📄 Scarica questa guida in PDF
Quel "gioco di un dito" che si avverte sul volante di un trattore stradale non proviene quasi mai dalla scatola dello sterzo, bensì dai bracci snodati posti tra l'uscita della scatola e la ruota. Nei veicoli commerciali pesanti l'asta di comando dello sterzo (drag link) e il tirante (tie rod) sono gli elementi di collegamento che trasferiscono fisicamente all'assale anteriore e alle ruote il movimento generato dal conducente sul volante. Su fondo sconnesso, l'urto di decine di tonnellate di carico e le forze che cambiano direzione in manovra vengono assorbiti da questi due bracci e dagli snodi sferici alle loro estremità . Quando si usurano, il veicolo non si ferma di colpo: prima si manifestano gioco allo sterzo e rumori metallici, poi vagabondaggio su strada e usura irregolare degli pneumatici. Questa guida affronta il funzionamento del sistema asta-tirante, la corretta diagnosi del gioco, la pratica di sostituzione e la disciplina della convergenza, nel contesto dei marchi OE (sistemi di sterzo di tipo ZF/TRW) e alla luce delle specifiche di assistenza del costruttore del veicolo.
L'asta di comando dello sterzo e il tirante sono aste di collegamento in acciaio, dotate di snodi sferici alle estremità , che trasmettono alle ruote il movimento proveniente dalla scatola dello sterzo e mantengono le due ruote anteriori parallele tra loro.
La catena di sterzo di un veicolo commerciale pesante funziona così: il conducente ruota il volante, il piantone trasferisce il movimento alla scatola dello sterzo idroguidata e il braccio della scatola (pitman arm) all'uscita compie un'oscillazione. Questa oscillazione viene trasmessa dall'asta di comando dello sterzo, disposta longitudinalmente, al braccio del fuso a snodo (steering arm) della ruota anteriore lato scatola, e quella ruota sterza — si tratta della ruota sinistra nei veicoli con guida a sinistra e della destra nelle applicazioni con guida a destra. Il tirante, disposto trasversalmente, collega invece tra loro i bracci del fuso a snodo di sinistra e di destra; quando la ruota lato scatola sterza, trascina con sé la ruota opposta secondo la stessa geometria. In questo modo una sola uscita della scatola orienta in modo coordinato entrambe le ruote.
Occorre chiarire qui una confusione terminologica frequente in officina: il braccio a cui si collegano l'asta di comando e il tirante non è il braccio del mozzo. Il mozzo (hub) è il componente che ruota insieme alla ruota e supporta i cuscinetti; i bracci di sterzo non si fissano al mozzo, bensì al braccio del fuso a snodo, imbullonato o forgiato sul fuso a snodo (knuckle). In questa guida si utilizza il termine tecnicamente corretto "braccio del fuso a snodo (steering arm)".
Gli elementi principali che compongono il sistema sono i seguenti:
Sebbene entrambi siano aste snodate, le funzioni sono diverse. L'asta di comando dello sterzo trasmette il comando di direzione dalla scatola al braccio del fuso a snodo; quando si usura, si creano gioco morto al volante e risposta ritardata. Il tirante invece mantiene la relazione geometrica tra le due ruote; quando si usura, la convergenza va fuori registro, il veicolo vagabonda e gli pneumatici si consumano in modo irregolare. Questa distinzione orienta la diagnosi: se c'è solo gioco allo sterzo si esaminano per primi l'asta di comando e il lato scatola, se invece c'è usura degli pneumatici si parte dal lato tirante.
All'interno dello snodo sferico una sfera d'acciaio lavora dentro una sede in plastica o metallo con un film di grasso. Tre fattori determinano la durata: la continuità del film di grasso, la tenuta della cuffia e il carico d'urto. Nel momento in cui la cuffia si lacera entrano acqua, sale e polvere; il grasso viene dilavato, la sede si usura e il gioco cresce rapidamente. Per questo, nella pratica, lo snodo non "si affatica e si rompe": prima genera gioco — e se quel gioco non viene rilevato, inizia il martellamento nella sede del perno conico.
