Gli ammortizzatori hanno il compito di smorzare le oscillazioni della struttura del veicolo che vengono innescate dalle asperità stradali.

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Queste strutture infatti non sopportano il peso dell'automobile, come molti erroneamente credono. Non si presentino in modo tale che i movimenti che possono produrre sforzi eccessivi, dannosi alle componenti del veicolo. Lo smorzamento avviene in seguito a una dissipazione di lavoro, da parte del ammortizzatore, che si verifica ogniqualvolta vi sia un movimento relativo fra ruota e struttura. In particolare questo assorbimento di lavoro fa in modo che l' ampiezza delle oscillazioni della struttura del veicolo sia sempre contenuta entro i limiti accettabili. Un altro aspetto molto importante delle funzioni degli ammortizzatori consiste nel fatto che, impedendo che si instaurino oscillazioni ampiezza troppo elevata nel moto relativo fra ruote e struttura, consente alle ruote stesse di rimanere sempre in contatto con il terreno con ovvi vantaggi sulla tenuta di strada anche su suolo sconnesso.

Gli ammortizzatori vengono classificati in base al modo con cui viene dissipato il lavoro: esistono ammortizzatori meccanici e oleodinamici. Nei primi ( meccanici ) il movimento relativo fra ruota e struttura provoca lo strisciamento di due superfici asciutte, che possono anche essere munite di guarnizioni, che dissipano una certa quantità di lavoro per attrito. Questo tipo di ammortizzatore è stato usato nel passato su alcuni motocicli ed oggi non ha più applicazioni in campo automobilistico. Notiamo però che le molle a balestra che sono ancora oggi molto diffuse nei veicoli, contengono un effetto ammortizzatore dovuto alla loro particolare costruzione. Infatti nel caso di molle a più foglie, durante il movimento relativo struttura- ruota, nasce uno scorrimento tra le diverse foglie dovuto alla variazione di curvatura della molla a balestra. Poiché le foglie sono premute una contro l' altra, nello scorrimento relativo viene dissipato lavoro. In generale però l'effetto ammortizzante di questo tipo di molla non è sufficiente e quindi il sistema viene integrato con un ammortizzatore vero e proprio. Il secondo tipo di ammortizzatore ( oleodinamico ) dissipa invece lavoro costringendo una certa quantità di olio a passare attraverso i fori o valvole di sezione opportuna quando si verifica un movimento relativo fra ruote e struttura. Se la dissipazione di lavoro avviene sia nella fase di accostamento ( compressione ) sia nella fase di allontanamento della ruota alla struttura ( estensione ), l’ammortizzatore è detto "a doppio effetto"; se invece la dissipazione di lavoro avviene soltanto in una delle due fasi, l'ammortizzatore è detto "a semplice effetto". Poiché oggi in campo automobilistico vengono usati esclusivamente ammortizzatori oleodinamici a doppio effetto, parleremo soltanto di questo tipo.

Sono costituiti essenzialmente da un cilindro contenente olio e da uno stantuffo munito di piccoli fori per il passaggio dell'olio: i due elementi, che scorrono uno dentro l'altro, sono collegati rispettivamente alla struttura e alla ruota in modo che nel moto relativo l'olio sia costretto a passare attraverso i fori dissipando lavoro.

