Benvenuti a un nuovo articolo dedicato al mondo del sim racing e alla comprensione approfondita dei settaggi del volante, in particolare la rotazione massima, o "Steering Lock". Realizzato con il contributo del Pilota Esports e Coach UniSimRacing Alessandro Ottaviani, questo articolo si concentra sull'ottimizzazione dell'esperienza di guida, specialmente per chi si avvicina a simulatori come Le Mans Ultimate (LMU) provenendo da altre piattaforme. La corretta impostazione di questi valori è cruciale non solo per le prestazioni ma anche per il comfort e la costanza di guida.
L'Importanza dello Steering Lock nel Sim Racing
Il feeling alla guida del veicolo conta tantissimo. Se non ci si sente a proprio agio con la vettura, è inevitabile che si farà fatica. A differenza di molti altri simulatori, l'impostazione dell'angolo volante su LMU (e in generale nei simulatori basati su rFactor 2) è differente e richiede una comprensione specifica. Concentrarsi su un'opzione generale e su alcuni settaggi può aiutare a migliorare le prestazioni e ad essere più costanti. Avere l'angolo corretto per quella specifica macchina e capire come regolarlo può fare la differenza, prima di tutto in termini di costanza, e poi di usura gomme, se si hanno impostazioni eccessive. In generale, settare a regola d'arte questi parametri può offrire un'esperienza di guida molto più autentica.
I Parametri Chiave nel Menù di Calibrazione
Per accedere alle impostazioni relative alla rotazione del volante, è necessario navigare su "comandi" e poi su "Calibra" all'interno del simulatore. Qui si trovano tre valori principali su cui concentrarsi:
- Raggio di Rotazione Volante: Questo valore determina il raggio di rotazione effettivo del volante.
- Raggio di Rotazione Volante da Veicolo: A volte le traduzioni non sono perfette, specialmente per questo secondo valore, che potrebbe sembrare poco chiaro. Questo valore adatta in maniera automatica i gradi del proprio volante in base alla vettura che si utilizza e dovrebbe funzionare con tutti i volanti senza problemi.
- Rotazione Massima Volante: Questo valore definisce il fine corsa fisico e non digitale dell'input del volante. La differenza tra il primo e il terzo valore è che il primo segue l'input della macchina. Se si decide che l'angolo di sterzo deve essere 540°, lo 0 sarà 0. Poi, quando si deve andare al proprio asse, si fermerà sempre, rispettando questa misura.
Bloccaggio dello Sterzo (Steering Lock) nel Mondo Reale e Virtuale
Le simulazioni di corse automobilistiche hanno fatto passi da gigante negli ultimi decenni. La grafica è ormai così realistica che spesso è quasi impossibile distinguerla dalle riprese dal vivo, e anche la fisica delle auto è diventata estremamente accurata. Il bloccasterzo determina di quanto è possibile ruotare il volante e quindi le ruote dell'auto. Se, ad esempio, il bloccasterzo è di 900°, è possibile ruotare il volante di 450° su entrambi i lati prima di raggiungere il limite meccanico e l'angolo massimo di rotazione delle ruote.
Ma non esiste un unico bloccaggio dello sterzo valido per tutte le auto. Poiché ogni auto è costruita per ottenere le migliori prestazioni nella sua disciplina specifica, il bloccaggio dello sterzo può variare notevolmente, anche all'interno della stessa serie o classe di gara. Quando sono necessarie reazioni rapide, come ad esempio alle velocità molto elevate, solitamente si preferiscono angoli di rotazione inferiori. Per questo motivo, le auto di Formula 1 tendono ad avere un angolo di sterzata di circa 360°.
Il blocco dello sterzo è solitamente impostato dal gioco e dall'auto che si utilizza. Tuttavia, si potrebbe spesso notare che i comandi di sterzata nella vita reale non corrispondono esattamente ai movimenti del volante virtuale sullo schermo.
Adattamento dello Steering Lock per Volanti Direct Drive
Se si dispone di una base con trasmissione diretta, è possibile modificarla nel menu Tuning. A differenza delle vecchie basi con trasmissione a cinghia o a ingranaggi, le basi con trasmissione diretta non hanno un finecorsa fisico rigido che limita la rotazione del volante. Al contrario, il blocco dello sterzo può essere simulato da un "blocco morbido" generato dal motore stesso.
Per la maggior parte dei giochi, l'impostazione "Auto" nel menu Tuning fornisce in genere il blocco dello sterzo corretto e garantisce il rapporto corretto tra il volante virtuale e quello reale. Se l'allineamento non è ancora corretto, è possibile regolare manualmente l'impostazione da 90° a 2520°. Questa operazione può essere eseguita direttamente sul volante o nel pannello di controllo Fanatec con l'impostazione "Sensibilità" o "SEN". L'impostazione della sensibilità è disponibile su tutte le basi per volante Fanatec e funziona su PC e console. Per chi si sta avvicinando al mondo delle corse simulate, un prodotto come il CSL DD QR2 Ready2Race Bundle per PC può essere una scelta eccellente.
