Ammortizzatore di sterzo integrato nel cannotto

È uno dei componenti chiave per la cosiddetta sicurezza attiva, parliamo dell’ammortizzatore di sterzo. L’utilità di “indurire” lo sterzo in particolari situazioni era già chiara agli albori del motociclismo, quando esistevano quei manopoloni sulla testa del cannotto (i “frenasterzo”), per dare il classico mezzo giro quando aumentava la velocità e si desiderava avere meno reazioni brusche. Ma i veri ammortizzatori sono comparsi per coniugare stabilità e maneggevolezza solo quando le supersportive hanno iniziato ad avere tanta potenza e ciclistiche sempre più estreme.
Guardate la foto a destra: siamo a Laguna Seca, per la comparativa maxi sportive 2006. Un tester di Motociclismo in sella ad una Buell 1125R affronta il "Cavatappi" e rischia il disarcionamento. Al cambio di direzione e pendenza, l'avantreno si alleggerisce e, quando la ruota tocca di nuovo terra, tende a chiudere. L'ammortizzatore di sterzo riduce rischi come questo.
 
Il mercato oggi offre solo sistemi esterni (ammortizzatori lineari  o rotativi: vedi capitolo dedicato di seguito), anche se spesso profondamente integrati grazie a una loro gestione elettronica. Quello che andiamo a illustrare ora è invece una vera novità, oggetto della tesi di Laurea dell’ing. Cosimo Monti nel 2012 presso l’Università degli Studi di Firenze e che è oggi un brevetto internazionale. Sono due gli elementi chiave di questo sistema: il primo è che si tratta di un ammortizzatore integrato all’interno del cannotto di sterzo; il secondo è che sfrutta le potenzialità dei fluidi magneto-reologici. A raccontarci tutto di come è fatto e come funziona sono stati Marco Pierini e Niccolò Baldanzini, professori associati e docenti di costruzione di macchine presso la facoltà di Ingegneria e inventori di questo ammortizzatore insieme a Alessandro Giorgetti, Simone Piantini e, ovviamente, a Cosimo Monti.

Se osserviamo la sezione del nuovo ammortizzatore di sterzo (immagine qui a destra) scopriamo quali sono le aree interessate da questo passaggio di fluido. Sulla parte esterna, quella solidale al cannotto di sterzo, vengono posizionate una di fronte all’altra due barre metalliche sulle quali è stato realizzato un avvolgimento di filo di rame: facendo passare corrente nell’avvolgimento si genera il campo magnetico. Sull’asse di sterzo, invece, sono state saldate altre due barre metalliche che verranno attraversate dal campo magnetico. Così facendo, il campo generato ha direzione radiale e quindi le “catene” avranno questo orientamento, che è ortogonale alla direzione di movimento del fluido quando si ruota l’asse di sterzo all’interno del cannotto. Le aree di passaggio del fluido sono quelle sottili che si vedono tra le placche fissate all’asse e la superficie del cannotto, ma anche quelle più interne tra l’asse stesso e le placche dotate di avvolgimenti. Questa architettura consente di poter ruotare lo sterzo di 45° a destra e altrettanti a sinistra (oltre non si va perché le alette fisse sull’asse di sterzo toccherebbero quelle fisse con gli avvolgimenti). Si tratta comunque di un valore più che sufficiente per la maggior parte dei mezzi, se pensiamo che uno scooter supera di poco i 40° e le moto spesso si fermano prima di questo valore.

Non stiamo parlando tuttavia di un sistema on/off, dove lo sterzo si indurisce di colpo. Le prove strumentali sono state eseguite con valori di intensità di 1A e 2A. Partendo da zero Ampere, a ogni salto di corrente fornita corrisponde un netto balzo della coppia resistente generata dall’ammortizzatore. Se decidessimo di fornire in un istante da zero a 2A, avremmo un valore di coppia che indurisce lo sterzo di 10 volte (da 6 a 60 Nm circa) nell’arco di 1,5 decimi di secondo. L’andamento della coppia (Nm) resistente è anche funzione della velocità con cui sta ruotando lo sterzo e aumenta in modo abbastanza lineare al crescere di quest’ultima. La gestione elettronica del sistema, da sviluppare in futuro, porterà a delle logiche di funzionamento con rampe di fornitura della corrente che varieranno in continuo da zero a 2 Ampere, in modo da avere reazioni sempre calibrate all’azione dello sterzo in quel dato momento. Il progetto -per ora- si ferma qui, perché l’implementazione di questo sistema su un veicolo è una fase dello sviluppo che compete a chi eventualmente volesse acquistare il brevetto per integrarlo con i propri mezzi. Ma, considerati i possibili vantaggi anche in termini economici del sistema, non ci stupiremmo di vederlo presto su moto di serie.