Nei trattori e negli autocarri con un solo assale anteriore la catena di sterzo è composta da una sola asta di comando e da un solo tirante. Nei veicoli a doppia sterzatura come i trattori 8x4, i telai da cantiere pesante e le autogru sono invece presenti un secondo assale sterzante, un braccio di rinvio (relay) che lo comanda e, collegati ad esso, una seconda asta di comando e un secondo tirante. Il secondo assale riceve il movimento del primo attraverso la propria catena di collegamento e lavora con la propria geometria.
La ricaduta diagnostica è chiara: un unico gioco percepito al volante può in realtà originarsi da uno snodo di uno qualsiasi dei due assali, e i giochi si sommano tra loro. Per questo motivo, nei veicoli a doppia sterzatura la ricerca del gioco deve essere eseguita separatamente per entrambi gli assali; oltre agli snodi del tirante e dell'asta di comando del primo assale, vanno controllati uno per uno anche la sede del braccio di rinvio e gli snodi del secondo assale. Controllare solo l'assale anteriore e sostituire i pezzi è la causa più comune di interventi inutili sui veicoli a doppia sterzatura. Anche la registrazione della convergenza va eseguita separatamente per entrambi gli assali e la concordanza tra gli assali va verificata secondo la sequenza indicata dal costruttore.
| Caratteristica | Asta di comando dello sterzo (Drag Link) | Tirante / Barra di accoppiamento (Tie Rod) |
|---|---|---|
| Disposizione | Longitudinale (uscita scatola → braccio del fuso a snodo lato scatola) | Trasversale (braccio fuso a snodo sinistro → braccio fuso a snodo destro) |
| Funzione principale | Trasmettere il comando di direzione | Mantenere parallele le due ruote, sostenere la convergenza |
| Primo sintomo di usura | Gioco allo sterzo, risposta ritardata, rumore metallico | Vagabondaggio su strada, usura irregolare degli pneumatici, vibrazioni |
| Regolazione della lunghezza | Regolabile in alcune versioni (varia in base al veicolo) | Generalmente regolabile — la convergenza si imposta da qui |
| Registrazione dopo la sostituzione | Controllo del centraggio del volante | Registrazione della convergenza (toe) obbligatoria |
| Carattere tipico del carico | Spinta-trazione continua, reazione della scatola | Carico di trazione + urti stradali |
Nei veicoli commerciali pesanti la misura dell'asta di comando non è determinata dalla sola "marca del veicolo", bensì dalla famiglia di scatola dello sterzo impiegata su quel veicolo. Le scatole idroguidate di tipo ZF servocom e di tipo TRW definiscono in modo diverso la posizione del braccio della scatola (pitman arm) sul telaio, l'arco di oscillazione e l'angolo di uscita; quando questa geometria cambia, variano anche la lunghezza totale dell'asta di comando, l'interasse tra i centri degli snodi, la misura del perno conico e l'angolo di lavoro dello snodo. Due bracci apparentemente identici non sono intercambiabili se appartengono a famiglie di scatola diverse. Costruttori come Mercedes, MAN, DAF, Volvo, Scania, Renault e Iveco definiscono inoltre numeri OE distinti anche all'interno della stessa famiglia di modello, in funzione del tipo di assale, del passo, dell'altezza del telaio e del numero di assali sterzanti. Per questo il pezzo corretto va scelto non partendo dal nome del modello, ma dal numero di telaio del veicolo o dal numero OE riportato sul pezzo smontato.
