Leaf Spring Tech

Solo perché qualcosa è vecchio non sempre significa che si smette di usarlo

Vedi tutte le 7 fotoBob BolleswriterFeb 14, 2006

Si dice che la sospensione a foglia-molla sia la sospensione più antica utilizzata per le automobili. Il sistema a molla a balestra è stato utilizzato più recentemente nelle auto di serie degli anni ’70, alcune delle quali sono ancora oggi in servizio come auto da corsa. Molti piloti preferiscono addirittura utilizzare il design delle sospensioni posteriori a molla a balestra nelle loro auto da corsa fabbricate nel tardo modello Stock e nelle auto da corsa modificate.

Come tutti gli altri componenti da corsa, c’è una scienza e una metodologia per l’uso delle molle a balestra nelle auto di serie, sia per lo sporco che per l’asfalto. La costruzione dell’auto può dipendere dal tipo di balestra da utilizzare e da dove si correrà.

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Ci sono quattro disegni di base di molle a balestra che vengono utilizzati nelle corse di auto di serie:

1. La molla monolitica è una molla a bassa velocità, più sottile, che serve a localizzare l’estremità posteriore lateralmente, come una barra Panhard, ma offre poca velocità della molla per tenere la macchina in alto, né molta rigidità a piegarsi per aiutare il controllo dell’avvolgimento dell’asse. Il design dell’auto deve includere molle aggiuntive per sostenere l’auto e un sistema per il controllo delle forze di accelerazione e decelerazione che cercheranno di far ruotare la parte posteriore.

2. Le molle a più foglie sono proprio come descritte, costituite da più foglie di lunghezza decrescente. Queste tendono ad essere molle a tasso crescente e sono utili per sostenere l’auto e per controllare l’avvolgimento dell’asse.

3. Le molle a balestra paraboliche possono essere a una o più foglie, mentre le foglie sono più spesse vicino all’asse e hanno un disegno a spessore affusolato verso l’esterno. Anche queste sostengono il peso dell’auto senza bisogno di molle supplementari e svolgono un discreto lavoro di controllo della rotazione dell’asse in accelerazione e in frenata. Possono fornire una guida molto più fluida grazie al fatto che le foglie non sviluppano l’attrito associato ai disegni multifoglia standard.

4. I compositi sono abbastanza nuovi nelle corse e sono stati ulteriormente perfezionati di recente. Queste foglie sono disponibili in vari tassi e, con i tassi più bassi, avranno bisogno di ulteriori molle per sostenere il peso della vettura.

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Vantaggi dell’utilizzo delle molle a balestra

Dalle informazioni che abbiamo raccolto da diverse fonti eccellenti, le sospensioni a foglia-molla sono molto indulgenti su superfici di sporco appiccicoso e ruvido. Le auto a foglia sembrano essere molto più consistenti in queste condizioni.

La foglia svolge diverse funzioni che altri sistemi di sospensione potrebbero necessitare di hardware aggiuntivo. L’anta svolge le seguenti funzioni: 1. Supporta il peso del telaio 2. 3. Controlla il rotolamento del telaio in modo più efficiente – alto centro del momento posteriore e ampia base della molla. 3. 3. Controlla l’avvolgimento dell’estremità posteriore 4. 4. Controlla lo smorzamento dell’asse 5. 6. Controlla le forze laterali allo stesso modo di una barra Panhard. 6. 6. Controlla le forze frenanti 7. Regola la lunghezza dell’interasse (sterzo posteriore) in accelerazione e in frenata.

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La ragione per cui il design della molla a foglia è così buono per condizioni di forza g più elevate è che il design ha una base elastica molto ampia. Più le molle sono larghe e distanziate tra loro, minore è la tendenza al rotolamento. Inoltre, l’altezza del centro del momento può essere abbastanza alta con un design con molla a balestra. Questo accorcia il braccio del momento nella parte posteriore, producendo meno rollio.

C’è molto meno sterzo posteriore quando si va su dossi pesanti o buche in pista, quindi le condizioni difficili che sconvolgono un’auto da bar sono benvenute byte foglia-molla auto.

