Domanda per veri esperti di dinamica della moto

[aspes]

porco cane, ho capito dove equivocavamo. Io pensavo voleste fare avanzare la moto a sinistra invece intendete a destra, in tal caso mi scuso della errata interpretazione.
QUindi sarebbe un sistema tipo vespa privo di sospensione.Ora capisco perche' con wotan e nicola non ci si capiva.
DIrei che con questo sistema il problema e' piegare, perche' secondo il mio punto di vista, se pieghi verso l'interno,credi una instabilita' intrinseca e il tuo peso piu' quello della moto genera una coppia per cui la ruota immediatamente "a bandiera" si gira di 90 gradi. Provo a spiegarmi. Ipotizza di piegare verso sinistra, secondo me la ruota ti gira vesro destra e vai in terra all'istante.

[joesimpson]

Originariamente inviata da joesimpson

la soluzione angolo 0 è quella adottata per i tricicli a pedali......

ovvero in totale assenza di rollio ed angolo di sterzata limitato

è quello che dicevo io...................

[aspes]

infatti il triciclo non piega .E' questa la discriminante, come anche per il carrello spesa. Io farei un prova pragmaticissima.Si prende un carrello spesa e lo si mette su due ruote tipo holer togni.
Immaginate la scena, appena lo metti sulle ruote laterali, queste girano di 90 all'istante per allinearsi (e se fosse pivotante anche solo l'anteriore sarebbe come una moto),e il carrello tende ad andare in terra di lato.Che ne dite?

[nicola66]

Originariamente inviata da aspes

porco cane, ho capito dove equivocavamo. Io pensavo voleste fare avanzare la moto a sinistra invece intendete a destra, in tal caso mi scuso della errata interpretazione.
QUindi sarebbe un sistema tipo vespa privo di sospensione.Ora capisco perche' con wotan e nicola non ci si capiva.
DIrei che con questo sistema il problema e' piegare, perche' secondo il mio punto di vista, se pieghi verso l'interno,credi una instabilita' intrinseca e il tuo peso piu' quello della moto genera una coppia per cui la ruota immediatamente "a bandiera" si gira di 90 gradi. Provo a spiegarmi. Ipotizza di piegare verso sinistra, secondo me la ruota ti gira vesro destra e vai in terra all'istante.

ho capito anchio che andavamo per direzioni opposte.
Quanto al piegare, o svoltare, sarebbe da provare. La ruota effettivamente esce dall'asse longitudinale della moto dalla parte opposta alla svolta, per cui potrebbe "prendere sotto" l'anteriore. C'è da dire che con un'avancorsa negativa a pochi gradi di rotazione dello sterzo dovrebbe corrispondere un notevole spostamento laterale della moto.

[Wotan]

Originariamente inviata da aspes

DIrei che con questo sistema il problema e' piegare, perche' secondo il mio punto di vista, se pieghi verso l'interno,credi una instabilita' intrinseca e il tuo peso piu' quello della moto genera una coppia per cui la ruota immediatamente "a bandiera" si gira di 90 gradi. Provo a spiegarmi. Ipotizza di piegare verso sinistra, secondo me la ruota ti gira vesro destra e vai in terra all'istante.

E perché secondo te tutto questo non dovrebbe avvenire (ma nella realtà avviene) con un asse di sterzo inclinato?

[Toro]

Originariamente inviata da Wotan

Meglio ancora sarebbe leggere la domanda. Ho scritto: a parità di avancorsa. Tutte le geometrie indicate nella figura determinano la stessa avancorsa: la guida cambia o no da una configurazione all'altra?

azz. scusa letto male

[nicola66]

Originariamente inviata da aspes

infatti il triciclo non piega .E' questa la discriminante, come anche per il carrello spesa. Io farei un prova pragmaticissima.Si prende un carrello spesa e lo si mette su due ruote tipo holer togni.
Immaginate la scena, appena lo metti sulle ruote laterali, queste girano di 90 all'istante per allinearsi (e se fosse pivotante anche solo l'anteriore sarebbe come una moto),e il carrello tende ad andare in terra di lato.Che ne dite?

nel caso del carrello, non potendo controllare le ruote direttamente con una leva qual'è il manubrio, appena lo metti su un fianco è ovvio che la ruota, sotto il peso dello stesso, girerà di fianco. Questo a carrello fermo. In movimento, oltre una certa velocità l'attrito radente che direziona la ruota dovrebbe riuscire a sostenere il peso. (Mo faccio un salto all'Iper)

[aspes]

Originariamente inviata da Wotan

E perché secondo te tutto questo non dovrebbe avvenire (ma nella realtà avviene) con un asse di sterzo inclinato?