Il guasto degli organi di collegamento dello sterzo progredisce per gradi e i suoi sintomi si confondono facilmente con quelli di avarie a sospensioni, cuscinetto mozzo, perno fuso a snodo (king pin), ammortizzatore di sterzo o scatola dello sterzo. La tabella seguente è un riferimento rapido per la diagnosi sul campo; subito dopo sono dettagliati i controlli differenziali.
| Sintomo | Possibile causa | Controllo / verifica |
|---|---|---|
| Aumento del gioco morto al volante | Usura dello snodo dell'asta di comando, gioco nel collegamento alla scatola | Prova "dry-park" a due persone: mentre il volante viene mosso a destra e a sinistra, gli snodi vengono osservati a vista e a mano |
| Rumori metallici e battiti dalla zona dell'assale anteriore su fondo sconnesso | Gioco dello snodo, dado del perno conico allentato | Si applica un carico assiale al braccio con una leva e si cerca il gioco; controllo di dado e copiglia |
| Il veicolo vagabonda su strada dritta, necessità di correzioni continue | Usura dello snodo del tirante, convergenza fuori registro | Misurazione della convergenza; prova di gioco radiale/assiale sulle testine del tirante |
| Usura a dente di sega monodirezionale o del bordo interno/esterno sugli pneumatici anteriori | Convergenza fuori registro, lunghezza del tirante errata | Lettura del disegno di usura del pneumatico + misurazione della convergenza |
| Cuffia dello snodo lacerata, grasso fuoriuscito o essiccato | Danno alla cuffia, ingresso di acqua/polvere | Ispezione visiva; se la cuffia è lacerata la vita dello snodo è di fatto terminata |
| Lo sterzo tira a destra/sinistra in frenata | Snodo con gioco + squilibrio di frenata combinati | Si elimina prima il gioco meccanico, poi si valuta l'equilibrio dell'impianto frenante |
| Vibrazione allo sterzo a una determinata velocità (shimmy) | Snodo con gioco + combinazione di equilibratura/geometria | Prova del gioco, equilibratura pneumatici e geometria dell'assale vanno valutate insieme |
| Vibrazione dello sterzo persistente a una determinata velocità | Ammortizzatore di sterzo esausto/trafilante, unito al gioco degli snodi | Ispezione dell'ammortizzatore per perdite d'olio e perdita di smorzamento |
| Su veicolo a doppia sterzatura non si individua l'origine del gioco | Gioco sul secondo assale sterzante o sul lato del braccio di rinvio (relay) | Si ispezionano separatamente gli snodi di entrambi gli assali e la sede del braccio di rinvio |
Il metodo più affidabile è la prova dry-park, eseguita a motore acceso (con il servoassistenza idraulica attiva) e con le ruote a terra: mentre una persona muove il volante con piccole ampiezze a destra e a sinistra, una seconda persona osserva ogni snodo da distanza di sicurezza. In uno snodo integro il braccio e il perno si muovono come un pezzo unico; in presenza di gioco si manifestano ritardo, scatti o oscillazioni visibili nella sede del perno. La prova con leva a veicolo sollevato fornisce una conferma aggiuntiva: un movimento evidente percepito applicando un carico assiale al braccio costituisce un difetto. Durante la prova mani e piedi non devono mai trovarsi tra i bracci in movimento.
Il gioco proveniente dall'assale anteriore non è sempre imputabile al tirante. Se scuotendo la ruota in direzione ore 12–6 si rileva movimento, il sospetto ricade sul perno fuso a snodo o sul cuscinetto mozzo; se il movimento compare scuotendo in direzione ore 3–9, il sospetto si sposta sugli snodi del tirante/asta di comando. Se una persona scuote la ruota mentre l'altra osserva direttamente la zona dello snodo, del braccio del fuso a snodo e del perno fuso a snodo, si evita di sostituire inutilmente un componente ancora sano.
Nelle lamentele di gioco e shimmy il componente più spesso trascurato è l'ammortizzatore di sterzo. L'ammortizzatore non genera gioco; il suo compito è smorzare la trasformazione in oscillazione, lungo la catena di sterzo, delle sollecitazioni provenienti dalla strada. Quando lo smorzamento viene meno, un gioco piccolo negli snodi — che da solo non produrrebbe alcuna lamentela — si trasforma in una vibrazione persistente in una determinata fascia di velocità . Per questo un ammortizzatore che presenti perdite d'olio dal corpo, che non offra una resistenza netta se compresso a mano o che abbia le boccole di attacco schiacciate deve essere valutato insieme al gioco degli snodi. Sopprimere la vibrazione sostituendo solo l'ammortizzatore è invece ingannevole: il gioco degli snodi sottostante viene mascherato, non eliminato.
