Revisione avantreno e sterzo (Spitfire MK3)
- Giugno 2010 -
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page 3/6: Riparazione trapezio;
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invito chiunque a leggere questa nota Disclaimer prima di proseguire.
La revisione dell'avantreno di Miss Elisabetta è stata anche l'occasione per approfondire la conoscenza tecnica di questa spider tanto bella ..... quanto capricciosa.
Prima di parlarvi delle procedure inerenti la revisione penso sia opportuna una chiacchierata più generale sulle sospensioni che, come i possessori delle spit sanno bene, sono dure e quelle delle prime tre serie (4, MK2 e MK3) anche un po picciose riguardo la tenuta di strada.
E' opportuno usarle con cautela perchè, come vedremo, ci sono problemi che meritano attenzione e di cui parleremo diffusamente nelle prossime pagine. Per il racing è tutta un'altra storia perchè lì si presuppongono pesanti modifiche alle sospensioni così come fanno in UK o negli USA dove ormai tra gli appassionati si è sviluppata una consolidata cultura tecnica al riguardo, ma questo aspetto non ci interessa perchè lo scopo di questo sito mira all'ordinarietà.
Ma andiamo con ordine; l'architettura delle sospensioni delle Spit era già datata all'epoca quando furono lanciate sul mercato le prime tre serie figuriamoci adesso, neanche a parlarne! i problemi circa la loro scarsa efficienza provengono essenzialmente dalla configurazione del retrotreno (Swing Axle design) composto dal semiasse oscillante e dalla balestra incernierata sul differenziale, quest'ultima fonte di rumori vari su strade dissestate.
La situazione per la MK4 e la 1500 è diversa perchè dal 1970 in poi la Triumph, nell'ambito della rivisitazione del modello, decise finalmente di apportare alcune modifiche alle sospensioni che effettivamente migliorarono la situazione rendendo finalmente la spit più guidabile e guarita dai mali del violento oversteer (sovrasterzo) che si verifica in determinati assetti; naturalmente lo avrebbe potuto fare già nelle prime tre serie, ma ragioni economiche legate ai maggiori costi di produzione convinsero i dirigenti Triumph a soprassedere alla soluzione del problema, peraltro abbastanza criticato dalla stampa del settore.
Il libro di Eros Olivati "Triumph Spitfire e GTS" Giorgio NADA editore, riporta a pag 32 che "THE MOTOR" in un articolo del 19/8/1967 sottolineò che durante i test della MK3 a causa del famigerato sovrasterzo, due collaudatori persero il controllo dell'autovettura finendo uno fuori pista e l'altro contro un muro ........
(foto e testo tratti dal libro "Triumph Spitfire and GT6 a guide to Originality" di John Thomason)
Le sospensioni della Spit 4 derivano dall' Herald che era una delle poche vetture dell'epoca (anni 50/60) che aveva sospensioni posteriori indipendenti che tutto sommato, in ragione delle masse in gioco e dei cavalli disponibili, rispettavano le aspettative dell'epoca. L'aumento delle prestazioni delle spit passate dai 63 HP della 4 ai 75 HP dell'MK3 (la più potente delle 5 serie) mise in luce l'inadeguatezza di questa configurazione, anche perchè si era arrivati al 1970 e la concorrenza offriva sul mercato adeguamenti tecnologici superiori. Questa precisazione la ritengo necessaria per puntualizzare che non si è trattato di un problema progettuale originario bensì di una soluzione tecnica che il tempo ha decretato inadeguata; non dimentichiamo che le Spit sono rimaste in produzione per ben 18 anni!.
Ma di cosa si tratta?
I° problema: Camber positivo e elevati carichi di rollio
Il camber positivo delle ruote posteriori in curva è esattamente l'opposto di ciò che serve, perchè esso contribuisce al sovrasterzo. Per spiegare come questo avviene faccio un esempio: in una curva a sx (come nella foto precedente) il pneumatico posteriore dx tende a deformarsi raggiungendo un camber risultante positivo del battistrada, questo perchè la parte del pneumatico esterna alla curva è più compressa della parte interna. In pratica è come se la sezione del pneumatico resistente alla forza centrifuga si riduca.
Un progettista non condizionato da aspetti economici di produzione avrebbe ipotizzato una geometria della sospensione che, quando il pneumatico comincia a deformarsi in curva assumendo camber positivo, la sospensione avrebbe dovuto compensare con un camber negativo del cerchione proporzionale al rollio dell'auto in modo da ottimizzare l'impronta del battistrada sull'asfalto.
