Quali sono i clacson anteriori di un'auto?
Il corno anteriore di un'auto è il nome comune del fuso a snodo, che è un componente fondamentale del sistema di sterzo dell'auto. È responsabile della trasmissione del carico sulle ruote anteriori, realizzando la funzione di sterzata e resistendo ai carichi d'urto.
Funzione principale
Trasmissione e supporto del carico: collegano le ruote al sistema di sospensione, trasmettono la forza/momento tra le ruote anteriori e la carrozzeria del veicolo e sostengono il carico sulla parte anteriore del veicolo.
Realizzazione dello sterzo: azionando le ruote anteriori in modo che ruotino attorno al perno principale in risposta all'azionamento del volante, si garantisce la precisione dello sterzo del veicolo.
Assorbimento degli urti: Assorbe le vibrazioni durante la guida su strade sconnesse per garantire una guida fluida.
Caratteristiche strutturali
Ha la forma di un corno di pecora, con una struttura a forcella superiore e inferiore. Il foro principale per il perno serve per installare il braccio del fuso a snodo dello sterzo.
I materiali sono perlopiù ghisa sferoidale (come la QT400-15) per soddisfare gli elevati requisiti di resistenza.
Luogo di installazione
Situato ad entrambe le estremità dell'asse anteriore, collega le ruote anteriori al sistema di sospensione ed è un componente chiave dell'asse sterzante.
Impatto del danno
Può causare problemi come guasti allo sterzo, usura irregolare degli pneumatici e difficoltà nel mantenere la traiettoria rettilinea. Sono necessari controlli periodici sulla resistenza e sull'usura.
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.
Il perno principale è situato sul piano longitudinale del veicolo e la sua parte superiore presenta un angolo di inclinazione all'indietro γ, ovvero l'angolo tra il perno principale e la verticale del terreno sul piano longitudinale del veicolo, come mostrato in figura.
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.
Il perno principale è inclinato verso l'interno
Il perno principale è situato sul piano trasversale del veicolo e la sua parte superiore è inclinata verso l'interno di un angolo β (ovvero, l'angolo tra l'asse del perno principale e la verticale del terreno sul piano trasversale del veicolo), detto angolo di inclinazione interna del perno principale.
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