Il Rapporto di Sterzo: Rapidità e Precisione di Comando
Sottovalutato ma importantissimo, il rapporto di sterzo - ovvero il rapporto tra i gradi di sterzata del volante e quello delle ruote - è il principale indicatore di rapidità del comando. La stragrande maggioranza delle auto in circolazione si colloca tra il 12:1 ed i 20:1. Prendendo ad esempio la BMW Serie 3 G20, un rapporto di 14.1:1 significa che per ogni 14.1 gradi sul volante si ottiene 1 grado di sterzo sulle ruote anteriori.
Logicamente un rapporto di sterzo molto rapido non è l'unico fattore a contribuire alla dinamica di guida. Il dato ovviamente va interpretato anche considerando vari altri fattori come l'assetto, l'architettura delle sospensioni, il telaio e la zona morta del volante che contribuisce enormemente al feeling restituito al guidatore. La proverbiale dinamica di guida dell’Alfa Romeo Giulia è tale sicuramente per la meccanica di primissimo livello ed un rapporto di sterzo rapidissimo (11.8:1) ma anche per una zona morta praticamente inesistente che fa sembrare che l’auto si muova con il pensiero.
Rapporti di Sterzo Variabili e Fissi
Il panorama moderno è più complesso di quanto sembri. Nel 2020, alcune auto presentavano rapporti di sterzo fissi, mentre altre adottavano soluzioni variabili. Una BMW Serie 3, ad esempio, ha un rapporto di 14.1 costante, e lo stesso dicasi per l'Alfa Romeo Giulia o la Jaguar XE. In uno sterzo variabile, come ad esempio sull'Audi RS6, si hanno valori più "rapidi" agli estremi dello sterzo mentre più "lenti" al centro. Questo significa che al centro si ha un rapporto di sterzo più "lento" con ingranaggi più ravvicinati che tendono ad allontanarsi verso gli estremi, restituendo un rapporto di sterzo più rapido, utile in manovra e nelle curve strette.
L'Angolo di Caster: Stabilità e Reattività dello Sterzo
Nonostante la dinamica dei veicoli moderni sia oggi fortemente influenzata dai sistemi di controllo elettronico, esistono ancora parametri puramente meccanici che determinano in modo molto impattante il comportamento di guida. Uno di questi è l'angolo di caster.
Per un veicolo con geometria della sospensione tipo MacPherson, da una visuale laterale, è possibile tracciare una linea fino a terra lungo la dimensione maggiore del gruppo molla-ammortizzatore. L’angolo che questa linea forma con la verticale è l’angolo di caster. Invece, in una sospensione a quadrilatero, ovvero doppio braccio oscillante, da una visuale laterale è possibile tracciare una linea passante per gli attacchi dei triangoli superiore ed inferiore al mozzo della ruota.
Il primo scopo dell’angolo di caster è quello di dare stabilità alle ruote sterzanti, che altrimenti risulterebbero ingovernabili. Essendo il centro dell’area di contatto a una certa distanza dal prolungamento dell’asse di sterzo (steering axis), si genera un momento (una coppia) di riallineamento ogni volta che si cerca di deviare la ruota dalla marcia rettilinea. Questo momento auto-allineante lo si avverte ogni volta che si sterza il volante, notando una certa opposizione dello stesso, che tende a tornare al "centro", cioè all’angolo zero.
Se l’angolo è piccolo, il riallineamento sarà lento e blando, viceversa con angoli più elevati si ha un ritorno più marcato dello sterzo e una maggiore durezza dello stesso. Nelle comuni auto da strada il valore dell'angolo di caster è solitamente compreso tra i +3 e i +5 gradi ed è solitamente più accentuato sulle auto a trazione posteriore. Infatti, su quelle a trazione anteriore e a trazione integrale esso tende ad essere più contenuto, perché esiste già un effetto auto-allineante causato dalla motricità, che produce uno spostamento in avanti del centro dell’area di contatto dello pneumatico, il quale genera un momento che tende a riportare le ruote parallele al senso di marcia. Queste auto hanno un basso angolo di caster positivo in quanto lo sterzo deve essere leggero e maneggevole e per ridurre le vibrazioni.
Variazioni dell'Angolo di Caster nelle Auto da Corsa
Perché un angolo di caster può andar bene per un’auto ma può non essere l’ideale per un’altra? Su Assetto Corsa Competizione, ad esempio, si possono trovare auto come la Porsche 911 GT3-R che richiedono un basso angolo di caster, pari a +6,7 gradi, e altre auto che richiedono un angolo più elevato, come ad esempio la Ferrari 488 GT3 Evo e la Mercedes AMG GT3 Evo, maggiore di +12 gradi. Poi ci sono auto come la BMW con angolo di caster di circa +9,4 gradi.
