Fondamentalmente, la tenuta di strada è la capacità del veicolo di conservare la sua aderenza su una direzione controllata nonostante le forze d'accelerazione e di frenata e della forza centrifuga.
Poiché gli pneumatici costituiscono il solo collegamento tra il veicolo e la strada, è da loro, e quindi dalla loro concezione e dal loro stato, che dipende inizialmente quest'aderenza.
Ma la capacità della sospensione di mantenere i pneumatici in contatto con il suolo entra ovviamente in gioco in modo determinante.
Generalmente, più il battistrada è morbido e flessibile, migliore è l'aderenza del pneumatico.
Tuttavia, l'elasticità della gomma utilizzata deve essere anche limitata, in modo da garantire una durata di vita del pneumatico sufficientemente lunga.
La gomma e la sua carcassa, fatta di fibre d'acciaio, devono anche resistere al calore generato dagli attriti del pneumatico sulla strada e dalle flessioni costanti che quest'ultimo subisce in occasione del rotolamento.
Quando il veicolo si muove a velocità costante ed in linea retta, la tenuta di strada non pone normalmente problemi. In compenso, su un suolo disuguale o in una curva, il pneumatico deve assorbire non soltanto gli sforzi esercitati dal veicolo per conservare la sua aderenza in queste condizioni specifiche (alle quali si aggiunge la forza del vento), ma anche le forze che derivano dalla coppia motrice e dalla frenata.
La sbandata
Per il fatto che gli pneumatici sono flessibili, si deformano sotto l'azione delle forze esercitate lateralmente, in modo che in curva, essendo le ruote puntate in una direzione data, il veicolo tenda a muoversi secondo una via leggermente diversa.
Questa debole differenza tra la direzione teoricamente imposta dalla sterzata delle ruote e la direzione reale che prende il veicolo è chiamata angolo di deriva.
La deriva dipende da numerosi fattori: l'angolo di sterzata delle ruote, la concezione, la pressione di gonfiaggio e lo stato dei pneumatici, la velocità del veicolo e la sua accelerazione o la sua frenata, lo stato del rivestimento della strada, il carico verticale imposto ai pneumatici.
Le forze laterali
La forza centrifuga che si esercita in curva e gli effetti del vento e dello stato della strada contribuisce a fare deviare il veicolo dalla direzione che vuole imporle il conducente.
La forza centrifuga, che tende a direzionare il veicolo verso l'esterno della curva, aumenta con la velocità di quest'ultimo. Affinché il veicolo resti stabile, la forza esercitata dall'aderenza dei pneumatici sulla strada deve opporsi, per neutralizzarla, alla forza centrifuga.
Di conseguenza, quando la forza centrifuga aumenta, l'angolo di deriva del pneumatico deve anche aumentare per equilibrarlo.
In una curva a grande raggio o presa a velocità ridotta, l'angolo di deriva e la forza centrifuga sono deboli; ma, se la velocità del veicolo aumenta o la curva diventa più stretta, quest'angolo aumenta fino ad un punto dove il potere direzionale del pneumatico, cioè la sua attitudine a dirigere il veicolo nella direzione voluta dal conducente (e dunque imposta dalla sterzata delle ruote), diventa insufficiente.
Il pneumatico slitta allora, ed il veicolo scivola fino a che si riprenda il controllo. L'angolo di deriva al quale si produce lo slittamento varia secondo la concezione del pneumatico, il suo stato e quello della strada, ma si situa normalmente tra 10 e 150.
Sovrasterzo e sottosterzo
Quando un veicolo ha tendenza, in curva, ad allontanarsi verso l'esterno, si dice che è sottosterzante. Nel caso contrario - la parte posteriore del veicolo ha allora tendenza a portare verso l'esterno - si dice che è sovrasterzante. La maggior parte dei veicoli moderni è concepita per essere sottosterzante piuttosto che sovra, poiché la reazione naturale di un conducente a bordo di un veicolo che si allontana dalla via corretta in curva consiste nel puntare maggiormente nella direzione della curva.
Le trazioni anteriori hanno generalmente una tendenza naturale al sottosterzo: il peso superiore alla parte anteriore li trascina verso l'esterno della curva.
La sospensione ed il rollio
Tutti i sistemi di sospensione devono permettere di garantire un compromesso tra la necessità di assorbire le diseguaglianze della strada con l'obiettivo di ottenere una migliore comodità per i passeggeri e quella di mantenere le ruote in contatto perfetto e permanente con il suolo.
Quando un veicolo prende un curva ad alta velocità, la forza centrifuga comporta una pendenza dell'auto verso l'esterno della curva, cosa che equivale ad un trasferimento di massa da un lato all'altro.
L'asse immaginario intorno al quale oscilla l'auto si chiama asse di rollio, e la sua altezza rispetto al suolo dipende dalla geometria della sospensione.
Quando un veicolo prende una curva, a causa delle forze che agiscono sul veicolo, vi è un trasferimento del carico che si esercita sui pneumatici, dai pneumatici interni verso i pneumatici esterni.
Poiché il potere direzionale di un pneumatico aumenta con il carico applicato verticalmente a questo pneumatico, è superiore per i pneumatici situati all'esterno.
Ma questo fenomeno non è identico alle due estremità del veicolo, poiché dipende dall'altezza del centro di rollio.
Poiché il corpo del veicolo presenta una certa rigidità (resistenza alle torsioni, in particolare), l'angolo secondo il quale si inclinerà è quasi identico al livello dei due assali, ma l'estremità del veicolo che presenta la più forte resistenza subirà la maggior parte del trasferimento di massa. Di conseguenza, quest'estremità sarà sottoposta alle forze di sterzata più importanti ed agli angoli di deriva più grandi, in modo che le alterazioni portate alla resistenza del veicolo al rollio tra la parte anteriore e la parte posteriore possano modificare l'equilibrio tra il sottosterzo ed il sovrasterzo.
Queste variazioni della resistenza al rollio sono spesso dovute all'assemblaggio delle sbarre stabilizzatrici, e, generalmente, una sbarra di questo tipo situata alla parte anteriore serve a dare al veicolo una tendenza al sottosterzo.
Il rollio che subisce il guscio agisce anche sulla tenuta di strada in occasione dei movimenti della sospensione.
Accelerazioni e frenate
Sui pneumatici si esercitano anche forze che derivano dalle accelerazioni e dalle frenate, e le cui direzioni sono diverse da quelle delle forze che entrano in gioco nelle curve.
Gli effetti di queste frenate ed accelerazioni, sommate alle forze derivanti dalla sterzata, non devono essere superiori a quelli che comportano l'aderenza del pneumatico sulla strada; altrimenti, quest'ultimo inizierebbe a scivolare.
È per questo che una frenata violenta effettuata nel corso di un curva presa ad alta velocità si traduce spesso con uno sbandamento.
La modifica dell'angolo di deriva tende allora ad essere più importante alla parte posteriore, tanto che le ruote dell'assale interessato slittano in generale per prime e possono essere all'origine di testacoda.
Quando la frenata è brutale al punto da causare il blocco della ruota, l'angolo di deriva è annullato allo stesso tempo (come sono annullate le forze laterali cercate dal conducente al veicolo per conservare la direzione), poiché solo uno pneumatico in rotazione può formare un angolo di deriva.
Le forti accelerazioni riducono anche il potere direzionale, tanto che le due manovre devono essere evitate nella misura del possibile.
