Il rollio è probabilmente il più evidente dei movimenti della scocca e potenzialmente il più pericoloso, in quanto può portare al ribaltamento del veicolo.
La scocca di un veicolo, quando questi è in movimento, compie una serie di movimenti, spesso appena percettibili. Si tratta delle reazioni che si generano dall’interazione della struttura del mezzo con i sistemi sospensivi e che sono direttamente collegati alla distribuzione dei carichi e delle masse della vettura. I movimenti di cui sopra sono rollio e beccheggio, due termini diffusi, con la stessa accezione, anche in ambito nautico ed aeronautico.
Cos’è il rollio di un’auto
Il rollio – come il beccheggio – è un’oscillazione, un moto di rotazione attorno ad un asse. Nello specifico, attorno al cosiddetto asse di rollio, una immaginaria retta trasversale – perpendicolare agli assi delle ruote – che attraversa il corpo del veicolo. Non esiste fisicamente ma rappresenta l’asse attorno al quale si verifica il fenomeno del rollio.
Messa in questi termini, la definizione di rollio può apparire quantomeno complicata. In realtà, si tratta di un comportamento fisico comune a moltissime auto anche quando non appare in maniera decisamente evidente. In parole povere, il rollio è lo sbilanciamento laterale delle masse di un veicolo quando questi affronta una tratto di strada in curva. Il trasferimento dei carichi avviene verso destra se la curva è a sinistra e avviene verso sinistra se la curva è a destra. Si tratta a tutti gli effetti di un fenomeno analogo al beccheggio, ovvero l’innalzamento o l’abbassamento del frontale e del retro nelle fasi di accelerazione e frenata. L’unica differenza è che lo spostamento di carico non si realizza su di un solo asse, ma sulle ruote di uno stesso lato. In entrambi i casi, le oscillazioni determinano comportamenti di guida non regolari che vanno ad inficiare la tenuta di strada, oltre al comfort dei passeggeri presenti all’interno dell’abitacolo.
Da un punto di vista fisico, quando un veicolo compie un moto curvilineo, intervengono due forze. La forza centripeta è diretta verso l’interno della curva, quella centrifuga è di verso opposto, ovvero è diretta verso l’esterno. Per effetto di quest’ultima, le masse dell’auto tendono a spostarsi – anche leggermente – verso l’esterno. Questa, a grandi linee, l’origine del fenomeno di rollio.
I fattori che determinano il rollio auto
L’entità del rollio dipende da una serie di fattori, molti dei quali relativi alle caratteristiche strutturali del veicolo. Tra questi vi sono senza dubbio la massa, l’ampiezza delle carreggiate e l’altezza del baricentro. Il rollio, infatti, risulta accentuato nei mezzi che hanno una massa maggiore mentre, di contro, l’ampiezza delle carreggiate – ovvero la distanza tra due ruote solidali ad uno stesso asse – è inversamente proporzionale al rollio (una vettura più ampia sarà meno esposta al fenomeno). Il rischio che si verifichi questo tipo di comportamento è anche connesso, come detto, alla posizione del baricentro. Questi è un punto calcolabile in base alla geometria del veicolo e, tanto maggiore è la distanza dal ‘centro di rollio’ – ovvero il punto ideale per il quale passa l’asse di rollio – tanto più elevate saranno le possibilità che l’auto si sbilanci da un lato in curva. Basti notare come i modelli con l’assetto più alto (tipo i SUV) siano quelli più esposti alle conseguenze estreme del rollio, ovvero il ribaltamento.
Ovviamente, i fattori che incidono sul rollio entrano in gioco anche in fase di progettazione poiché tale fenomeno ha dimensioni decisamente diverse in base alla destinazione d’uso dell’auto. Una city car o un’utilitaria pongono, da questo punto di vista, problemi molti diversi rispetto ad una vettura destinata ad essere impiegata in contesti di competizione agonistica. Per queste ultime, limitare il rollio in curva diventa cruciale sia in termini prestazionali che di sicurezza.
I rimedi: la barra antirollio
Al di là dei possibili interventi in fase di progettazione, un rimedio particolarmente diffuso per limitare il rollio è la barra antirollio. Si tratta di un elemento meccanico, generalmente a forma di lettera ‘C’ che collega le sospensioni a ruote indipendenti presenti sullo stesso asse. Lo scopo è quello di far sì che una parte della forza che agisce sulla sospensione in compressione venga trasferita all’altra che, contestualmente, si estende. La forma della barra permette di contrastare la differenza di compressione delle sospensioni attraverso una forza di torsione, così da migliorare la stabilità del veicolo quando si affrontano tratti di strada in curva. In altre parole, questa semplice componente meccanica ‘blocca’ parzialmente l’estensione della molla della ruota interna alla curva, così che questa non perda aderenza, con effetti notevolmente positivi sulla stabilità.
In genere, la barra antirollio (detta anche ‘barra stabilizzatrice‘, in inglese ‘sway bar‘) viene montata sulle sospensioni delle auto da competizione. Il perché è presto detto: questo genere di vetture, estremamente ‘performanti’, sono chiamate ad affrontare le curve ad alte velocità, esponendosi al fenomeno del rollio in maniera piuttosto rischiosa. Ad ogni modo, la barra è presente spesso anche su versioni speciali di modelli di serie destinati all’uso stradale.
Le barre stabilizzatrici possono essere più o meno rigide, generando effetti diversi sulla trazione della vettura. Con barre posteriori più rigide, si perde trazione in uscita dalla curva (e si rischiano fenomeno di sovrasterzo). Lo scenario opposto (barre posteriore meno rigide) comporta conseguenze opposte (possibile sottosterzo). Lo stesso discorso vale per le barre anteriori, solo che gli interventi provocano i risultati contrari, ossia: sottosterzo con barre anteriori più rigide, sovrasterzo con barre meno rigide. In generale, le barre antirollio più rigide comportano una maggiore usura dei pneumatici dell’asse su cui sono montate mentre quelle più ‘morbide’ comportano una risposta di guida meno reattiva.
In termini generali, le sway bar servono a migliorare la trazione in curva. Per questo sono molto importanti in contesti come quello della Formula 1 e non solo. L’utilizzo della barre, però, pone anche dei problemi di bilanciamento: esse, infatti, non devono essere troppo morbide o troppo rigide, né essere tarate in maniera troppo diversa tra anteriore e posteriore. In generale è bene che siano morbide ma non troppo, altrimenti le oscillazioni del telaio saranno eccessive e la reattività della vettura, soprattutto all’entrata e all’uscita dalle curve, potrebbe risentirne.
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