Il disegno di usura degli pneumatici anteriori parla spesso prima dello strumento di misura. Un'usura rapida e unilaterale sulla spalla interna o esterna e un disegno a dente di sega, ruvido in un solo senso quando lo si percorre con la mano, sono il segnale classico di una convergenza fuori registro. In questo caso limitarsi a invertire gli pneumatici non è la soluzione: occorre prima eliminare i giochi degli snodi e poi registrare nuovamente la convergenza.
La sequenza seguente è una buona pratica generale per i veicoli diesel pesanti. Per coppie di serraggio, sequenza di smontaggio e tipo di elemento di sicurezza specifici del veicolo/assale occorre attenersi obbligatoriamente al manuale di assistenza del costruttore.
Il metodo di separazione del perno conico è l'unico passaggio che determina la qualità di questo lavoro, e il tipo di estrattore va scelto di conseguenza. Gli estrattori a forcella (pickle fork) si inseriscono tra due superfici e si forzano con martello o martello pneumatico; sono rapidi ma tagliano quasi sempre la cuffia e distruggono lo snodo. Per questo vanno preferiti solo su snodi già destinati alla rottamazione, che non verranno riutilizzati. Gli estrattori a vite (a chiocciola, a bullone) applicano al perno una forza assiale e controllata; poiché preservano la cuffia e la sede conica, sono la scelta standard nei lavori in cui il pezzo smontato verrà riutilizzato o in cui il componente adiacente (braccio del fuso a snodo, braccio della scatola) resta in sede. Gli estrattori idraulici si impiegano invece nelle applicazioni su assali pesanti, con coni di grandi dimensioni e su perni grippati dove l'estrattore a vite non basta; poiché applicano la forza in modo graduale e ripetibile, eliminano completamente il rischio di urto.
Qualunque sia il tipo, due regole non cambiano: l'apertura delle ganasce e la portata dell'estrattore devono essere adeguate alla misura del cono dello snodo, e nel posizionare l'estrattore la forza deve gravare direttamente sull'asse del perno. Un estrattore di misura errata applica la forza in modo obliquo al braccio e può ovalizzare la sede conica — produce lentamente lo stesso danno del colpo di martello. Va ricordato che durante l'estrazione il perno può schizzare via al rilascio della tensione: il dado va lasciato avvitato di qualche filetto.
La maggior parte degli errori in questo gruppo di componenti non si verifica durante il montaggio, ma immediatamente prima e dopo: metodo di estrazione sbagliato, convergenza saltata ed elemento di sicurezza riutilizzato.
I valori riportati di seguito sono riferimenti tipici/generali per i veicoli commerciali pesanti; i dati reali variano in misura significativa in base al veicolo, al tipo di assale, alla misura del cono e alla classe di carico. Per i valori specifici del modello fanno fede i dati di assistenza del costruttore.
| Parametro | Intervallo tipico (riferimento generale) | Nota |
|---|---|---|
| Gioco ammissibile nello snodo | Il criterio di accettazione non è numerico ma comportamentale: snodo e perno devono muoversi come un pezzo unico; qualsiasi movimento libero percepibile a mano o con la leva è un difetto. Se esiste un limite numerico, va ricavato dai dati di assistenza del costruttore. | Il valore limite è stabilito dal costruttore; i criteri di revisione variano da Paese a Paese |
| Convergenza totale (toe-in) | Come riferimento generale ~0–4 mm (secondo veicolo e tipo di assale) | Il valore esatto va ricavato dai dati del costruttore; determina direttamente la durata degli pneumatici |
| Intervallo di temperatura d'esercizio della cuffia | Da circa -40 °C a +110/120 °C | Varia in base al tipo di materiale; attenzione nei montaggi vicini al calore di scarico/freni |
| Classe di grasso consigliata | Generalmente NLGI 2, tipo litio/complesso di litio con additivi EP | Il costruttore può prescrivere una specifica diversa |
| Intervallo di ingrassaggio (tipo con ingrassatore) | Come riferimento generale, alla manutenzione periodica oppure ogni ~10.000–20.000 km | Nell'impiego gravoso su cantiere/fuoristrada l'intervallo va ridotto |
| Primo controllo dopo il montaggio | Controllo di coppia ed elementi di sicurezza dopo i primi ~50–100 km | Per prevenire un possibile allentamento dopo l'assestamento |
I valori seguenti sono riferimenti generali che danno solo un'idea di ordine di grandezza; per la coppia reale utilizzate sempre il manuale di assistenza del veicolo.