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Bisogna notare lo stelo dello stantuffo, penetrando nel cilindro, occupa un volume sempre maggiore che deve essere reso disponibile evacuando una uguale quantità di olio. Inversamente, quando lo stelo dello stantuffo esce dal cilindro deve essere richiamato nel cilindro stesso un volume di olio corrispondente alla variazione che si è verificata. In base alla collocazione della camera di compensazione del volume dello stelo si riconoscono due tipi fondamentali di ammortizzatore, quelli " a doppio tubo " e quelli " monotubo ". Nel tipo a doppio tubo la camera di compensazione è costituita dal volume disponibile tra i due tubi e tale camera conterrà una diversa quantità di olio a seconda della posizione dello stantuffo all'interno del primo tubo. Nel tipo monotubo la camera di compensazione è posta a una estremità del tubo è può essere realizzata mediante i gas ad alta pressione separato dal liquido del ammortizzatore ( tipo De Carbon ); oppure mediante aria non separata dal liquido del ammortizzatore ( tipo Allinquant ). Nel primo caso le variazioni di volume dovute allo stelo dello stantuffo vengono ottenute mediante spostamenti del setto mobile che cambiano la pressione del gas inerte. Nel secondo caso invece il liquido del ammortizzatore entra od esce dalla camera di compensazione causando anche variazioni di pressione dell'aria che è racchiusa all'interno.

L' ammortizzatore a doppio tubo è costituito da un corpo cilindrico entro cui scorre lo stantuffo munito di fori o valvole che permettono il passaggio dell'olio da una camera all'altra. All'esterno vi è un secondo corpo cilindrico che è separato dal primo da una valvola attraverso cui l'olio può entrare o uscire, con resistenze diverse. La " camera di compensazione " è formata dal volume compreso fra i due corpi cilindrici: gli spazi delimitati dallo stantuffo, nel primo cilindro, e dalla valvola, nel secondo cilindro, costituiscono due " camere ". Durante la corsa di compressione una parte dell'olio si trasferisce da una camera all'altra attraverso le valvole presenti sullo stantuffo: nella camera contenente lo stelo è però disponibile un volume inferiore per la presenza dello stesso stelo e quindi una parte dell'olio è costretta a passare nella camera di compensazione attraverso la valvola di fondo. Durante la corsa di estensione si verificano trasferimenti d'olio in senso opposto al precedente e, in particolare, una certa quantità di olio esce dalla camera di compensazione per entrare nelle altre. E' da notare che le luci di comunicazione delle diverse camere possiedono delle valvole regolabili, per mezzo di molle di contrasto, che permettono di controllare il lavoro dissipato in compressione e in distensione.

 Questo tipo di ammortizzatore è costituito da un solo corpo cilindrico contenente lo stantuffo con le luci o valvole di passaggio dell’olio da una camera all altra. Alla estremità del corpo cilindrico vi è una camera contenente gas inerte ad alta pressione ( in genere azoto a 20 atm. circa ) e separata dall’olio da un setto mobile, che ha il compito di compensare il volume occupato dallo stelo. Durante la corsa di compressione l’olio viene trasferito, attraverso le luci presenti sullo stantuffo, nella camera contenente lo stelo e, per la minore variazione di volume di quest’ultima, aumenta la pressione

dell’olio con conseguente spostamento del setto mobile e compressione del gas inerte. Durante la corsa di estensione si verifica un trasferimento d’olio in senso opposto e il setto mobile subisce un spostamento in modo da diminuire la pressione dell’olio e del gas inerte. Analogamente all’altro tipo di ammortizzatore, le caratteristiche di assorbimento in compressione e in estensione possono essere variate cambiando le luci o le valvole presenti sullo stantuffo.

 L’ammortizzatore monotubo Allinquant è costituito, come il precedente, da un solo corpo cilindrico contenente lo stantuffo con le luci di passaggio dell’olio da una camera all’altra. All’estremità del corpo cilindrico vi è la camera di compensazione, contenente anche aria, delimitata da un setto fisso che possiede le luci per il passaggio dell’olio. Durante la corsa di compressione l’ olio viene trasferito sia nella camera contenente lo stelo, sia nella camera di compensazione con un aumento di pressione dell’aria contenuta all’interno. Durante la corsa di estensione si verifica invece un trasferimento di olio verso la camera non contenente lo stelo con diminuzione di pressione nella camera di compensazione. Anche per questo tipo di ammortizzatore le caratteristiche di assorbimento di lavoro in compressione e in estensione possono essere variate cambiando le luci o valvole presenti sullo stantuffo e sul setto che delimita la camera di compensazione.

