Sterzo

Sistema di sterzo di un'auto

L'impianto sterzante o sterzo è l'insieme di elementi meccanici che garantiscono la direzionalità di un veicolo terrestre.

Funzionamento e costruzione

Scatola di sterzo di un autoveicolo, del tipo tradizionale (non servoassistito), è possibile notare il sistema che permette di regolare il freno di sterzo, è visibile anche il sistema di fissaggio al telaio.

Il conducente di un autoveicolo che voglia cambiare direzione, applica una coppia di forze al volante dall'abitacolo che viene trasferita attraverso un elemento rigido (piantone dello sterzo) ad una scatola in cui il moto rotatorio (momento della forza) viene convertito in moto rettilineo e trasferito ai tiranti dello sterzo che agiscono direttamente sulle ruote che cambiando direzione diventano sterzanti.

Esistono prototipi in cui l'uso di sensori sul volante e centraline abbinate ad attuatori idraulici rendono superfluo l'uso del piantone dello sterzo.

Tipo di comando

La scatola dello sterzo può convertire il moto in modo:

• Esclusivamente meccanico: a pignone e cremagliera, a vite senza fine, con semplici snodi
• Elettrico: servosterzo con relativo motore elettrico, messo in funzione da una centralina
• Idraulico: idrosterzo con relativa pompa messa in funzione dall'albero motore e dalla relativa centralina

Riduzione

Lo sterzo può essere:

• Diretto: a piccoli movimenti del volante corrispondono piccoli movimenti delle ruote
• Demoltiplicato: a grandi movimenti del volante corrispondono piccoli movimenti delle ruote
• Combinato: il rapporto di sterzo è variabile con la posizione del volante (generalmente più diretto a volante in posizione di centro corsa e più demoltiplicato verso le zone di massima sterzata)

È un importante elemento da definire in sede di progetto il corretto posizionamento della scatola dello sterzo e dei suoi ancoraggi sui mozzi per evitare fenomeni di roll-steer e bump-steer.

Azione

Lo sterzo può avere azione su:

• Ruote anteriori, sistema utilizzato per i mezzi di trasporto che percorrono strade pubbliche
• Ruote posteriori, sistema utilizzato per mezzi di lavoro in ambienti chiusi, (es. muletti) come nelle aziende
• Ruote anteriori e posteriori, sistema utilizzato da alcuni mezzi di trasporto che percorrono strade pubbliche

Quattro ruote sterzanti

Pur se non molto utilizzato è da segnalare il sistema automobilistico a quattro ruote sterzanti, spesso indicato con la sigla 4WS (4 Wheel Steering).

Caratteristiche

Questo dispositivo, utilizzato su alcune vetture di produzione giapponese, ha l'obiettivo di ridurre il diametro di sterzata a bassa velocità, così da facilitare le manovre di parcheggio e migliorare la maneggevolezza della vettura in città, e di aumentare la tenuta e la stabilità di marcia alle alte velocità, in modo del tutto simile alla tecnica della sbandata controllata per le vetture tradizionali.
Generalmente le ruote posteriori sterzano fino a un massimo di circa 7°, inoltre a seconda del meccanismo usato, queste possono essere perennemente in controfase (girando in direzione opposta alle ruote anteriori) o alternare il loro comportamento in base alle basse o alte velocità (cambiando completamente il comportamento della vettura).

Il comando sulle ruote posteriori può avvenire in modo:

• Meccanico come nel sistema Honda Prelude
• Idraulico, sistema gestito dall'elettronica, indicato con la sigla AHK in tedesco = Aktive Hinterachskinematik.
• Elettrico, del tutto paragonabile al sistema idraulico

Per migliorare la stabilità in curva, molte vetture fanno ricorso a un aumento della convergenza della ruota posteriore esterna, sterzandola con quelle anteriori ed utilizzando l'aumento di carico che tale ruota subisce durante le curve per effetto della forza centrifuga. Col sistema a quattro ruote sterzanti il trasferimento di carico (che avverrebbe comunque naturalmente) viene anticipato collegandolo direttamente allo sterzo, e traendone vantaggio dal punto di vista della tenuta.

Mezzi con quattro ruote sterzanti

• Benetton B193B (le quattro ruote sterzanti vennero testate solo nel gran premio del Giappone)
• BMW Serie 7 (2009)
• BMW Serie 5 GT (2009)
• Citroën ZX
• Efini MS-9
• GMC Sierra (2002)
• Honda Prelude (1988 e 1999)
• Honda Accord (1991)
• Infiniti G35 Sedan (optional della versione Sport) (2007-Ancora in produzione)
• Infiniti G35 Coupe (optional della versione Sport) (2006-Ancora in produzione)
• Infiniti M35 (optional della versione Sport) (2006-Present)
• Infiniti M45 (optional della versione Sport) (2006-Present)
• Infiniti Q45t (1989-1994)
• Jeep Hurricane
• Mazda 626 (1988)
• Mazda MX-6 (1989-1997)
• Mazda RX-7 (1986-1992)
• Mercedes classe A e B (2004-2011)
• Mitsubishi Galant VR-4
• Mitsubishi GTO (venduta anche come Mitsubishi 3000GT e Dodge Stealth)
• Nissan Cefiro
• Nissan 240SX
• Nissan 300ZX
• Nissan Laurel (ultime versioni)
• Nissan Fuga
• Nissan Silvia (optional)
• Nissan Skyline (1986)
• Renault Laguna (optional) (2008-)
• Saab 9-3
• Saab 9-5
• Toyota Aristo (1997)
• Toyota Celica (optional nella quinta e sesta generazione, 1990-1995)
• Volvo 850

Mezzi con quattro ruote sterzanti, posteriori o anteriori

Questa soluzione viene in genere utilizzata su camion pesanti (mezzi d'opera), ma è stata usata anche nella Formula 1 dalla Tyrrell P34, questa soluzione ha le stesse caratteristiche dinamiche della disposizione classica anteriore, ma permette di aumentare la potenza frenante e la tenuta delle ruote direttrici.

Tale soluzione è utilizzata anche dalla supercar italiana Covini C6W.

Voci correlate

• Campanatura
• Idrosterzo
• Servosterzo
• Volante
• Angolo di Ackermann

Altri progetti

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• Commons

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Collegamenti esterni

• Vettura a quattro ruote sterzanti con sistema attivo di controllo delle ruote posteriori
• Dizionario tecnico dell'automobilismo