COIL OVER

COIL OVER

Prima di parlare di Coil Over è bene comprendere che funzione ha l'ammortizzatore nel sistema sospensivo e quali sono i componenti che lo compongono, potete aprofondire l'argomento leggendo questo articolo sugli ammortizzatori per fuoristrada.

Un coil over è un ammortizzatore che incorpora una o più molle elicoidali al suo esterno, quindi oltre a smorzare le sollecitazioni sostiene anche il peso del veicolo.

Perchè installare un coilover?

L'installazione di un coil over permette di installare due o più molle con diverso carico che lavorano in asse con l'ammortizzatore e, cosa importante essendo possibile decidere la corsa che ogni molla può effettuare è possibile modificare la risposta elastica dell'ammortizzatore (cosa diversa dalla taratura idraulica) e quindi il comportamento del veicolo, di seguito dedicheremo un capitolo alla scelta delle molle.

E' possibile installare un solo coilover per ruota oppure associare un coilover con sola funzione di supporto delle molle e smorzamento dei carichi alle basse velocità ad un particolare ammortizzatore tecnicamente chiamato "bypass" con la funzione di smorzamendo dei carichi a media ed alta velocità.

Come è fatto un Coil Over per fuoristrada?

I componenti di un coilover vanno scelti con molta cura ed ognuno deve eavere delle caratteristiche specifiche in base all'utilizzo che se ne farà, Vi spiegheremo quali sono i principali componenti.

CORPO ESTERNO

Si utilizzano tubi da almeno 50/52mm di diametro fino a 60/65mm, un tubo di maggiore diametro premette di utilizzare una quantità di olio maggiore  ma implica anche maggiori ingombri ed una maggiore inerzia quindi è importante scegliere il diametro del corpo sempre in base al peso del veicolo sul quale verrà installato, un corpo sottodimensionato potrebbe creare problemi di surriscaldamento mente un corpo sovradimensionato potrebbe rendere difficile la corretta taratura.

I materiali utilizzati sono alluminio o l'acciaio zincato per le versioni che richiedono maggiore resistenza, i corpi in alluminio dovendo sopportare anche il peso di una parte del veicolo devono avere uno spessore superiore rispetto ad un corpo in acciaio quindi la differenza di peso e la differenza di dissipazione del calore tra i due materiali diventa irrilevante.

In entrambi i casi si utilizzano tubi lappati internamente con tolleranze nell'ordine del millesimo di millimetro (0,001mm) in modo da avere una perfetta aderenza tra il pistone e la parete interna del corpo, la qualità di un ammortizzatore e quindi il costo dipende molto dalla lappatura interna e dalla qualità delle filettature esterne, un'ottima qualità dei filetti permette una facile regolazione delle ghiere anche dopo anni di utilizzo.

STELO

Lo stelo è la parte mobile dell'ammortizzatore, è generalmente costruito in acciaio C45 cromato ed indurito superficialmente con tolleranze secondo la norma EN ISO 286-2, ad un estremità presenta l'occhiello o il perno di collegamento dell'ammortizzatore al telaio o al ponte e all'altra estremità viene invece lavorato per tornitura in modo da alloggiare il pistone e le valvole di compressione ed estensione. Lo stelo durante il movimento della sospensione entra ed esce velocemente dal corpo dell'ammortizzatore trascinando il pistone, maggiore è la corsa dell'ammortizzatore e maggiore sarà il diametro dello stelo per poter garantire la giusta resistenza alle flessioni. Un ammortizzatore per uso stradale utilizza steli da 10/12mm invece nell'ammortizzatore per offroad vengono utilizzati steli con diametri da 16 o 20mm.

Per il corpo esterno è possibile sovradimensionare il diametro senza alcun inconveniente a parte l'ingombro, invece per lo stelo occore un dimensionamento corretto. Uno stelo troppo grosso, come si vede spesso su ammortizzatori di provenienza cinese che utilizzano steli con diametri esagerati, comporta un ingombro maggiore all'interno dell'ammortizzatore con conseguente diminuzione dellla quantità di olio. Esagerare con il diamentro dello stelo porta spesso ad un peggioramento delle prestazioni.

GUIDASTELO 

E' uno dei componenti più importanti di un ammortizzatore per fuoristrada perchè serve a guidare lo scorrimento dello stelo all'interno del corpo dell'ammortizzatore. Viene realizzato generalmente in ghisa e negli ammortizzatori di fascia alta è solitamente inserita anche una bronzina che migliora lo scorrimento. Caratteristica fondamentale che differenzia un buon ammortizzatore da fuoristrada da uno stradale è lo spessore del guidastelo. Uno spessore maggiorato permette lunghe escursioni dell'ammortizzatore senza rischiare che lo stelo si pieghi.

