Il carico sul timone è il numero che impedisce il serpeggio

Il rimorchio è un'altalena e l'asse è il fulcro

Un rimorchio monoasse poggia su due sostegni: le proprie ruote e la sfera del gancio. Prendi i momenti rispetto all'asse e tutto si riduce a una riga. Se il baricentro carico sta a distanza x davanti all'asse, e la sfera a distanza Lc davanti all'asse, allora la sfera porta massa × x ÷ Lc e l'asse porta il resto. Sposta il baricentro dietro l'asse e x diventa negativa: ora la sfera viene sollevata invece che premuta.

La conseguenza è un bersaglio molto più piccolo di quanto si immagini. Prendi un rimorchio carico da 1 200 kg con 3,50 m fra sfera e asse. Un carico sul timone del 4 % mette il baricentro 140 mm davanti all'asse; il 5 % a 175 mm; il 7 % a 245 mm; il 10 % a 350 mm. L'intero intervallo utile di carichi sul timone corrisponde a una fascia di posizioni del baricentro larga poche decine di centimetri. Per questo il carico sul timone non si regola una volta sola: basta uno scatolone rimesso altrove per disfarlo.

Perché troppo poco carico sul timone rende il rimorchio un pendolo

Pensa al rimorchio come a un corpo libero di ruotare attorno al gancio. Spingine il muso di lato: le sue gomme, ora in deriva, generano una forza laterale all'asse. Dove quella forza agisce rispetto al baricentro decide tutto. Con il baricentro davanti all'asse, la forza laterale è dietro la massa e riporta il rimorchio in linea, esattamente come l'impennaggio di una freccia. Con il baricentro dietro l'asse, la stessa forza è davanti alla massa e spinge oltre l'imbardata, esattamente come una freccia scagliata al contrario.

Il segno della risposta è dunque deciso dal segno del carico sul timone, ed è tutta la ragione per cui un carico positivo non è facoltativo. Ma il segno è solo metà della storia: anche con il baricentro ben avanti, il momento di richiamo deve vincere il disturbo più in fretta di quanto esso cresca. La forza laterale di richiamo cresce con il quadrato della velocità, mentre lo smorzamento disponibile per dissipare l'energia cresce solo in proporzione alla velocità. Il rapporto smorzamento/rigidezza cala al salire della velocità, ogni oscillazione impiega più cicli a spegnersi, e a una certa velocità critica smette del tutto di spegnersi.

Ecco perché il serpeggio è un fenomeno autostradale ed ecco perché il consiglio standard quando un rimorchio inizia a ballare è rallentare senza frenare forte: si tratta di tornare sotto la velocità alla quale l'oscillazione si autolimitava ancora. Ed ecco perché contano tutti il carico sul timone, le pressioni delle gomme del rimorchio e la lunghezza del timone: fissano rigidezza, smorzamento e braccio di leva della stessa oscillazione.

Le fasce raccomandate non sono uguali ovunque

Il Nord America ragiona in percentuale del peso lordo del rimorchio. Il valore usato per certificare le capacità di traino secondo la norma SAE J2807, quella dietro i dati pubblicati dai costruttori, è il 10 % del peso del rimorchio per un gancio a sfera convenzionale e il 15 % per una ralla o un gooseneck; nell'uso la raccomandazione corrente è 10-15 % con gancio convenzionale e 15-25 % con ralla, che si attacca sopra o davanti all'asse posteriore e tollera quindi molto più carico verticale.

L'Europa non ragiona affatto in percentuali. Ciò che vincola è una massa in chilogrammi: il carico verticale statico massimo al punto di aggancio, il valore S, inciso sul gancio ai sensi del Regolamento ONU n. 55 e indicato per il veicolo trainante sulla targhetta e sul manuale. Vale il più basso di quei numeri, e su molte autovetture è 50, 75 o 100 kg per quanto pesante sia il rimorchio. L'omologazione europea pone un pavimento al valore di progetto — il regolamento (UE) n. 1230/2012 impone al punto di aggancio almeno il 4 % della massa rimorchiabile e almeno 25 kg — e la normativa tedesca impone che il carico effettivamente applicato non sia inferiore al 4 % della massa reale del rimorchio, senza dover superare 25 kg fino a 3,5 tonnellate.

