Bump steer e roll steer

Sistema di sterzo della nuova Audi A3 allstreet (Copyright AUDI AG)

Il bump steer e il roll steer sono due fenomeni simili, che producono una leggera sterzata quando la sospensione di una ruota è soggetta a movimenti di compressione o estensione, durante il rollio o durante una frenata o sconnessione dell’asfalto.

Si tratta quindi fenomeni in qualche modo collegati alla convergenza, perché modificano il valore statico, alterandolo nelle fasi dinamiche della vettura.

La loro presenza, quando è accentuata, rende molto difficile la guidabilità della vettura ed è quindi importante che siano ridotti ai minimi termini, per rendere più prevedibile e controllabile il mezzo.

Il roll steer è la variazione della convergenza dovuta al movimento di rollio della cassa.

Spesso è dovuto a un errato posizionamento della scatola guida o a una sbagliata lunghezza e inclinazione dei braccetti di sterzo. Quando la ruota sale nel suo movimento di escursione verticale, il braccetto di sterzo tende a convergere (o a divergere) la ruota.

A volte si incorre in questo problema tecnico quando si abbassa l’assetto della vettura e di conseguenza si modifica l’inclinazione dei braccetti. Il risultato è un’alterazione delle caratteristiche di guida.

Oltre alla geometria dei braccetti, l’altra causa è la cedevolezza delle boccole elastiche, che sotto carico tendono a deformarsi, variando così l’inclinazione dei bracci.

Il bump steer è un fenomeno simile, ma che invece occorre con il movimento in alto o in basso delle ruote, quando seguono le asperità del terreno oppure quando sono soggette a frenate e accelerazioni, e quindi al movimento di beccheggio.

L’unica differenza rispetto al roll steer è che si genera anche quando la traiettoria è rettilinea.

Come si riduce il fenomeno

Per ridurre il bump steer e il roll steer, il sistema più semplice, utilizzato nelle vetture Formula, è quello di posizionare i braccetti dello sterzo alla stessa altezza e con la stessa inclinazione rispetto al braccio superiore della sospensione, in modo che abbia gli stessi movimenti.

Nelle auto a ruote coperte di serie o derivate dalla serie, che hanno geometrie di sospensione più compatte e sono soggette al rispetto di ingombri molto più vincolanti, ciò ovviamente non è possibile, per problemi di ingombri.

L’altro metodo è quindi quello di posizionare la scatola dello sterzo all’incirca all’altezza del baricentro della parte anteriore della vettura e fare in modo che il prolungamento dei braccetti delle sospensioni e del braccetto di sterzo si ricongiungano nello stesso punto virtuale, che è il punto di istantanea rotazione della sospensione, come mostrato in figura:

 

Geometria ideale per non incorrere nei problemi di bump steer e roll steer. Il prolungamento dei braccetti delle sospensioni e del braccetto di sterzo si ricongiungano nello stesso punto virtuale, che è il punto di istantanea rotazione della sospensione

 

Mai corretto al 100%

Ovviamente non si riesce mai a eliminare al 100% questo fenomeno, soprattutto per la presenza delle boccole elastiche, che sotto carico si deformano.

Per cui, si cerca di sfruttare questi fenomeni, portandoli nella direzione di un comportamento voluto.

Per esempio, nelle sospensioni posteriori, si fa in modo che quando la ruota posteriore esterna è sotto carico in curva la convergenza si chiuda, per migliorare la stabilità, rendendo più sicura la guida ed evitando l’insorgere di pericolosi sovrasterzi.

Quando invece è richiesto un comportamento molto sportivo e con transitori corti, come per le vetture da corsa, è allora d’obbligo l’utilizzo di uniball al posto delle boccole elastiche. Si sacrifica il comfort a favore di un comportamento molto meno elastico, più diretto e più sincero, eliminando così la variazione di convergenza dovuta alle deformazioni elastiche. Rimarranno solo le variazioni dovute agli scuotimenti verticali, che però sulle vetture racing sono molto limitati.