Il costo complessivo di un’auto da corsa è inferiore quando si utilizzano le molle a balestra, soprattutto perché non sono necessari molti dei supporti, dei leveraggi e di altri componenti hardware che devono essere utilizzati con le sospensioni posteriori a tre o quattro maglie.

Inoltre, una molla a balestra può essere utilizzata in combinazione con una molla a spirale o con una molla a spirale per migliorare la funzione di regolazione della velocità della molla per il bilanciamento dell’assetto del telaio. Le squadre spesso mettono una molla a balestra ad alta velocità nella parte posteriore sinistra e una molla monolitica a bassa velocità nella parte posteriore destra insieme ad una molla elicoidale e ad un ammortizzatore. Possono cambiare la molla abbastanza facilmente sulla parte posteriore destra per regolarla in base alle mutate condizioni della pista. La molla posteriore sinistra controlla anche la maggior parte dell’avvolgimento dell’asse ed è rigida circa la metà in questo senso, come lo sarebbero due balestre rigide.

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Svantaggi della Leaf Spring

Il sistema a foglia-molla presenta alcuni evidenti svantaggi se confrontato con il sistema a tre o quattro maglie. Anche se il tipico sistema a tre o quattro maglie non è in grado di gestire condizioni di sporcizia stretta, appiccicosa e ruvida, la corsa al denaro si svolge di solito una volta che la pista è diventata liscia. Così, alla fine della notte, più volte, la sospensione che favorisce una pista slick vincerà.

Le molle a balestra in acciaio tendono a perdere forma, e questo significa che l’auto perde altezza di marcia. Se il “cedimento” è irregolare tra le due molle, può alterare la quantità di morso, cuneo o peso trasversale nell’auto, cambiando la maneggevolezza. Alcune squadre passano attraverso tre o più serie di molle precampionato. L’abbassamento delle molle cambia anche le caratteristiche di sterzata posteriore dell’auto.

La regolazione delle caratteristiche di sterzata posteriore con un sistema a molla a foglia è molto ridotta, se non nulla, per le caratteristiche di sterzata posteriore. Alcuni costruttori metteranno diversi fori di montaggio sulla staffa anteriore e altri metteranno un solo foro, mantenendo la teoria che meno regolazione significa meno corda con cui appendersi, a passo d’uomo.

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Con le vetture a barre, le squadre hanno la possibilità di aggiungere barre di sollevamento, tiranti, aste di spinta, opzioni di montaggio anteriore o posteriore della molla, un’ampia gamma di regolazione dello sterzo posteriore e regolazioni dell’altezza del centro del momento variabile. Per le vetture con molla a balestra, c’è un galleggiante monoblocco che può essere bloccato o aperto. Questo permette di aggiungere un braccio di sollevamento o una barra di trazione al sistema di decima foglia.

L’altezza del centro del momento posteriore non è facilmente regolabile sui sistemi foglia-molla, e l’effetto morso destro-posteriore dell’angolazione della barra Panhard verso la zona di contatto destro-posteriore del pneumatico non può essere fatto con il sistema foglia-molla.

Le molle a balestra non sono facili da installare correttamente. L’angolo del pignone non è facilmente regolabile. Il cuscinetto di montaggio sul tubo dell’assale posteriore deve essere riposizionato per regolare l’angolo del pignone, oppure i blocchi cuneiformi devono essere confusi tra la molla e il cuscinetto dell’alloggiamento. Non c’è nemmeno una regolazione della quantità di smorzamento dell’avvolgimento dell’asse. Si ottiene quello che la molla vi dà.

L’uso della gomma o di altro materiale conforme come boccole negli occhielli a molla aiuta ad ammortizzare le forze di accelerazione e di frenata, ma nel complesso, rispetto ai sistemi a barra di trazione e di sollevamento utilizzati con il sistema a tre e quattro maglie, non c’è molto in termini di smorzamento o di regolazione per ciò che c’è.