 IL confronto fra i diversi tipi di ammortizzatore che abbiamo illustrato può essere fatto sia dal punto di vista degli ingombri, sia da quello delle prestazioni. Dal punto di vista degli ingombri è vantaggioso il tipo bitubo in quanto, a parità di escursione, è caratterizzato da una minore altezza per la posizione della camera di compensazione intorno al cilindro principale. Dal punto di vista delle prestazioni, le differenze sono meno evidenti in quanto il buon funzionamento dipende essenzialmente dalla realizzazione a taratura delle luci o delle valvole di passaggio dell’olio da una camera all’altra. Perciò, qualora vengano realizzate le regolazioni più adatte, un tipo di ammortizzatore equivale

all’altro; il tipo monotubo De Carbon possiede, però, una caratteristica migliore per quanto riguarda la cavitazione. Ricordiamo che il fenomeno della cavitazione, consiste nella formazione di vapore all’interno di una massa liquida, avviene quando si raggiungono valori di pressione particolarmente bassi corrispondenti alla tensione di vapore di quel liquido alla temperatura di funzionamento. La formazione di questo vapore altera le prestazioni del ammortizzatore quando attraverso le luci di comunicazione delle diverse camere passa vapore anziché olio come nel funzionamento normale. Poiché nel ammortizzatore De Carbon la camera di compensazione è costituita da gas ad alta pressione, le pressioni minime che possono essere raggiunte nelle camere contenenti olio sono sempre elevate e quindi non vi è il pericolo che si verifichi il fenomeno della cavitazione. Le prestazioni di un ammortizzatore consistono essenzialmente nello smorzamento ( forza resistente ) offerto in funzione della velocità dello stantuffo all’interno del corpo cilindrico. Lo smorzamento è funzione della regolazione che viene adottata per le luci e le valvole di passaggio dell’olio da una camera all’altra e può essere variato a seconda delle esigenze del tipo di veicolo. In linea generale possiamo dire che lo smorzamento è sempre maggiore in estensione rispetto alla compressione, per ragioni di comfort di marcia, e cresce in modo meno che lineare all’aumentare della velocità relativa ruota- struttura. Ciò per evitare che alle alte velocità la sospensione venga troppo irrigidita con eccessiva diminuzione di comfort per gli occupanti del veicolo. Ammortizzatori caratterizzati da minori valori di smorzamento offrono sempre maggiore comfort rispetto s quelli caratterizzati da maggiori valori di smorzamento.

D’altra parte per garantire la condizione che le ruote rimangano a contatto con il terreno, il sistema elastico formato dalla massa non sospesa ( ruota più la parte di sospensione che si muove con essa ), dalla molla e dalla ammortizzatore deve essere sempre caratterizzato da un moto smorzato aperiodico.

Poiché i valori di smorzamento in compressione e in estensione sono diversi e poiché è necessario garantire sempre un certo comfort, la soluzione più conveniente è una soluzione di compromesso che viene determinata per mezzo di prove su strada. Tale compromesso privilegia il comfort per quei veicoli a cui si richiede in maggior misura questa qualità ( piccoli smorzamenti ), privilegia invece la tenuta di strada per quei veicoli a cui si richiede in maggior misura questa seconda caratteristica ( grandi smorzamenti ). Anche la scelta del tipo di olio che deve essere contenuto negli ammortizzatori è essenziale e deve rispondere a due requisiti fondamentali: basso punto di congelamento e assenza di acidità e di alcalinità. La prima proprietà è necessaria per impedire il congelamento nelle normali condizioni ambientali che provocherebbe la rottura del ammortizzatore. La seconda proprietà serve invece ad impedire che l’olio possa attaccare chimicamente il metallo costituente la struttura del ammortizzatore con conseguente circolazione di frammenti metallici che altererebbero il funzionamento delle valvole.

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