Cos'è un fuso a snodo posteriore?
Il fuso a snodo posteriore è un componente chiave del sistema di sospensione del veicolo. La sua funzione principale è quella di collegare le ruote alla carrozzeria, garantendo che le ruote possano ruotare in modo flessibile durante le curve, sostenendo al contempo il peso della carrozzeria e trasmettendo la forza motrice.
Funzione principale
Collegamento e supporto: Le ruote sono fissate al sistema di sospensione tramite la struttura della staffa, consentendo alle ruote di ruotare liberamente attorno al perno principale.
Trasmissione del carico: sopporta il peso della carrozzeria del veicolo e i carichi d'impatto durante la guida, trasmettendo queste forze al telaio o alla carrozzeria.
Controllo dello sterzo: lavorando in coordinamento con il fuso a snodo anteriore, permette di sterzare il veicolo regolando l'angolo di sterzata delle ruote.
Protezione dagli urti: Alcuni modelli incorporano elementi di assorbimento degli urti che possono assorbire le vibrazioni della strada e migliorare il comfort di guida.
Caratteristiche strutturali
Solitamente è realizzato in acciaio forgiato o ghisa e si divide in due tipi: fusi a snodo indipendenti per sistemi di sospensione indipendenti e fusi a snodo rigidi per sistemi di sospensione non indipendenti.
Il fuso a snodo, noto anche come "corno di pecora", è una delle parti importanti dell'asse sterzante di un'auto, che consente al veicolo di guidare in modo stabile e di trasmettere con precisione la direzione di marcia.
La funzione del fuso a snodo è quella di trasferire e sopportare il carico nella parte anteriore del veicolo, sostenere e far ruotare le ruote anteriori attorno al perno principale, consentendo così la sterzata del veicolo. Quando un'auto è in movimento, è soggetta a carichi d'impatto variabili, pertanto è necessario che abbia una resistenza molto elevata.
Il fuso a snodo è un perno che permette alla ruota di girare, solitamente a forma di forcella. Presenta due fori coassiali per l'installazione del perno principale, uno sulla forcella superiore e uno su quella inferiore, e il perno del fuso a snodo serve per il montaggio delle ruote. Le due alette dei fori del perno sul fuso a snodo sono collegate alle parti a forma di punzone alle due estremità dell'asse anteriore tramite il perno principale, consentendo alle ruote anteriori di ruotare attorno al perno con una certa angolazione per sterzare l'auto. Per ridurre l'usura, una boccola in bronzo è pressata nel foro del perno del fuso a snodo. La lubrificazione della boccola avviene tramite l'iniezione di grasso nell'ugello dell'olio installato sul fuso a snodo. Per garantire una sterzata fluida, un cuscinetto è installato tra l'aletta inferiore del fuso a snodo e la parte a forma di punzone dell'asse anteriore. Una guarnizione di regolazione è inoltre installata tra l'aletta superiore del fuso a snodo e la parte a forma di punzone per regolare il gioco tra di esse.
Per mantenere la stabilità di un'auto durante la guida in rettilineo, la facilità di sterzata e ridurre l'usura di pneumatici e componenti, il volante, i fusi a snodo e gli assali anteriori devono mantenere una determinata posizione relativa rispetto al telaio. Questo allineamento, o convergenza delle ruote anteriori, è chiamato allineamento delle ruote anteriori. Un corretto allineamento delle ruote anteriori garantisce che l'auto possa viaggiare stabilmente in rettilineo senza oscillazioni. La forza esercitata sul volante non deve essere significativa durante le sterzate. Il volante, dopo una curva, torna automaticamente in posizione centrale. In questo modo, gli pneumatici non slittano, riducendo il consumo di carburante e prolungando la durata degli stessi. L'allineamento delle ruote anteriori può variare a seconda che il perno di sterzo sia inclinato all'indietro, verso l'interno, verso l'esterno o in avanti.
L'angolo di inclinazione all'indietro γ del perno principale può generare un momento stabilizzante di autocentratura. Quando il perno principale presenta un angolo di inclinazione all'indietro γ, il punto di intersezione tra l'asse del perno principale e la superficie stradale si trova davanti al punto di contatto tra la ruota e la superficie stradale. Quando un'auto viaggia in linea retta, se le ruote sterzanti sono accidentalmente soggette a una forza esterna e si flettono leggermente (deflettendosi verso destra, come indicato dalla freccia in figura), la direzione di marcia dell'auto devierà verso destra. A questo punto, a causa della forza centrifuga del veicolo stesso, nel punto di contatto b tra la ruota e la superficie stradale, quest'ultima esercita una forza di reazione laterale sulla ruota. La forza di reazione esercita un momento L sulla ruota che agisce attorno all'asse del perno principale, con direzione esattamente opposta alla direzione di deflessione della ruota. Sotto l'azione di questa coppia, le ruote ritornano alla loro posizione centrale originale, garantendo così che l'auto continui a viaggiare stabilmente in linea retta. Pertanto, questa coppia è detta coppia di centraggio.
Tuttavia, anche questa coppia non dovrebbe essere eccessiva; altrimenti, durante la sterzata, per vincere questa coppia stabilizzatrice, il conducente dovrà applicare una forza relativamente elevata sul volante (ovvero, la cosiddetta sterzata pesante). L'entità della coppia stabilizzatrice dipende dalla dimensione del braccio di forza L, e la dimensione del braccio di forza L dipende dall'entità dell'angolo di inclinazione all'indietro γ.
Oggigiorno, l'angolo γ comunemente utilizzato non supera i 2-3 gradi. Le moderne auto ad alta velocità presentano un aumento della coppia stabilizzatrice dovuto alla riduzione della pressione degli pneumatici e alla maggiore elasticità. Pertanto, l'angolo γ può essere ridotto fino a valori prossimi allo zero, o addirittura negativi.
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