| Collegamento | Intervallo tipico (riferimento generale) | Nota |
|---|---|---|
| Dado snodo con cono piccolo/medio (circa M16–M20) | ~120–250 Nm | Con dado a corona si serra in avanti per allineare la copiglia, non si allenta |
| Dado snodo con cono grande (circa M22–M24 e oltre) | ~250–400 Nm | Applicazioni su assali pesanti; il valore varia sensibilmente da costruttore a costruttore |
| Vite della fascetta di registro del tirante | ~40–80 Nm | La posizione della fascetta si imposta secondo le istruzioni del costruttore |
| Collegamento del braccio della scatola (pitman arm) | Fa fede il valore del costruttore | Per lo più specifico del modello e con coppie elevate |
Punti di controllo sul campo:
L'asta di comando dello sterzo e il tirante sono componenti che si sostituiscono non in base al calendario, ma in base alla condizione. A determinarne la durata non è il chilometraggio, bensì l'integrità della cuffia, la disciplina di ingrassaggio, le condizioni stradali e le abitudini di carico.
Con questa disciplina gli organi di collegamento dello sterzo offrono una durata prevedibile e il guasto si annuncia in anticipo attraverso sintomi di gioco monitorabili, anziché con una rottura improvvisa. La sostituzione programmata è sempre più conveniente, sia in termini di sicurezza sia di costo degli pneumatici.
La famiglia di prodotti VADEN asta di comando dello sterzo e tirante è realizzata con struttura del corpo forgiata, pensata per le condizioni di urto e carico continuo delle applicazioni su autocarri, trattori stradali, autobus e rimorchi, e offre un'ampia lista di riferimenti che copre diverse misure di cono e sensi di filettatura. Questa ampiezza facilita a flotte e officine, che nella stessa famiglia di modello incontrano scatole dello sterzo e tipi di assale differenti, l'individuazione della geometria corretta. Il metodo affidabile per la scelta del ricambio consiste nell'utilizzare insieme tre dati: numero OE, misura del cono e lunghezza totale tra i centri degli snodi. Quando questi tre elementi coincidono, il pezzo si adatta fin da subito alla geometria di sterzo del veicolo; quando non coincidono, anche il pezzo di qualità più elevata è il pezzo sbagliato.
Il tirante è l'intera asta che collega tra loro i due bracci del fuso a snodo; la testina è invece lo snodo sferico posto alle estremità di quest'asta. In alcune applicazioni lo snodo può essere sostituito separatamente, mentre nei veicoli commerciali pesanti si sostituisce per lo più il braccio completo con snodo integrato oppure la testina completa. Quale delle due configurazioni si applichi dipende dal veicolo e dal tipo di assale; la verifica del codice ricambio chiarisce questa distinzione.
Il primo sintomo è l'aumento del gioco morto al volante e l'arrivo ritardato del comando alla ruota. Su fondo sconnesso si avvertono rumori metallici dalla zona dell'assale anteriore e, in fase avanzata, il veicolo vagabonda su strada costringendo il conducente a correzioni continue. Man mano che il gioco cresce inizia il martellamento nella sede del perno conico; questa fase è critica dal punto di vista della sicurezza e richiede un intervento senza indugio.
