Ai tempi del DAS si è fatto un gran parlare dei sistemi Ackermann di Mercedes e Ferrari, nonostante in realtà sia un concetto esistente da più di 70 anni. Scopriamo dunque nei dettagli cos’è quest’angolo e perché è fondamentale nell’ambito della dinamica del veicolo.
L’angolo di Ackermann, aiuta nelle vetture stradali, a limitare lo slittamento delle ruote anteriori in fase di virata, diminuendone quindi l’usura ed aumentando globalmente la stabilità del veicolo.
Alcuni di voi potranno a questo punto chiedersi come mai le ruote anteriori abbiano un angolo di sterzata differente l’una dall’altra. Potrà sembrarvi strano, ma in realtà questo è un concetto alla base del know-how telaistico che ogni ingegnere applica nel progettare qualsiasi veicolo: la ruota interna, infatti, è più angolata rispetto a quella esterna per evitare strisciamenti. Per capire meglio il motivo di una simile soluzione può tornare utile un paragone molto semplice. Si pensi, ad esempio, a come partono gli atleti nelle gare su pista di atletica di atletica leggera: al via le loro posizioni sono sfalsate, e coloro che partono nella corsia esterno scattano più avanti rispetto a chi invece occupa le corsie interne
Dall’immagine si può facilmente notare come gli assi (immaginari) partenti dal centro ruota si congiungano esattamente sul prolungamento dell’asse posteriore: questa condizione è fondamentale per un ridotto consumo delle gomme e un buon rendimento dinamico del mezzo.
Per consentire alle ruote anteriori di spostarsi rispettando il principio di Ackermann, i bracci dello sterzo delle ruote anteriori devono essere inclinati in modo che due semirette (sempre fittizie) partenti per essi si incontrino al centro dell’assale posteriore, proprio come nell’immagine appena riportata.
Così facendo, si mantiene invariato il centro di istantanea rotazione del veicolo. Ovviamente ciò accade sempre in modo teorico dato che, come ben sappiamo, la traiettoria ideale viene sempre condizionata da vari fattori: lo slittamento delle gomme anteriori – fattore che seppur impercettibile è sempre presente -, tolleranze (anche se molto ristrette) che si usano nella produzione dei particolari meccanici, vibrazioni, sussulti, differenze di carico aerodinamico dovute alla velocità di percorrenza…
Per questo, Mercedes a partire da metà 2019, ha sviluppato un sistema che mediante una cremagliera mobile sui kingpin, permette di variare in moto la convergenza tra le due ruote sterzanti, consentendo così di avere più libertà e possibilità nell’affinamento dell’assetto della vettura. Un angolo di Ackermann più grande si traduce in un comportamento della vettura più docile e prevedibile, con una maggiore precisione ottenuta grazie all’orientamento univoco di tutte e quattro le ruote. Un angolo minore, d’altro canto, garantisce sì più inserimento ma non è in grado di evitare in qualsiasi caso le perdite di aderenza dell’avantreno. Fenomeno, quest’ultimo, che andrebbe a creare un raggio di sterzata non uniforme.
Tuttavia, è bene specificare che un proprio sistema Ackermann non va a beneficio della prestazione: gli pneumatici sottoposti a carichi come quelli di una F1, necessitano di un angolo maggiore di virata per ottenere la performance massima.
Come si vede da questo grafico infatti, all’aumentare del carico cui è sottoposta la ruota (ed aumenta sulla ruota esterna grazie alla forza centrifuga), aumenta lo “slip angle” richiesto per fornire la prestazione massima, ovvero lo pneumatico dev’essere ruotato maggiormente affinché lo slittamento laterale venga limitato e sfruttato per aumentare l’aderenza dell’avantreno.
In F1 quindi si ricorre all’Anti-Ackermann per consentire una rotazione maggiore, esasperando tale concetto nei circuiti cittadini in cui il carico è basso per via delle basse velocità.
Ecco quindi perché, spesso si nota che la ruota esterna sterza maggiormente di quella interna, al contrario di ciò che vediamo nelle auto di tutti i giorni.