Per spiegare ciò, introduciamo un altro parametro: il braccio a terra longitudinale (o mechanical trail). L’angolo di caster determina a sua volta un altro parametro importante, ovvero il braccio a terra longitudinale. Questa misura è influenzata, oltre che dall’angolo di caster, anche dalla geometria della sospensione e con essa dalla posizione dell’asse di sterzo (steering axis). È importante ricordare che altri fattori che influiscono sul braccio a terra longitudinale sono la misura dello pneumatico e del cerchio, la pressione di gonfiaggio e l'usura del battistrada.
In curva, il caster assume ancora più importanza, perché si verifica la variazione dell’entità dell’angolo di campanatura (o camber) delle ruote sterzanti. Più precisamente la ruota esterna tenderà verso un camber più negativo (il segno meno è quando la parte alta della ruota si inclina verso il centro della vettura), mentre la ruota interna verso un camber positivo.
Benefici di un Angolo di Caster Positivo Elevato:
- Aumento della sensazione di sterzata dell’auto: Con più feedback attraverso il volante, il pilota percepisce meglio il comportamento della vettura.
- Velocità di ricentraggio del volante: Aumenta con l’incremento del caster positivo. Pertanto, se si ha la sensazione di dover riallineare manualmente il volante in uscita da una curva e che ci si sta sforzando troppo per riportare l’auto in linea retta, l’aumento dell’incidenza sarà di aiuto.
- Stabilità ad alta velocità dell’auto in rettilineo: Trarrà benefici. Se si ha la sensazione che lo sterzo stia iniziando a traballare ad alta velocità, l’aumento dell’incidenza positiva darà alle ruote una coppia di autoallineamento più elevata e renderà l’auto più stabile ad alta velocità.
- Immediatezza e precisione di inserimento: Un angolo di caster positivo permette immediatezza e precisione di inserimento non appena si sterza. Ciò si deve al fatto che si ha una maggiore differenza di altezza tra le ruote anteriori, ovvero sollevamento della ruota interna e abbassamento di quella esterna; quindi, a causa del trasferimento di carico che ne consegue, il lato esterno del veicolo risulta più caricato di quello interno (la ruota posteriore interna tende a sollevarsi).
Angoli di King Pin, Ackermann, Campanatura, Convergenza e Incidenza! - Tutto sulle Sospensioni Ep. 4
L'Angolo di Ackermann: Ottimizzazione della Sterzata in Curva
Quando un’automobile percorre una curva, è facile intuire che le ruote interne debbano essere circoscritte in una circonferenza con un raggio più piccolo rispetto alle ruote esterne. È quindi necessario che il sistema di sterzatura preveda un diverso angolo di sterzo tra la ruota interna e quella esterna. Il sistema viene oggi comunemente chiamato “angolo di Ackermann”, nome che curiosamente non è quello del suo inventore, ma soltanto dell’agente che depositò il brevetto nel 1818.
Recentemente si è tornati a discutere di angolo di Ackermann tra i tanti appassionati di Formula 1, in seguito alle polemiche nate a causa dell’introduzione del sistema DAS (Dual Axis Steering System), da parte del team Mercedes durante i test pre-stagionali del 2020. Tale innovazione consentirebbe di variare la geometria di sterzo delle ruote anteriori in movimento, sfruttando lo spostamento assiale del volante, operato dal pilota.
L’unico cinematismo di sterzo in grado di rispettare perfettamente questa condizione per ogni angolo di sterzata è il cinematismo di Bourlet, che però risulta di complessa realizzazione e richiederebbe una manutenzione costante. Si utilizzano quindi le soluzioni di Jeantaud o di Panhard, che approssimano in modo molto buono la sterzata teorica di Ackermann e non necessitano di particolari accorgimenti per la manutenzione, essendo realizzati con soli due snodi sferici. Più la distanza “L” è piccola, e maggiore sarà l’effetto Ackermann delle due ruote.
Solitamente si raffigura l’andamento dell’errore teorico, in funzione dell’angolo di sterzo, rispetto alla sterzata cinematicamente corretta, attraverso un grafico che mostra l’errore teorico al variare dell’angolo di sterzo, per differenti valori di “L”.
Se si mantenesse lo stesso angolo di deriva (αd = αs) e osservando le Equazioni 1 e 2 (non fornite ma riferite ai principi di Ackermann), la ruota interna risulterebbe più impegnata in aderenza di quella esterna, raggiungendo prima il valore limite del coefficiente di aderenza. Nelle auto da corsa e in Formula 1, in cui si cerca di massimizzare la prestazione e il sottosterzo è poco tollerato, la corretta selezione dell’angolo di Ackermann è molto variabile in funzione dell’assetto e della tipologia di tracciato che si affronta. Quando la ruota interna contribuisce molto all’aderenza complessiva, si tende in genere ad esasperare l’effetto, anche sensibilmente oltre i valori cinematici (Pro-Ackermann). Questo può essere utile per ottimizzare la trazione e ridurre il sottosterzo in determinate condizioni di curva, permettendo alla vettura di "girare" più efficacemente.