Questo è ciò che più o meno avviene nelle auto moderne, unitamente al controllo della trazione. Nelle Spit invece no! nonostante il rollio in curva, la sospensione posteriore mantiene un camber del pneumatico positivo. Notate l'assetto della ruota interna alla curva nella foto precedente ..... la conseguenza di tutto ciò è la perdita di grip!
C'è un bel Link di Coopermania che spiega abbastanza bene questo aspetto http://www.coopermania.it/technical.htm dategli un'occhiata, ne vale la pena.
Ma non c'è solo questo, la rigidità della balestra incernierata sul differenziale con tutte le 6 lame "a pacchetto" comporta una rigidezza elevata al rollio con la conseguenza di un elevato trasferimento dei carichi in curva che quindi aggrava la situazione già descritta, questa volta in termini di forze agenti sul retrotreno.
II° problema: effetto jack-ing
L'effetto JACKING, tecnicamente complesso, si manifesta perchè il centro di rollio della sospensione posteriore è in posizione insolitamente alta (non sono riuscito a trovare uno schema tecnico della sua posizione rispetto al CG.), quindi sostanzialmente in curva ed in frenata esso tende ad alleggerire i carichi sulle ruote posteriori , diminuendo il Grip.
La cosa funziona grosso modo così: In curva si genera un momento che agisce lungo un’asse che congiunge idealmente il centro di rollio anteriore e quello posteriore. La posizione del centro di rollìo (CR) dipende dalla geometria delle sospensioni e può essere definito come il punto immaginario attorno al quale la macchina rolla quando si esegue la curva. I centri di rollio anteriore e posteriore sono differenti e possono essere anche usati per migliorare il comportamento in curva, quindi è fondamentale determinare la loro corretta posizione. L’asse di rollio può variare la sua posizione durante le escursioni delle sospensioni, perchè variano le posizioni dei relativi centri di rollio.
Nel caso che stiamo analizzando, se guardiamo una Spit dal retro, il centro di rollio (posteriore) viene determinato graficamente tracciando delle linee immaginarie di prolungamento dei bracci delle sospensioni (balestra e semiasse), il loro punto di incontro individua l' instantaneous center; tracciando la congiungente tra questo e la mezzeria del pneumatico al suolo, si ottiene il posizionamento del CR in mezzeria.
Il centro di rollio, quindi, si può trovare sopra il piano di appoggio delle ruote, sul piano o sotto a secondo della configurazione della sospensione. Inoltre quando la vettura entra in curva e la sospensione si muove, come già accennato, il centro di rollio si sposterà in alto o in basso e quindi per ogni possibile situazione si potrà far solamente un stima della sua effettiva posizione durante il movimento.
Ciò che è importante sapere è che nelle Spit (prime tre serie) il CR ha un singolare posizionamento elevato che, oltre a determinare scarsa tenuta del retrotreno in curva , causa anche l'effetto JACKING ossia la tendenza al sollevamento del retrotreno a causa delle forze risultanti, ad esempio, in beccheggio durante una frenata. In pratica quando la vettura inizia a sollevare la parte posteriore le forze risultanti agenti sul retrotreno aumentano proporzionalmente, cioè la configurazione della sospensione contribuisce a spingere in alto la parte posteriore della vettura, anzichè smorzare questo effetto.
Essendo il jacking progressivo, anzichè smorzare il beccheggio lo incalza creando un circolo vizioso al rialzo, ovviamente entro i limiti delle forze in gioco. Il problema è che il sollevamento del retrotreno aumenta anche il camber positivo ,ovvero accade tutto ciò che non dovrebbe accadere in simili situazioni. La rigidità della balestra al rollio infine distribuisce i carichi laterali delle masse sospese in maniera inadeguata contribuendo definitivamente all'instabilità del retrotreno in curva.
