Durante un fine settimana di gara è facile vedere i meccanici operare sulle sospensioni delle vetture, con l’intento di effettuare delle regolazioni. Infatti, agendo in quella zona di una F1 si vanno a variare convergenza, campanatura e incidenza, chiamati anche angoli caratteristici delle ruote.
Per migliorare il comportamento dell’auto in curva non basta il carico aerodinamico, ma serve anche un ottimo assetto meccanico. Per raggiungere questo obbiettivo è necessario modificare gli angoli delle ruote. Scopriamo insieme cosa sono convergenza, campanatura e incidenza e come modificano il comportamento delle ruote su una vettura di F1.
Convergenza delle ruote o “TOE” in F1, il più conosciuto tra gli angoli delle ruote
Immaginiamo di tracciare una linea che percorre la macchina nella sua lunghezza e la divide in due. La convergenza è l’angolo che ogni ruota forma con questo asse longitudinale. Parliamo di convergenza chiusa quando la parte anteriore delle ruote è più vicina alla linea di mezzeria, mentre è aperta se si allontana. Da sottolineare che la convergenza gioca un ruolo importante nel comportamento del veicolo durante le fasi di guida. Nonostante ciò, le regolazioni di questo parametro sono quasi impercettibili ad occhio nudo, visto che sono variazioni di pochi gradi. Nel caso specifico delle F1, vetture a trazione posteriore, troveremo una leggera divergenza all’anteriore (TOE OUT). Il vantaggio principale di questa scelta è il miglior inserimento in curva, perché di fatto, “guardano già” dove andrà la macchina. Di contro, c’è che nei rettilinei, si dovrà “lavorare” sullo sterzo per stabilizzare la vettura.
Per ovviare a ciò, Mercedes nel 2020 progettò il famosissimo DAS. Questo sistema infatti, permetteva di “azzerare la convergenza“, stabilizzando la vettura e riducendo il drag negli allunghi. Un altro fattore da considerare nella regolazione della convergenza, è l’angolo di Ackermann. Questo angolo permette alla ruota interna, già indirizzata verso la curva, di sterzare di più e avere una migliore condizione di aderenza. In F1 accade l’esatto opposto per via dell’angolo di Anti–Ackermann: la ruota esterna avrà un maggiore angolo di sterzata. Prendiamo per esempio una curva a destra, qui sarà la ruota sinistra che “sterzerà” di più; qui avviene per effetto del trasferimento di carico, che traferisce il peso verso l’esterno, caricando maggiormente le ruote esterne e un conseguente incremento di aderenza.
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Campanatura o Camber, alla ricerca della massima aderenza
Per parlare di questo altro angolo dobbiamo cambiare il punto di vista e osservare la vettura da davanti. Infatti, la campanatura è l’angolo di inclinazione della ruota verso l’interno o l’esterno del veicolo, misurato in gradi rispetto alla verticale. Se vediamo che la ruota è inclinata verso l’esterno parleremo di campanatura positiva, viceversa se è inclinata verso l’interno. Nel caso in cui l’asse della ruota è perpendicolare al terreno, parleremo di campanatura nulla. Gli effetti della campanatura sono da ricercare nelle fasi in cui la vettura affronta una curva. Difatti, l’obiettivo della regolazione di questo angolo è la massimizzazione dell’impronta a terra dello pneumatico. Da questa affermazione possiamo perciò immaginare come la condizione migliore sia la campanatura nulla.
Dobbiamo però considerare che lo pneumatico si deforma, come già detto in questo articolo. Sapendo ciò, per migliorare l’aderenza in curva, impostiamo una campanatura di poco negativa, circa 1°-1,5° di inclinazione. Questo perché in curva la ruota esterna, per effetto dei trasferimenti di carico, tornerà quasi perpendicolare al terreno, con un’impronta a terra maggiore. Tra gli effetti negativi avremo che nelle curve a bassa velocità, un camber più accentuato non restituisce un’ottima impronta a terra. Per questo, nei circuiti come Montecarlo il camber è quasi nullo, mentre in circuiti come Silverstone, si tende ad incrementarlo.
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Incidenza o “Caster”, il meno conosciuto tra gli angoli caratteristici delle ruote.
Parliamo ora di uno degli angoli meno conosciuti, ma al tempo stesso fondamentale per ottimizzare l’assetto di una vettura, l’incidenza. Dall’immagine sopra possiamo capire come l’incidenza sia l’inclinazione longitudinale tra l’asse di sterzo e la verticale passante per il centro della ruota. In F1 per vedere questo angolo dobbiamo fare attenzione alla disposizione dei braccetti superiori e inferiori. Anche qui parleremo di un’incidenza positiva se l’asse di sterzo è inclinato all’indietro, se invece sarà inclinato in avanti, il caster sarà negativo. La differenza tra positivo e negativo risiede nella proiezione dell’impronta a terra. Infatti nel primo caso avremo che la proiezione si troverà davanti al centro ruota, nella stessa direzione del veicolo, favorendo l’avanzamento di quest’ultimo. Al contrario, se si troverà dietro, la ruota rimarrà “frenata”, inficiando sulle prestazioni.
Correlati all’incidenza ci sono diversi benefici. Tra i più importanti c’è la capacità di variare dinamicamente la campanatura quando si aziona lo sterzo, permettendo agli pneumatici di prepararsi alla curva. Inoltre questo angolo aiuta anche a ridurre il camber statico, migliorando il consumo degli pneumatici e garantendo la maggior impronta a terra nelle frenate. Ultima, ma non per importanza, è la capacità di auto-riallineamento dello sterzo.
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