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Installazione corretta

Dobbiamo fare attenzione a non piegare o legare inavvertitamente la balestra quando la imbulloniamo in macchina. La torsione longitudinale (guardando in avanti o all’indietro) può aggiungere il tasso di molla alla foglia.

Se i cuscinetti delle molle sui tubi dell’assale posteriore non sono paralleli da vista laterale, quando li avviteremo, le molle su ogni lato saranno legate in direzioni opposte. È meglio bullonare un lato e poi controllare l’altro lato per vedere se il tampone è piatto rispetto alla molla. In caso contrario, è necessario utilizzare dei distanziatori angolati per attenuare le tendenze alla flessione.

L’angolazione delle catene a molla alla foglia è importante. Abbiamo bisogno che il grillo sia a 90 gradi rispetto alla parte posteriore della foglia quando le cure all’altezza della corsa. In questo modo ci sarà meno influenza nella velocità della molla a causa del legame meccanico che si verificherebbe se il grillo fosse angolato più o meno di 90 gradi.

L’angolo del pignone deve essere preso in considerazione durante l’installazione. Se l’angolo di pignone deve cambiare, è necessario inserire dei blocchi cuneiformi tra il cuscinetto dell’assale e la molla. Controllare sempre l’angolo pignone-albero con tutto il peso sulle molle.

L’altezza complessiva della molla, misurata da terra, e il rapporto tra il centro dell’occhio anteriore e il punto in cui la molla si attacca alla parte posteriore sono considerazioni importanti nella progettazione di un’auto a foglia-molla.

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L’altezza dell’occhio della molla determina l’altezza del centro del momento posteriore. Abbassare la molla rispetto al telaio significa abbassare l’altezza del centro del riarmo e provocare un maggiore ribaltamento nella parte posteriore. Questo serve a stringere la macchina in tutte le curve.

La modifica dell’altezza dell’occhio anteriore influirà sulle caratteristiche di sterzata posteriore e altererà la maneggevolezza della vettura nel mezzo e fuori dalle curve. Molti costruttori di telai piazzeranno un solo foro nel supporto anteriore e lo posizioneranno dove farà più bene nella maggior parte delle condizioni di gara.

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Acciaio vs. composito

L’innovazione più recente nella tecnologia delle foglia-primavera da corsa è il design composito, o quello che alcuni definirebbero una foglia di vetroresina, anche se ci sono altri materiali coinvolti nella costruzione di questi prodotti. Le molle a balestra composte non sono un concetto nuovo. La Chevrolet Corvette utilizza questo design della molla già da un bel po’ di tempo.

I vantaggi principali dell’utilizzo di una molla a balestra in materiale composito sono un risparmio di peso del 60-70 percento rispetto alle molle in acciaio e la tendenza della molla composita a mantenere la sua forma (secondo le pubblicità e i feedback che abbiamo ricevuto dagli utenti, non si affloscia). Le molle a balestra composte, proprio come l’acciaio, sono disponibili in varie percentuali da 35 a 250 libbre. Possono essere usate come “singola” foglia in basse percentuali o come “stack” foglia, ancora un mono-design ma più spessa (come una molla in acciaio impilata).

È la caratteristica di mantenere un arco e una forma costante che più si rivolge agli attuali utilizzatori di molle a balestra in materiale composito, non necessariamente il risparmio di peso. Il meno che abbiamo scoperto è che il composito deve essere protetto dal calore e dal contatto con qualsiasi cosa che lo scheggi, avviando un processo che potrebbe portare al fallimento. Il fallimento con una foglia composita significa rottura, mentre una foglia d’acciaio si piegherà sicuramente, ma raramente si romperà.

È la scelta giusta? Gli amanti delle auto a foglia di foglia giurano sulla loro consistenza, ed è questo che le rende così attraenti. Per il pilota hobbista che non ha né il tempo né la pazienza di decifrare tutte le complessità dei sistemi a tre o quattro barre, tanto meno permettersi tutto quel “casino”, l’auto a foglia offre un buon sistema a un prezzo ragionevole che può e vince le gare.

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