SLSD-0006

La barra di accoppiamento longitudinale è l'asta di collegamento che trasporta il comando di sterzo dal braccio pitman al braccio sterzo su una sospensione anteriore ad assale rigido o a ponte, azionando direttamente una ruota anteriore mentre un tirante trasversale porta il comando all'altra ruota. Si trova sui camion commerciali pesanti, sui pick-up a passo pieno e SUV con assali anteriori rigidi, e sui vecchi veicoli fuoristrada 4×4 — applicazioni in cui lo sterzo a cremagliera non potrebbe sopportare le forze laterali generate da assali a ponte pesanti.

Nota anche come: barra di collegamento, barra di sterzo o drag rod in alcuni manuali tecnici. Attenzione: la barra di accoppiamento longitudinale NON è la stessa cosa della barra di accoppiamento centrale. La barra di accoppiamento centrale (relay rod) è il traversale di un sistema di sterzo a parallelogramma supportato tra il braccio pitman e una leva di rinvio separata, con entrambi i tiranti sinistro e destro collegati ad essa — è usata esclusivamente su veicoli con sterzo a parallelogramma e sospensione anteriore indipendente. La barra di accoppiamento longitudinale collega il braccio pitman direttamente a un braccio sterzo sul mozzo ruota ad assale rigido, senza leva di rinvio e senza tiranti collegati alla barra stessa. I due termini vengono talvolta usati indifferentemente nel linguaggio comune, ma sono componenti meccanicamente distinti che servono architetture di sospensione diverse.

Come funziona

Trasmissione diretta pitman-fuso a snodo

Quando il guidatore gira il volante, la scatola sterzo ruota il braccio pitman in un arco. La barra di accoppiamento longitudinale converte quell'arco in un movimento di spinta-tiro obliquo o longitudinale che agisce sul braccio sterzo imbullonato al fuso o al mozzo della ruota anteriore destra, facendo ruotare la ruota destra attraverso il suo angolo di sterzo. La geometria della barra — lunghezza e angoli di montaggio — determina il rapporto di sterzo e la correzione di Ackermann per l'assale azionato.

Coordinamento con il tirante trasversale

Nella maggior parte delle configurazioni ad assale rigido la barra di accoppiamento longitudinale sterza direttamente solo una ruota; un separato tirante trasversale (track rod) collega i due bracci sterzo attraverso l'assale, in modo che entrambe le ruote ricevano il comando di sterzo contemporaneamente. Le lunghezze relative e le altezze dei perni della barra e del tirante devono essere abbinate con cura durante l'assetto per minimizzare il bump-steer — la variazione indesiderata di convergenza che si verifica quando l'assale rigido sale e scende sulle sconnessioni stradali.

Articolazione ad alto carico a ciascuna estremità

Entrambe le estremità della barra di accoppiamento longitudinale portano giunti sferici a grande diametro o giunti con sede conica che consentono al braccio pitman e al braccio sterzo di ruotare simultaneamente in più piani. Sui veicoli 4×4 ad assale rigido l'assale si inclina anche quando la sospensione articola su terreni fuoristrada, richiedendo angoli di articolazione molto elevati da questi giunti — motivo per cui i giunti sferici delle barre di accoppiamento longitudinale sono significativamente più grandi e pesanti di quelli dei sistemi a parallelogramma per autovetture.

Struttura e costruzione

Una barra di accoppiamento longitudinale è un'asta in acciaio a sezione pesante, forgiata o in tubo senza saldatura, generalmente in acciaio al carbonio medio o 4140 cromolibdeno, con un giunto sferico a grande diametro o un attacco filettato conico a ciascuna estremità. MOOG fornisce barre di accoppiamento longitudinale con cuscinetti in metallo sinterizzato con fori per il passaggio del grasso attraverso il cuscinetto fino al perno, riducendo l'attrito e prolungando la durata del giunto sotto alto carico. TRW e 555 offrono progetti con corpo forgiato e nipple di lubrificazione per ingrassaggio in campo. Le barre di accoppiamento longitudinale sui camion pesanti sono sostanzialmente più grandi in sezione rispetto a quelle sui fuoristrada leggeri — una barra per semi-rimorchio può pesare più di 4 kg e usare giunti sferici con perno di diametro superiore a 30 mm. La lunghezza è specifica per veicolo; una lunghezza errata modifica la geometria di Ackermann e crea un grave bump-steer.

Sintomi comuni di guasto

• Deriva o slittamento su strade dritte. Un giunto sferico usurato introduce gioco nel percorso del comando di sterzo. Le ruote non seguono più con precisione il volante — il veicolo deriva a sinistra o a destra e richiede continue piccole correzioni per mantenere la traiettoria dritta.
• Bump-steer — variazione inattesa di convergenza sui dossi. Una barra di accoppiamento longitudinale piegata modifica la geometria effettiva di sterzo così che l'angolo di convergenza della ruota cambia quando l'assale sale e scende, causando scatti o movimenti laterali del veicolo sui dossi senza alcun input al volante. Questo è distinto dal botto di un giunto usurato e può verificarsi anche su un'asta geometricamente integra ma piegata.
• Botti o colpi in sterzata. I giunti sferici usurati sbattono nei loro alloggiamenti quando lo sterzo è caricato in curva o quando si inverte la direzione. Sui camion pesanti il colpo è particolarmente forte perché il giunto grande ha uno spazio maggiore da percorrere prima di fare contatto.
• Shimmy del volante a bassa velocità. Il gioco in entrambi i giunti della barra amplifica qualsiasi squilibrio delle ruote o irregolarità stradale in uno shimmy risonante che si trasmette attraverso la colonna sterzo. Lo shimmy compare tipicamente nell'intervallo 40–80 km/h e può smorzarsi alle velocità superiori.
• Deformazione visibile o corrosione. A differenza delle aste di sterzo più piccole, le barre di accoppiamento longitudinale sui veicoli commerciali sono accessibili per ispezione. Un'asta piegata, deformata o fortemente corrosa deve essere sostituita immediatamente — una barra che si frattura sotto pieno carico di sterzo causerà la perdita totale del controllo direzionale.

Domande frequenti su Tirante sterzos