PISTONE 

Il pistone è il componente principale dell'ammortizzatore perchè ne definisce lo scorrimento. I pistoni degli ammortizzatori bitubo e monotubo sono completamente diversi, esistono pistoni lineari e disgressivi. Il pistone disgressivo permette di definire una taratura variabile in base a diverse velocità di movimento del pistone ed è la tipologia più utilizzata negli ammortizzatori di fascia alta, ma solo gli addetti ai lavori riescono a distinguere la differenza di funzionamento e quindi tralasciamo una descrizione dettagliata.

Quello che facilmente notiamo su un pistone è il tipo di fascia elastica utilizzata. I più economici utilizzano una fascia in ghisa, soluzione molto duratura (oltre 500.000km), ma rumorosa e con un alto attrito di primo distacco, ovvero ha bisogno di una forza predefinita per iniziare a muoversi. L'ammortizzatore con fascia in ghisa risulterà meno comfortevole alle basse sollecitazioni. Nell'ammortizzatore di fascia alta trovano utilizzo fasce in teflon, grafite o materiali simili che rendono l'ammortizzatore più reattivo ed estremamente più silenzioso e confortevole.

In foto alcuni pistoni utilizzati nei coil over HM4X4.

OLIO COIL OVER

La scelta dell'olio è fondamentale, un buon coilover utilizza olio con viscosità SAE0 a differenza di un coil over economico che utilizzerà un economico olio SAE20.

Caratteristica importante che deve avere un buon olio è l'indice di viscosità alto, ovvero anche ad alte temperature la viscosità dichiarata deve essere mantenuta. Negli ammortizzatori HM4X4 viene utilizzato un olio appositamente studiato da ROTHEN OIL con alto indice di viscosità, additivato con sostanze che prevengono la formazione di emulsione e fungono da antiossidanti per i componenti metallici interni.

FINECORSA AMMORTIZZATORI FUORISTRADA

I finecorsa sono solitamente inseriti in ogni ammortizzatore per preservare il pistone dalle sollecitazioni di finecorsa. Negli ammortizzatori economici questi vengono solitamente saldati mentre negli ammortizzatori revisionabili il finecorsa viene fissato tramite un seager o una filettatura, la tenuta di un fissaggio in entrambi i casi è molto alta.

Finecorsa in estensione

Sugli ammortizzatori di alta fascia viene inserito un ulteriore finecorsa, chiamato generalmente BUMPSTOP INTERNO in poliuretano, che rallenta gli ultimi centimetri della corsa dello stelo ed attutisce l'urto del finecorsa meccanico con il guidastelo, un finecorsa interno senza un bumpstop in poliuretano che smorza la forza può provocare l'usura precice dei gommini fino a spezzare i supporti degli ammortizzatori sul telaio o sul ponte.

Finecorsa in compressione

Per rallentare la corsa in compressione viene solitamente inserito all'esterno dell'ammortizzatore direttamente sullo stelo un cilindro in poliuretano, un buon finecorsa in compressione deve essere attentamente dimensionato perchè a differenza del finecorsa interno che ha il compito di bloccare la corsa, il finecorsa esterno in compressione ha la funzione di accompagnare e rallentare gli ultimi cm di corsa dell'ammortizzatore, spesso viene sostituito dai finecorsa idraulici esterni, raramente i finecorsa in compressione vengono inseriti all'interno dell'ammortizzatore a causa della difficoltà di manutenzione e dell'ingombro.

UNIBALL COIL OVER

Sui coil over i gommini vengono sostituidi da degli snodi sferici anche chiamati "uniball" che garantiscono un angolo di inclinazione maggiore senza penalizzare la durata nel tempo, un uniball rende anche più rapido il movimento del coil over, una buona qualità dell'uniball determina oltre che la durata nel tempo anche lo smorzamento delle vibrazioni.

SCORREVOLE E GHIERE DI FINECORSA

Un componente fondamentale di un coilover è il sistema di accoppiamento di due o più molle, l'accoppiamento è affidato ad un giulto scorrevole dove all'estreno vengono alloggiate le molle e la cui superficie interna è studiata per scorrere senza nessun gioco sul corpo del coil over. La scelta del materiale utilizzato è importante perchè determina la resistenza e la scorrevolezza di tutto il coil over. Grazie al giunto scorrevole e alle ghiere di regolazione è possibile decidere la corsa del giunto e quindi della molla più morbida e di conseguenza il comportamento dinamico del coil over.

