L'assetto - Angoli caratteristici - Convergenza (Toe In-Out)

La convergenza è sicuramente un parametro più conosciuto rispetto ad altri quali camber e caster, infatti la verifica del corretto angolo di convergenza delle ruote anteriori è un controllo di routine che periodicamente viene (o almeno dovrebbe essere) eseguito su di ogni automobile.

 

Cosa è l'angolo di convergenza o Toe In-Out

Con il termine convergenza o Toe In-Out si intende l'angolo formato dall'asse di mezzeria di una ruota rispetto all'asse longitudinale del veicolo come meglio illustrato nella figura che segue.

 

 

Ogni ruota presenta un angolo di convergenza rispetto all'asse della vettura, sommando gli angoli delle ruote dello stesso asse si ottiene l'angolo di convergenza totale.

Convergenza ruote quando farla
 

La convergenza è una regolazione di grande importanza perché in grado di condizionare in modo pesante la capacità di un'auto di mantenere la traiettoria voluta e, soprattutto nel caso di utilizzo in circuito per track day o competizioni, è opportuno verificarne l'adeguatezza con regolarità. Il controllo e la regolazione dell'angolo di convergenza è sicuramente un intervento da effettuare ogni qual volta si effettuano regolazioni sulle sospensioni e/o sugli ammortizzatori.
 

Convergenza aperta e chiusa
 

Convenzionalmente si definisce convergenza positiva o chiusa o per gli anglofoni Toe In quando gli assi di mezzeria delle ruote si incontrano davanti alle ruote stesse. Avremo invece convergenza negativa o Toe Out quando gli assi si incontrano dietro le ruote, detta anche convergenza aperta.  Se le ruote dello stesso asse sono parallele e quindi non formano nessun angolo avremo convergenza uguale a 0.

Perché si imposta un angolo di convergenza?

Durante il movimento del veicolo le forze che agiscono sulle sospensioni generano delle deformazioni sui componenti elastici come silentblock, bracci della sospensione, ammortizzatori ecc. Queste deformazioni alterano la geometria della sospensione e l'allineamento delle ruote impostato in condizioni statiche a veicolo fermo. Durante la frenata ad esempio le forze che agiscono sui pneumatici tendono a far arretrare le ruote rispetto al corpo del veicolo generando un angolo di convergenza negativa. Analogamente, in accelerazione con un'auto a trazione anteriore, queste forze indurranno sull'avantreno un angolo di convergenza positiva.
Per cercare di compensare questi effetti dinamici quindi in condizioni statiche si imposta un certo angolo di convergenza per garantire una buona guidabilità e controllabilità dell'auto in ogni condizione.
Questo avviene soprattutto nelle auto a trazione anteriore e dotate di sospensioni Macpherson che, per la loro architettura, sono strutturalmente più deformabili quando sollecitate.



Gli effetti della variazione dinamica della convergenza sulla guida

Durante la guida, fintanto che le ruote dello stesso asse mantengono un angolo di convergenza uguale non ci sono problemi, ma nel caso di variazioni di carico fra le due ruote come nel caso si dossi, asperità dell'asfalto ecc. ci si trova ad avere una ruota che perde carico verso la strada e l'altra che prende il sopravvento e porta a sterzare bruscamente l'auto. Questo effetto induce il pilota ad effettuare continue correzioni con lo sterzo per mantenere l'auto sulla traiettoria voluta.
Quando invece questi fenomeni si verificano in frenata l'auto diventa improvvisamente instabile e difficile da controllare mentre durante la percorrenza di una curva le variazioni di angolo di convergenza delle ruote anteriori cambiano il valore dello slip angle delle gomme inducendo un improvviso sottosterzo o sovrasterzo senza che il pilota possa capirne l'origine e la natura. 

Come ridurre le deformazioni delle sospensioni
 

Allo scopo di ridurre al minimo gli effetti dovuti alle variazioni dinamiche dell'angolo di convergenza nella auto sportive e soprattutto in quelle da competizione vengono sostituiti tutti i componenti elastici delle sospensioni con elementi a maggior rigidità. I normali silentblock in gomma su cui sono installati i leverismi delle sospensioni di serie vengono sostituiti con altri realizzati in teflon o altre molecole plastiche più rigide oppure, nel caso di auto da competizione più evolute, con uniball.



Triangolo anteriore montato su silentblock a confronto con uno racing montato su uniball

Quest'ultima soluzione è quella che garantisce la maggior rigidità della geometria della sospensione portando quansi a zero la variazione dinamica della convergenza. L'effetto ottenuto con queste modifiche è una maggior prevedibilità delle reazioni dell'auto quando è sottoposta alle più estreme sollecitazioni e soprattutto una maggior precisione di guida nell'utilizzo al limite del mezzo.

 

La regolazione della convergenza

 

Nella regolazione della convergenza sia anteriore che posteriore è fondamentale considerare l'architettura dell'auto, se si tratta di una trazione anteriore o posteriore, la distribuzione dei pesi ecc.

 

In linea di principio aumentando il valore di convergenza posteriore positiva o chiusa ( Toe in) si rende il retrotreno del veicolo più stabile sia in rettilineo che in curva ma si aumenta la tendenza al sottosterzo dell'auto.

 

Nel caso della convergenza anteriore la tendenza è di regolarla su valori positivi tali da garantire che rimanga positiva anche durante le sollecitazioni che tendono ad aprire le ruote anteriori come le frenate, così da avere un'auto più stabile e con un più preciso inserimento in curva.

Nelle auto a trazione anteriore invece si adotta una convergenza neutra o leggermente aperta (Toe Out) per compensare l'effetto della trazione ed ottenere una convergenza leggermente positiva in velocità, garantendo maggior stabilità in rettilineo e una minor usura dei pneumatici anteriori già fortemente sollecitati da trazione e frenata sullo stesso asse.

 

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