Poiché i due sistemi sono ancorati in modo diverso, la raccomandazione pratica europea che diffondono le federazioni del caravanning — puntare a qualcosa nell'ordine del 5-7 % del rimorchio carico, con il tetto del valore di targhetta — sta sotto il 10-15 % nordamericano, e la ragione non è che i rimorchi europei siano più stabili. È che i veicoli trainanti europei sono spesso automobili normali il cui gancio e il cui asse posteriore sono omologati per carichi verticali molto minori: la percentuale è compressa dall'alto da un limite in chilogrammi. Verifica entrambi i numeri prima di caricare: la percentuale a cui punti e il tetto in chilogrammi che non devi superare.

Che cosa ridistribuisce davvero un gancio equalizzatore

Agganciare un rimorchio fa all'auto esattamente ciò che fa qualsiasi carico dietro l'asse posteriore: alleggerisce l'anteriore. Prendi un veicolo trainante da 2 200 kg, passo 3,00 m, sfera a 1,20 m dietro l'asse posteriore. Un carico sul timone di 150 kg toglie 150 × 1,20 ÷ 3,00 = 60 kg all'asse anteriore e ne mette 210 su quello posteriore. Le gomme anteriori hanno perso carico, e con esso sensibilità di sterzo, quota di frenata e assetto dei fari.

Un gancio equalizzatore lo corregge con barre a molla che allontanano timone e testa del gancio, applicando una coppia e non una forza. Fai i momenti e la risposta è precisa. Per riportare l'asse anteriore esattamente al carico che aveva senza rimorchio sul complesso di esempio — veicolo 2 200 kg, passo 3,00 m, sfera a 1,20 m, rimorchio 3,50 m da sfera ad asse, carico sul timone 150 kg — le barre devono applicare una coppia di 134 kg·m. Il risultato: il carico verticale sulla sfera scende da 150 a 112 kg, l'asse del rimorchio riprende i 38 kg mancanti, e l'asse posteriore dell'auto porta 112 kg in più invece di 210.

Il gancio dunque non fa sparire massa. Rimanda una parte del carico sul timone alle ruote del rimorchio stesso e un'altra parte all'asse anteriore del trainante, e il totale a terra non cambia. Due conseguenze. Primo, l'asse del rimorchio deve assorbire ciò che gli torna, entro la propria omologazione. Secondo, un gancio equalizzatore non autorizza a superare il valore S del gancio né la massa ammissibile al punto di aggancio del veicolo: quei limiti riguardano la struttura del gancio, non come il carico viene ripartito dopo.

Misurarlo con una bilancia pesapersone e un'asse

Il metodo diretto è appoggiare il gancio su una bilancia con il rimorchio in bolla e il carico in posizione di viaggio. La maggior parte delle bilance pesapersone arriva a 130 o 180 kg, sufficienti per un rimorchietto ma non per una caravan. Oltre, usa una leva: appoggia il gancio a un'estremità di una trave rigida, metti la bilancia sotto la trave a una frazione nota della sua lunghezza e sostieni l'altra estremità su un blocco della stessa altezza. Se la bilancia sta a un terzo del percorso fra fulcro e gancio, legge un terzo del carico reale: leggi e moltiplica.

Due condizioni fanno o disfanno la misura. Il gancio deve stare alla sua altezza di traino, perché un rimorchio a muso basso carica la sfera più di uno in bolla e uno a muso alto la carica meno; e il carico deve essere esattamente quello di viaggio, perché tutto il senso dell'esercizio è che uno scatolone spostato cambia la risposta. Fallo una volta con il rimorchio come lo carichi davvero, annota il risultato, e poi tratta ogni cambio di carico come un motivo per ricontrollare.