GHIERE DI REGOLAZIONE

Una caratteristica importante del coilover è la possibilità di regolare l'altezza del veicolo regolando le ghiere di regolazione delle molle, le ghiere devono essere resistenti per sopportare il peso del veicolo e facili da regolare, la qualità delle ghiere le renderà fluide anche dopo anni di utilizzo e anche in presenza di sporco, a differenza di una ghiera costruita con materiali scadenti che dopo poco tempo sarà difficile da regolare.

SERBATOIO ESTERNO E REGOLAZIONI

Il serbatoio esterno permette innanzitutto di utilizzare una camera del gas molto più grande in modo da rendere molto più regolare il funzionamento del coilover in ogni condizione e permette  di utilizzare tutto lo spazio interno del corpo del coilover senza la necessità di dover utilizzare una parte del volume interno per la camera del gas, questo si traduce in una maggiore corsa a parità di lunghezza massima.

La regolazione più utilizzata su un coil over è qualla in compressione. La differenza tra la regolazione di un coilover economico ed uno di qualità è sostanziale, su un ammortizzatore di alta qualità vengono utilizzate delle valvole con un pacco lamellare molto simile a quello installato sul pistone, oltre a poter configurare il pacco lamellare in base all'uso che si farà del veicolo, tramite delle ghiere e delle viti è possibile regolare quanto e come far lavorare le lamelle del pacco lamellare e quindi è possibile decidere come modificare le frenature sia alle basse che alle alte frequenze in compressione.

Le valvole utilizzate da HM4X4 sono di tipo professionale e permettono una semplice regolazione con 26 click alle alte frequenze e con 58 click alle basse frequenze, in foto una valvola con pacco lamellare.

Dimensionare un Coil over

Un Coilover correttamente dimensionato permette alla sospensione di effettuare tutta la corsa necessaria. 

Per determilare la lunghezza di un coilover innanzitutto si procede come per la scelta di un normale ammortizzatore, ovvero seguendo dei semplici passaggi:

1) alzate il veicolo dalla ruota anteriore lato passeggero fino a quando tutte le altre tre ruote rimangono a contatto con il terreno, in questa condizione avrete la sospensione anteriore in massima compressione sul lato passeggero ed in massima estensione sul lato guidatore, mentre al posteriore avrete la sospensione in massima compressione sul lato guidatore ed in massima estensione sul lato passeggero;

2) individuati gli attacchi dell'ammortizzatore sul ponte e sul telaio appuntate le misure degli ammortizzatori;

3) ripetete la misurazione alzando il veicolo dalla ruota posteriore lato passeggero, i valori dovranno coincidere con quelli rilevati al punto 2;

4) per ogni ammortizzatore dovrete scegliere la misure maggiori sia in estensione che in compressione e da queste misure andranno sotratti 10mm ai valori di massima estensione e 20mm ai valori di compressione, ogni preparatore sceglierà se dare un maggiore precarico o se limitare la corsa in estensione o compressione.

Difficilmente troverete un ammortizzatore che rispecchia entrambe le misure (estensione e compressione) che vi servono, in tal caso è sempre consigliabile rispettare la misura in compressione anche se l'estensione verrà penalizzata o modificare gli attacchi per ottenere le misure desiderate.

Definite le misure di massima del coil over bisogna dimensionare le molle, sul dimensionamento dedicheremo un intera pagina, l'essenziale è conoscere il peso che grava sul singolo ammortizzatore.

Tarare un ammortizzatore per fuoristrada

La taratura è la forza di frenatura che l'ammortizzatore esercita sulla sospensione, come abbiamo accennato nel primo paragrafo l'ammortizzatore serve a smorzare la forza di "ondeggiamento" della molla o della balestra, maggiore è il peso del veicolo e maggiore è la forza di frenatura.

Una maggiore frenatura (in gergo un'ammortizzatore più duro) rende il mezzo meno confortevole sullo sconnesso ovvero quando lo stelo deve muoversi molto velocemente, ma più stabile nei repentini cambi di direzione. Al contrario una minore frenatura (in gergo un ammortizzatore più morbido) rende il veicolo molto confortevole in tutte le situazioni in cui lo stelo deve muoversi velocemente, ma inguidabile e poco sicuro quando serve stabilità.

