Importantissimo

Il trasferimento dei pesi avviene a causa delle forze laterali
e d'inerzia anche su veicoli sprovvisti di sospensioni e non manifestano
di conseguenza il minimo rollio o beccheggio.
 

Trasferimento di carichi

Uno degli argomenti più importanti, relativi alla dinamica di un veicolo
è il trasferimento dei pesi, in inglese Weight Transfer o anche Weight Shift.
La comprensione a fondo di questo fenomeno è fondamentale per riuscire
a migliorare sia la nostra guida, sia l'assetto dell'auto, nella ricerca
della massima efficienza.

In fase statica, ogni pneumatico ha un carico (load) dato dal bilanciamento
dei pesi del veicolo e questo carico ovviamente modifica il grip del pneumatico stesso.
Tuttavia, mentre il veicolo accelera, frena o sterza, sotto l'effetto della forza inerziale
e centrifuga applicata sul suo baricentro (CoG), i carichi sulle ruote cambiano
dinamicamente dando origine al fenomeno del trasferimento dei pesi.

Modificando l'assetto cambiamo sia l'entità dei trasferimenti di carico e sia la velocità
con cui il carico si trasferisce.

Formule per calcolare il trasferimento di pesi

Non è difficile calcolare i valori effettivi del trasferimento dei pesi in qualsiasi condizione.
Prendiamo come esempio una macchina fittizia che pesa 1250kg,
ha una carreggiata larga 1600mm, un altezza di baricentro (CoG) 500mm
e una distribuzione di 50%/50% sui due assali; di conseguenza vista la distribuzione
del peso uguale per tutte e ruote, su ognuna di essa gravano 312.5kg di peso.
Supponiamo che questa macchina percorra una curva ad una accelerazione laterale di 0.85g.

Utilizzando la seguente formula possiamo calcolare il trasferimento di carico:

Trasferimento di carico =
( accelerazione laterale * Peso * Baricentro )/ Larghezza carreggiata

Inserendo i nostri valori si ottiene: 332kg = (0.85g * 1250kg * 500mm ) / 1600mm

Questo significa che mentre stiamo curvando si spostano 332kg di peso! Ricordiamo che
la distribuzione è 50%/50%, perciò su ogni assale si spostano 166kg e di conseguenza
su ognuna delle ruote interne gravano adesso solo 146.5kg
(312.5kg per ruota - 166kg di trasferimento) mentre sulle ruote esterne invece
gravano ben 478.5kg! (312.5kg per ruota + 166kg di trasferimento)


La situazione è analoga anche in fase di accelerazione e di frenata,
dove la formula invece diventa:

trasferimento di carico = ( forza di inerzia * Baricentro )/ Lunghezza passo

Importantissimo:
Il trasferimento dei pesi, sopra descritto, avviene a causa delle forze laterali e d'inerzia
anche su veicoli sprovvisti di sospensioni e non manifestano di conseguenza
il minimo rollio o beccheggio.

Trasferimento di carico causato da rollio e beccheggio

Spesso si confonde la causa con il risultato e cioè si pensa che rollio e beccheggio
sono responsabili del trasferimento dei pesi.
Invece, rollio e beccheggio sono solo risultati di questo trasferimento.
Tuttavia quando un'auto manifesta del rollio e/o del beccheggio
è chiaro che si sposta il suo baricentro e ovviamente uno spostamento
del baricentro corrisponde anche a uno spostamento di pesi.

Riprendiamo l'esempio della nostra auto di prima.
Questa volta è equipaggiato con una sospensione che gli permette sotto
la forza centrifuga di manifestare un rollio di 10° gradi.

Come è evidente anche dal disegno, questo rollio sposta il baricentro lateralmente
verso l'esterno della curva. La trigonometria ci torna in aiuto e con la seguente
formula riusciamo a calcolare lo spostamento (d) del baricentro:

Body roll altezza baricentro * sin10° = d che impostando i nostri valori diventa
500mm * sin10° = 86.8mm Andiamo a calcolare il peso che andrà a gravare
sulle ruote di un lato da questo spostamento.

(peso * distanza baricentro dalle ruote)/carreggiata= peso sulle ruote di un lato
che inserendo i nostri diventa (1250kg * (800mm+86.8mm))/1600mm=693kg
sulle ruote esterne e ovviamente 557kg su quelle interne risultato 68kg
di spostamento di peso causato dallo spostamento del baricentro per forza del rollio.

Questo spostamento di 68kg è ovviamente molto meno importante ma non indifferente
essendo comunque un extra 20% di spostamento di peso, oltre a quello principale
causato dall'azione delle forze centrifughe e inerziali.
Inoltre il rollio provoca anche cambiamenti degli angoli dell'assetto, come il camber.
Ovviamente le stesse considerazioni valgono anche in fase di beccheggio.
Fortunatamente agendo sul assetto possiamo ridurre fenomeni di rollio e beccheggio,
diminuendo anche lo spostamento del baricentro.
Ma non è detto che siano fenomeni da eliminare a tutti i costi.

Sfruttare il trasferimento di carico

Abbiamo visto che il trasferimento di pesi, avviene per puro effetto
delle forze centrifughe e inerziali sul veicolo e poco importa se tale veicolo
è equipaggiato con una sospensione oppure no.
Questa è la prova lampante che l'assetto non può cambiare l'entità dello spostamento
dei pesi (se non forse in maniera minima, diminuendo gli effetti di rollio e beccheggio.)
Le formule utilizzate precedentemente dimostrano come il trasferimento dei pesi,
a parità di forze applicate, è proporzionale all'altezza del baricentro e del valore
del peso e inversamente proporzionale alla carreggiata e al passo.

Tuttavia con l'assetto possiamo cambiare da una parte come già dimostrato l'entita di rollio
e beccheggio causati dal trasferimento, e dall'altra parte e ancora più importante,
possiamo cambiare la velocità con cui avviene il trasferimento del carico sulle gomme.
Quest'ultima possibilità è di vitale importanza e ci aiuta a massimizzare le caratteristiche
delle gomme e trovare il giusto compromesso fra il massimo grip, precisione di guida
e velocità di reazione.
Inoltre possiamo anche controllare dove avviene il trasferimento di carico (fino certi limiti),
modificando la resistenza al rollio dell'avantreno e del retrotreno e di conseguenza
una modifica al carico dell'avvantreno e retrotreno, porta anche ad un diverso livello
di grip fra i due assi, portando cosi il veicolo a manifestare sottosterzo o sovrasterzo
a seconda dei casi.

Infine esiste un parametro che influenza al massimo su come il trasferimento
dei pesi avviene, e questo non è altro che il pilota.
Con i suoi input, può fare la differenza, sfruttando i trasferimenti di carico a suo favore
per poter effettuare le manovre desiderate con la sua macchina.
Un pilota progressivo sui comandi, che ha capito a fondo cosa comporta
il trasferimento dei pesi e come avviene, può influire molto di più sulle prestazioni
di una vettura, di qualsiasi modifica sull'assetto.