ ad elastomeri: La Forcella: funzione ammortizzante ad elastomeri, su preparazionealciclismo.it.
  4. ↑ Gli elastomeri Bayer MaterialScience – i materiali poliuretanici per i lavori più duri, su pu-systems.bayermaterialscience.com. URL consultato il 25 settembre 2013 (archiviato dall'url originale il 27 settembre 2013).
  5. ↑ Tipo di molle[collegamento interrotto]
  6. ↑ Honda Announces Launch of Terrific CB1300 Super Four Naked Sport Model Incorporating a Powerful Liquid-Cooled Inline 4-Cylinder Engine, su world.honda.com.
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  8. ↑ Cosa c'è da sapere sul "torque steering" - Car Magazine Italia, in Car Magazine Italia, 1º maggio 2013. URL consultato il 25 febbraio 2017.
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  10. ↑ not2fast.com, https://web.archive.org/web/20110714200057/http://www.not2fast.com/chassis/revoKnuckle.pdf. URL consultato il 25 febbraio 2017 (archiviato dall'url originale il 14 luglio 2011).
  11. ↑ Il nuovo Unimog (PDF), su mercedes-benz.it. URL consultato il 6 marzo 2014 (archiviato dall'url originale il 4 marzo 2016).
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  18. ↑ Multilink, su motori.it. URL consultato il 18 settembre 2016 (archiviato dall'url originale il 17 agosto 2016).
  19. ↑ Sospensioni Push-rod E Pull-rod, su forum.wininizio.it.
  20. ↑ Regolazioni diverse per il precarico[collegamento interrotto]
  21. ↑ Schema di una sospensione motociclistica (monoammortizzatore)[collegamento interrotto]
  22. ↑ Sospensioni contrattive, su digilander.libero.it.
  23. ↑ Applicazioni pratiche sospensioni contrattive, su digilander.libero.it.
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  25. ↑ quattroruote: Sospensione attiva[collegamento interrotto]
  26. ↑ F1, su f1sport.it. URL consultato il 13 maggio 2025.
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  28. ↑ TECNICA – L’anti-dive., su motorsportrants.wordpress.com.
  29. ↑ Corsa negativa, su marzocchi.com (archiviato dall'url originale il 4 dicembre 2008).

Voci correlate

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Collegamenti esterni

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