Per quanto sopra scritto risulta evidente innanzitutto che quando si parla di taratura bisogna sempre fare riferimento alla velocità di movimento dello stelo, tenendo presente 4 parametri fondamentali:

1) Alta velocità in compressione. E' un parametro importante su un ammortizzatore anteriore perchè è la velocità di uno stelo durante una frenata secca o un cambio repentino di velocità;

2) Bassa velocità in compressione. Sia sull'anteriore che al posteriore è la velocità che la sospensione ha durante il normale utilizzo stradale, in curve affrontate a normale velocità o durante normali frenate o accelerazioni;

3) Alta velocità in estensione. E' il parametro che maggiormente indica la propensione di un ammortizzatore a copiare una buca o a mantenere aderenza in curve ad alta velocità;

4) Bassa velocità in estensione. E' il valore che spesso determina il comfort della sospensione.

Queste considerazioni semplificano tantissimo l'interpretazione di questi parametri perchè in realtà non esiste un valore fisso di bassa o alta velocità, ma sono solo dei valori che si prendono in considerazione per una taratura grossolana. Il grafico di funzionamento di un ammortizatore di alta qualità tarato minuziosamente non è lineare, ma descrive delle curve e ad ogni valore di velocità di movimento dello stelo corrisponde un diverso valore di frenatura.

Nella foto di seguito il grafico di un ammorrtizzatore HM4X4 tarato sul nostro banco prova tenendo conto di 10 diverse velocità. Nel grafico si nota che le 10 linee non sono ben definite ma ogni linea è la sovrapposizione quasi perfetta di 5 diverse linee in quanto ogni test viene ripetuto 5 volte.

 

Guarda la sezione dedicata ai coil over HM4X4 

Nel catalogo HM4X4 troverai tre diversi modelli di coilover studiati per ogni utilizzo.

 

COILOVER STEP1

Lo STEP1 è la versione base della gamma COILOVER HM4X4, è costruito sulla base dei collaudati ammortizzatori bitubo pressurizzati HM4X4, utilizzando gli stessi componenti e condividendo con essi buona parte delle lavorazioni siamo riusciti ad ottimizzare i costi in modo da offrirli ad un prezzo davvero competitivo!

Ha l'idraulica ormai collaudata degli ammortizzatori HM4X4 ed è pressurizzato con tecnologia AIR DRIED, è venduto completo di molla a passo variabile fornibile con diverse tarature, è possibile scegliere sia la misura dell'ammortizzatore che il tipo di attacco.

Utilizzano delle boccole in poliuretano ed olio ROTHEN SAE10W ad alto indice di visosità, tutte le saldature sono fatte con tecnologia T.I.G. e tutte le ghiere sono realizzate dal pieno in ergal.

Vengono forniti completi di molla a passo variabile con diametro esterno di 110mm installata nella parte alta dell'ammortizzatore, tramite le ghiere regolabili è possibile regolare il precarico e l'altezza del veicolo, l'idraulica è tarabile anche su richiesta e facilmente ritarabile, non è prevista la versione con regolazione esterna.

E' un ammortizzatore destinato principalmente alla realizzazione di prototipi amatoriali dove si ha bisogno di una sospensione sempre efficiente che non faccia perdere la testa con la messa a punto, è indicato anche alle trasformazioni del sistema sospensivo da balestre a molle elicoidali.

COILOVER STEP2

Lo STEP2 è la versione dedicata al mondo delle corse, è di tipo monotubo con corpo in acciaio molto resistente, utilizza componenti di fascia alta in modo da offrire prestazioni davvero alte!

E' fornito completo di doppia molla con spire fresate in modo da ottenere la massima coassialità, fornibili con diverse tarature, gli attacchi sono realizzati con uniball di tipo motorsport di alta qualità, la taratura delle molle viene studiata mediante un software specifico senza alcun costo aggiuntivo.

Utilizza olio ROTHEN FORK SAE0 ad alto indice di visosità, non presenta alcuna saldatura e tutti i componenti le sono realizzati dal pieno in ergal.

Vengono forniti completi di molle con diametro esterno di 90mm installate lungo tutto il corpo dell'ammortizzatore, tramite le ghiere regolabili è possibile regolare il precarico e l'altezza del veicolo, e tramite lo scorrevole e le ghiere di bloccaggio è possibile regolare il punto di intervento e la corsa della molla secondaria, l'idraulica è tarabile anche su richiesta e facilmente ritarabile.

E' un ammortizzatore destinato al mondo delle competizioni estreme essendo un ammortizzatore molto resistente ed affidabile, la taratura fissa lo rende una scelta sicura per ogni tipo di terreno per tutti quei team che non hanno intenzione di regolare continuamente l'assetto.