Si definisce “trasferimento di carico” il movimento del peso dell’auto attorno al suo baricentro durante frenata, curva o accelerazione; queste manovre generano una forza che attua uno spostamento del peso dell’auto in direzione opposta, comprimendo le sospensioni interessate dall’aumento del peso e rilasciando le sospensioni della parte della vettura che si alleggerisce.
Abbiamo già visto nel capitolo relativo all’aderenza che uno dei fattori che influenza il valore di grip assoluto della gomma sull’asfalto è il carico verticale: un peso maggiore corrisponde ad un’aderenza maggiore.
Le sospensioni dell’auto, durante le fasi di frenata, curva o accelerazione, fanno si che il movimento del baricentro dell’auto sia in costante movimento. A fronte di un peso totale dell’auto costante, avremo una diversa ripartizione del peso sulle quattro ruote.
L’immagine mostra un auto nella condizione di neutralità, potrebbe essere ferma o in movimento ad una velocità costante lungo una linea retta.
Il CoG (Center of Gravity) rappresenta il baricentro dell’auto, ossia il punto di equilibrio del peso sostenuto da ogni asse e la sua ulteriore ripartizione fra le due ruote collegate all’asse. Per semplicità immaginiamo di avere una ripartizione bilanciata tra asse anteriore e posteriore, pur sapendo che raramente questo si verifica nella realtà, dato che sono diversi i fattori da considerare, primo fra tutti la posizione del motore.
La neutralità dell’equilibrio dell’auto viene interrotta dall’avvicinarsi di una curva, con le forze di inerzia pronte a destabilizzare l’auto agendo sui diversi assi:
- I movimenti longitudinali generati dalle forze che agiscono sull’asse trasversale sono definiti BECCHEGGIO
- I movimenti di inclinazione trasversale derivanti dall’azione delle forze che agiscono sull’asse longitudinale sono chiamati ROLLIO
- Il movimento dell’auto attorno all’asse verticale invece si chiama IMBARDATA
Immaginiamo di essere in procinto di affrontare una curva a sinistra, la prima fase è, come abbiamo visto in precedenza, la frenata o staccata; la decelerazione repentina dell’auto, conseguente all’azione decisa sui freni, genererà uno spostamento altrettanto repentino del baricentro in avanti (CoG Deceleration). Il risultato è la compressione delle sospensioni anteriori, con conseguente abbassamento della parte anteriore dell’auto e l’estensione degli ammortizzatori posteriori: questa dinamica, facente parte del movimento di BECCHEGGIO, è definita PICCHIATA o schiacciata (in inglese DIVE)
Quando alleggeriremo la pressione sul freno e inizieremo l’inserimento in curva, il baricentro tornerà verso verso la posizione neutrale, e l’azione della forza centrifuga spingerà il baricentro verso l’esterno (nel caso della nostra curva a sinistra il peso è spostato verso il lato destro dell’auto, CoG Left Turn), a gravare quindi sulle due ruote esterne: questa dinamica è definita ROLLIO. In percorrenza di curva e a velocità costante, un’auto bilanciata avrà pesi distribuiti in modo equilibrato tra asse anteriore e posteriore, ma maggiormente spostati verso le ruote esterne (nel nostro caso a destra).
Superato il punto di corda della curva inizieremo la fase di apertura dell’angolo di sterzo e di accelerazione; la forza centrifuga sarà meno intensa, permettendo al baricentro di tornare più centrale trasversalmente. L’accelerazione causerà lo spostamento del baricentro verso l’asse posteriore dell’auto (CoG Acceleration), con conseguente compressione degli ammortizzatori posteriori ed estensione di quelli anteriori. Questa dinamica, in cui l’auto si siede, o si impenna, è definita CABRATA (in inglese PITCH o SQUAT).
Relazione tra trasferimenti di carico e aderenza
Partendo dall’assunto più peso = più grip possiamo analizzare il modo in cui gli spostamenti di peso possono influenzare la manovrabilità di una vettura.
Il punto della vettura dove si concentrerà maggior peso, in conseguenza di una manovra che potrà generare un movimento di picchiata, rollio o cabrata, corrisponderà alla ruota che otterrà il maggior carico verticale, e quindi il valore maggiore di aderenza.
Durante le varie fasi della curva, inoltre, il baricentro è in costante movimento, e di conseguenza lo è anche il valore di aderenza per ogni pneumatico.