Il risultato di tutto ciò può sintetizzare in una situazione di questo tipo:
Siamo in curva veloce, siamo compiaciuti perchè stiamo sfruttando un lieve sovrasterzo volontariamente innescato grazie alla rigidità della balestra che ci consente di pennellare la curva. All'improvviso incontriamo un avallamento o un rigonfiamento dell'asfalto per cui il retrotreno rimbalza sollevandosi innescando l'effetto JACKING che contribuisce a ridurre i carichi al retrotreno e conseguentemente diminuisce l'aderenza delle gomme soggette alla forza centrifuga rimasta invariata, perchè invariata è ancora la velocità. L'estensione della sospensione, però, aumenta anche il camber positivo (vedi foto sopra) per cui anche l'impronta della gomma esterna alla curva si riduce in termini di grip. A questo punto probabilmente il sovrasterzo inizia a manifestarsi in maniera preoccupante perchè il muso della nostra spit inizia a puntare la corsia opposta ...... ci spaventiamo ed istintivamente mettiamo il piede sul freno, è la fine! quest'ultima azione amplifica il circolo vizioso sopra descritto per cui la spit va completamente in oversteer.......
La foto seguente riassume bene questa ipotesi:
Ovviamente stiamo ipotizzando situazioni limite che non interessano affatto la normale utenza, ma se decidete di dare una strapazzatina alla vostra spit (prime serie) ricordatevi di questa chiacchierata se non volete fare la fine dei collaudatori di "THE MOTOR"! moderare la velocità è sempre la migliore idea.
L'argomento è trattato ampiamente su Internet, vi passo alcuni link che ritengo molto illuminanti circa la questione:
- http://auskellian.com/paul/links_files/performance_enhancements.htm#Achieve_Better_Suspension ;
- http://www.canleyclassics.com/?xhtml=xhtml/infodatabase/swingspring.html&xsl=infodatabase.xsl ;
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www.scuderie-rbc.it/
Questa situazione con il passare del tempo non poteva più essere accettata, anche perchè la stampa ne faceva cenno, per cui i tecnici Triumph a partire dal 70 adottarono una nuova soluzione tecnica per le successive versioni MK4 e 1500 che risolsero completamente il problema. Personalmente penso che sia proprio questa la modifica più importante adottata sulle ultime due serie.
Per la cronaca, la nuova soluzione adottata, nota come "SWING SPRING", era in possesso della Triumph sin dagli anni 60 ........ essa consiste in una soluzione tanto semplice quanto geniale, è una nuova balestra ad arco maggiormente ribassato ancorata al differenziale unicamente con l'ultima lama, anzichè con tutto il pacchetto delle lame, peraltro ridotte a 5. Ciò riduce del 75% la resistenza al rollio in curva, lasciando invariata la resistenza della balestra ad i carichi verticali perchè, in quest'ultimo caso, tutte le lame collaborano alle sollecitazioni.
Inoltre questa soluzione comporta che il CR si posiziona più favorevolmente man mano che la ruota oscilla diminuendo di conseguenza l'effetto jacking e non solo; il camber positivo viene annullato infatti adesso tende a valori negativi.
L'ancoraggio della balestra ad una sola lama, però, comportò anche l'aumento eccessivo del rollio per cui fu adottato all'avantreno un nuovo roll-bar avente spessore maggiorato a 7/8 in. in luogo dell' 11/16 in. delle prime serie.
Immagino a questo punto cosa stiano pensando i possessori delle prime serie, per cui vi dò la buona notizia: il retrotreno delle ultime serie può essere facilmente installato sulle prime serie, infatti esistono in commercio dei Kit specifici già disponibili: http://www.canleyclassics.com/?xhtml=xhtml/product/swingspring.html&xsl=product.xsl .
A mio avviso questa modifica non inficia l'originalità del mezzo sia perchè perfettamente reversibile, sia perchè sembra che venne consigliata all'epoca dagli stessi tecnici Triumph del Competition Department , almeno così riporta l'utente FloydP in questo post del Forum Club Triumph: http://club.triumph.org.uk/cgi-bin/forum10/Blah.pl?m-1246998324/s-11/highlight-anti-roll+bar/#num11 .
Questa lunga premessa l'ho ritenuta opportuna perchè conoscere il comportamento delle sospensioni delle nostre spit aggiunge sicurezza alla nostra condotta di guida, disabituati ormai come siamo a queste problematiche dalle nuove geometrie e dall'elettronica delle macchine contemporanee. La guida della spit, in fondo, deve essere più tecnica così come lo era una volta........
Questa chiacchierata, inoltre, serve anche a capire la motivazione per la quale si arrivò all'epoca ad adottare un nuovo roll-bar da 7/8 in., cosa che attualmente può creare dei problemini ai proprietari delle prime serie che decidono di sostituire il proprio roll-bar da 11/16 in. difficilmente reperibile nuovo. Ma di questo aspetto ne parleremo meglio in seguito .
Adesso possiamo iniziare a parlare della revisione dell'avantreno.