L'ordine di carico che ti porta lì

Comincia dal pezzo più pesante e mettilo in basso, esattamente sopra l'asse del rimorchio o poco più avanti. È quello con il maggior braccio di leva, quindi è quello che vuoi sul braccio più corto. Costruisci il resto del carico da lì verso l'esterno, tenendo il pesante vicino all'asse e il voluminoso leggero alle estremità. Poi lega tutto: un carico che può scorrere avanti in frenata e indietro in accelerazione è un carico sul timone che cambia mentre guidi.

Una volta caricato, controlla tre numeri in un solo giro. Il carico sul timone, rispetto alla percentuale a cui punti e al limite inciso sul gancio. Il carico dell'asse posteriore del trainante, cresciuto del carico sul timone più il termine di leva descritto nell'articolo sulla ripartizione dei pesi. E le pressioni delle gomme del rimorchio, specificate per il carico d'asse di targhetta e quasi sempre più alte di quanto un automobilista si aspetti. Tutti e tre stanno su targhette o manuali, e nessuno richiede più tempo del giro attorno al veicolo che dovresti fare comunque.

Domande frequenti

Il carico sul timone può essere troppo alto?

Sì, e fallisce in modo diverso. Un carico eccessivo sovraccarica il gancio e l'asse posteriore del trainante, e per leva alleggerisce l'anteriore: lo sterzo diventa leggero, i freni anteriori perdono la loro quota e i fari puntano agli alberi. Su un'auto europea il tetto arriva presto, perché il carico verticale statico di targhetta è spesso 50-100 kg. Troppo poco rende instabile il rimorchio; troppo rende instabile l'auto. Entrambi i limiti sono reali.

Un antiserpeggio permette di accontentarsi di poco carico sul timone?

No. Un antiserpeggio ad attrito o a lamelle aggiunge smorzamento al moto di imbardata, così l'oscillazione si spegne prima. Non cambia il segno della risposta, e quel segno lo fissa la posizione del baricentro. Con il baricentro dietro l'asse il moto è alimentato, non solo poco smorzato, e aggiungere attrito ritarda soltanto il momento in cui sfugge. Sistema prima il carico, poi aggiungi lo smorzamento come margine.

Perché lo stesso rimorchio richiede un carico diverso a seconda di come è caricato?

Non ne richiede una diversa: ne produce una diversa. La percentuale è un risultato di dove la massa è finita, non una regolazione che si imposta. Caricare il pesante davanti all'asse la alza e caricarlo dietro la abbassa, e la tabella qui sopra mostra lo stesso rimorchio passare dal 4,1 % al 12,2 % per la sola posizione di un collo. La percentuale obiettivo non cambia; cambia se il tuo modo di caricare la centra.

Dove trovo il carico massimo sul timone della mia auto?

In tre posti, e vale il più basso dei tre. La targhetta del costruttore o la carta di circolazione danno la massa tecnicamente ammissibile al punto di aggancio del veicolo. Il gancio stesso porta una targhetta con il numero di omologazione e il valore S ai sensi del Regolamento ONU n. 55. E il rimorchio ha il proprio limite su ciò che può imporre. Non dare mai per scontato che il valore del gancio alzi quello dell'auto: il gancio può essere più robusto del veicolo a cui è imbullonato.

Un rimorchio a due assi è immune?

Immune no, ma più educato. Due assi distanziati resistono all'imbardata di per sé, il che aggiunge un momento di richiamo che un asse solo non ha, e alzano la velocità alla quale il serpeggio si autosostiene. L'aritmetica del carico sul timone è la stessa, con la leva misurata fino al punto medio fra gli assi invece che a un asse singolo. Un rimorchio a due assi caricato all'indietro resta un rimorchio caricato all'indietro.