Ovviamente l’aumento di carico verticale e grip in una determinata zona del corpo della vettura determinerà l’alleggerimento della zona opposta, con conseguente diminuzione dell’aderenza delle ruote corrispondenti.
Di seguito andiamo ad analizzare la variazione del carico verticale delle singole ruote durante le varie fasi di una curva. Per semplicità ipotizziamo di distribuire equamente il grip complessivo dell’auto (100) sulle quattro ruote (25 ciascuna).
Fase 1
L’auto procede lungo il rettilineo a velocità costante, mantenendo il proprio equilibrio bilanciato e stabile, senza trasferimenti di carico dovuti a input del pilota. Ogni pneumatico presenta un indice di carico verticale di 25, per un totale di 100 in corrispondenza del punto di equilibrio neutrale.
Fase 2
Inizia la fase di frenata per rallentare l’auto fino alla corretta velocità per affrontare la curva. L’auto effettua il movimento di picchiata, con il muso che si abbassa e il posteriore che si solleva. Nel momento di massima decelerazione possiamo vedere che l’indice di aderenza delle ruote anteriori aumenta da 25 a 30, mentre quello delle posteriori diminuisce da 25 a 15. In questa fase, ogni input del pilota deve tenere conto del fatto che il grip dell’asse anteriore è doppio rispetto al grip dell’asse posteriore.
Il grip ridotto dell’asse posteriore è un limite da risolvere prima dell’inserimento in curva, altrimenti avremo un rischio molto elevato di perdita di aderenza del posteriore.
Fase 3
Una tecnica di guida efficace prevede di rilasciare dolcemente parte della pressione sui freni per sollevare l’anteriore dell’auto e riportarla in una condizione di maggiore equilibrio, il tutto subito prima della fase di inserimento, in modo da avere grip sufficiente al posteriore per affrontare la curva.
Fase 4
L’auto è in prossimità del punto di corda, con il grado massimo di sterzata della percorrenza di curva. Il peso è distribuito equamente tra gli assi anteriore e posteriore, ma la maggior parte del peso (e del grip) per effetto della forza centrifuga e del conseguente movimento di rollio dell’auto viene trasferito verso l’esterno della curva, in questo caso il lato sinistro dell’auto, essendo una curva verso destra.
Il valore di aderenza delle ruote interne invece diminuisce; per questo motivo è possibile aggredire i cordoli e in certi casi anche tagliare sull’erba: il grip, infatti, è garantito per la maggior parte dalle ruote esterne.
Fase 5
Dopo aver superato il punto di corda, inizieremo ad aprire l’angolo di sterzo e a tornare gradualmente sull’acceleratore. Sentiremo immediatamente lo spostamento progressivo del peso dell’auto in direzione dell’asse posteriore.
Durante il pitch l’aderenza si sposterà verso l’asse posteriore. Un problema molto comune è il sottosterzo in uscita di curva: con un anteriore così leggero il rischio è quello di perdere aderenza e di avere un’auto che fatica a chiudere la curva, in pratica tende ad andare dritta invece che sterzare, nonostante l’angolo di sterzo.
Questo tipo di sottosterzo non è risolvibile con la tecnica di guida, se non rallentando, bensì necessita di un intervento sull’assetto.
L’equilibrio della vettura
Avrete sicuramente notato che il grip totale durante frenata, curva o accelerazione è inferiore rispetto a quando l’auto è perfettamente bilanciata.
Abbiamo visto che la somma del grip delle quattro ruote di un’auto lanciata in rettilineo a velocità costante ad esempio è 100 (25 + 25 + 25 +25), mentre durante un qualsiasi trasferimento di carico scende a 90 (30 + 30+ 15 +15). Possiamo dire che ogni volta che si innesca un trasferimento di carico l’aderenza totale dell’auto ne risente.
Per questo motivo, per essere veloci nella guida in pista il nostro obiettivo primario dev’essere ridurre al minimo i trasferimenti di carico, in modo da massimizzare il grip totale della vettura. L’unico strumento che il pilota ha a disposizione per farlo è la delicatezza degli input, che come abbiamo ripetuto più volte devono essere dolci, lenti e progressivi.
Immaginate di sterzare repentinamente in modo aggressivo per l’inserimento in curva; oltre alla perdita di stabilità, questo innescherà un violento trasferimento del peso e del grip verso le sospensioni del lato esterno, che trasferiranno carico verticale improvviso alle gomme, che a loro volta molto probabilmente supereranno il limite di aderenza, causando un’imbardata o nel peggiore dei casi un’uscita di pista.