No. Il mozzo (hub) è il componente che ruota insieme alla ruota e supporta i cuscinetti; un braccio di sterzo non può essere collegato a un elemento rotante. L'asta di comando dello sterzo e il tirante si fissano con perno conico al braccio del fuso a snodo (steering arm), collegato al fuso a snodo. Anche se in officina l'espressione "braccio del mozzo" è di uso comune, il termine corretto è braccio del fuso a snodo, ovvero steering arm in inglese.
Sì. Poiché la lunghezza del tirante determina direttamente la convergenza, dopo la sostituzione la registrazione è obbligatoria. Anche copiando esattamente la lunghezza del pezzo smontato si ottiene soltanto una registrazione di partenza; poiché il gioco dello snodo è stato eliminato, la geometria reale è cambiata. Su un veicolo lasciato senza registrazione gli pneumatici anteriori si consumano molto più rapidamente del previsto e in modo irregolare.
Su questi veicoli sono presenti un secondo assale sterzante, un braccio di rinvio (relay) e una seconda asta di comando con relativo tirante; entrambi lavorano con il proprio set di snodi. Il gioco percepito al volante è la somma dei due assali, perciò l'ispezione va eseguita separatamente per ciascun assale e va controllata anche la sede del braccio di rinvio. Controllare solo il primo assale e sostituire i pezzi porta al persistere della lamentela e a costi inutili. Anche la convergenza si imposta separatamente per entrambi gli assali.
Un gioco evidente negli organi di collegamento dello sterzo è comunemente considerato un difetto nelle revisioni tecniche periodiche e, a seconda della gravità , il veicolo può non superare la revisione. Il limite esatto varia da Paese a Paese e secondo la normativa; tuttavia, nella pratica, un gioco libero percepibile a mano va eliminato in ogni caso.
Se la lacerazione è stata rilevata precocemente, non sono entrati acqua o polvere e il grasso è ancora pulito, in alcune versioni la sostituzione della sola cuffia può essere una soluzione temporanea. Nella pratica, però, quando la lacerazione viene rilevata il grasso è per lo più già contaminato e la sede ha iniziato a usurarsi. Se nella prova del gioco si rileva il minimo movimento, non va sostituita la cuffia bensì lo snodo o il braccio completo.
Non esiste un valore chilometrico fisso; questi componenti si sostituiscono in base alla condizione. Nell'impiego a lungo raggio la durata è nettamente superiore, mentre in cantiere e su strade dissestate è molto più breve. A determinarla sono l'integrità della cuffia, la disciplina di ingrassaggio e le condizioni di carico; l'approccio corretto è controllare gioco e cuffia a ogni manutenzione periodica.
No. Il gioco allo sterzo può derivare, oltre che dagli snodi dell'asta di comando e del tirante, anche dal gioco interno della scatola dello sterzo, dai giunti del piantone, dalle boccole del perno fuso a snodo o dalla registrazione del cuscinetto mozzo. Un ammortizzatore di sterzo esausto, pur non generando gioco, trasforma in vibrazione il piccolo gioco esistente aggravando il quadro. Per questo, prima di sostituire qualsiasi componente, occorre verificare a vista con la prova dry-park in quale punto si genera il gioco.
L'asta di comando dello sterzo e il tirante sono componenti di sicurezza che sostengono direttamente la sicurezza di guida del veicolo commerciale pesante; la qualità del materiale, la struttura forgiata, la tolleranza della sede dello snodo e la resistenza della cuffia determinano tanto la sicurezza di marcia quanto l'intervallo di assistenza. La famiglia di prodotti VADEN Asta di comando dello sterzo / Tirante è realizzata con l'obiettivo di geometria, misura del cono e resistenza equivalenti all'OE, pensata per le elevate condizioni di urto e carico continuo delle applicazioni su autocarri, trattori stradali, autobus e rimorchi; utilizzata insieme alle pratiche di diagnosi, montaggio e convergenza descritte in questa guida, assicura prestazioni di sterzo sicure e prevedibili.