piu' che fare ragionamenti di composizione di forze cerco di immaginare il movimento e penso, come dici giustamente tu, che avviene anche con l'asse di sterzo inclinato, ma direi che avviene nella direzione "giusta". Ovvero, ipotizziamo la solita piega a sinistra, con la moto normale e con quella a "bandiera".
COn quella "normale" la ruota tende a girare a destra ma ruotando attorno al cannotto in senso orario (visto dall'alto), inducendo il tradizionale controsterzo . Immaginando la soluzione a bandiera, piegando a sinistra la ruota va ancora verso destra, ma ruotera' attorno al cannotto in senso antiorario.
Se fino a qui siamo daccordo provo a trarre una conclusione.
Il primo movimento va incontro a uno smorzamento naturale,e' autosmorzante, il secondo a una esaltazione naturale, ovvero, il primo tende a smorzarsi per un equilibrio di forze che onestamente mi riesce difficile immaginare completamente, il secondo movimento "esce" dalla stabilita' quanto piu' si accentua.E' autoesaltante insomma.E quindi prende sotto immediatamente lo sterzo.Non e' proprio una spiegazione scientifica ma potrebbe funzionare che ne dici?

[Motopoppi]

Forse quest'articolo (in tedesco) puo' essere d'aiuto ?

http://www.motorrad-gespanne.de/technik/nachlauf.htm

[Wotan]

Originariamente inviata da aspes

piu' che fare ragionamenti di composizione di forze cerco di immaginare il movimento e penso, come dici giustamente tu, che avviene anche con l'asse di sterzo inclinato, ma direi che avviene nella direzione "giusta". Ovvero, ipotizziamo la solita piega a sinistra, con la moto normale e con quella a "bandiera".
COn quella "normale" la ruota tende a girare a destra ma ruotando attorno al cannotto in senso orario (visto dall'alto), inducendo il tradizionale controsterzo . Immaginando la soluzione a bandiera, piegando a sinistra la ruota va ancora verso destra, ma ruotera' attorno al cannotto in senso antiorario.
Se fino a qui siamo daccordo

No.

Con tutte e tre le configurazioni del disegno, la ruota tocca terra dietro all'asse dello sterzo, pertanto, inclinando la moto a sinistra, la ruota tenderà in tutti i casi a cadere verso l'interno della piega, cioè a sterzare ulteriormente a sinistra.

[nicola66]

Originariamente inviata da Wotan

No.

Con tutte e tre le configurazioni del disegno, la ruota tocca terra dietro all'asse dello sterzo, pertanto, inclinando la moto a sinistra, la ruota tenderà in tutti i casi a cadere verso l'interno della piega, cioè a sterzare ulteriormente a sinistra.

quello è vero, però mentre nei primi 2 casi il punto di contatto a terra rimane sulla mezzeria della moto, nel 3° lo stesso punto sarà fuori dall'asse. NN saprei però dire se cambia qualcosa all'atto pratico.

[aspes]

veramente guardando i tre disegni e ipotizzando che la moto si muova sempre da sinistra a destra, nei primi due casi la ruota tocca terra davanti al cannotto di sterzo, e nell'ultimo tocca terra dietro all'asse di sterzo. O mi sbaglio?
Prova a immaginare una inclinazione molto accentuata tipo chopper, se inclini la moto a sinistra col cavolo che la ruota accentua verso sinistra, si gira in direzione di controsterzo.Prova a immaginare di tenere una moto del genere verticale da fermo e cominciare a inclinarla verso di te a sinistra (lato cavalletto)tenendola per il solo manubrio. Il peso della moto che si inclina ti gira il manubrio verso destra, non verso sinistra.

[nicola66]

Originariamente inviata da aspes

veramente guardando i tre disegni e ipotizzando che la moto si muova sempre da sinistra a destra, nei primi due casi la ruota tocca terra davanti al cannotto di sterzo, e nell'ultimo tocca terra dietro all'asse di sterzo. O mi sbaglio?
Prova a immaginare una inclinazione molto accentuata tipo chopper, se inclini la moto a sinistra col cavolo che la ruota accentua verso sinistra, si gira in direzione di controsterzo.Prova a immaginare di tenere una moto del genere verticale da fermo e cominciare a inclinarla verso di te a sinistra (lato cavalletto)tenendola per il solo manubrio. Il peso della moto che si inclina ti gira il manubrio verso destra, non verso sinistra.

cannotto di sterzo ed asse di sterzo sono cose diverse. Se prolunghi il cannotto fino a terra il suo asse è sempre davanti al punto di contatto della ruota.

[aspes]

daccordo, li' per li' pensavo al solo cannotto. Ma resto comunque dell'idea espressa, non a caso il sistema vespa, che sembra il piu' somigliante allo schema 3, in realta' grazie al cannotto inclinato alla fine ha il cannotto (proprio il cannotto) dietro al punto di appoggio della ruota.Sara' proprio questa la discriminante, se l'asse di sterzo e' sempre davanti, pero' il cannotto , che fa da fulcro per le varie forze, nei primi due casi e' dietro e nell'ultimo e' davanti...che ne dite?

[nicola66]

l'esempio vespa non funziona, non c'è una forcella telescopica con perno ruota solidale, anche se il sistema è a biellette alla fine l'asse ruota è sull'asse di sterzo che nella proiezione a terra è davanti al punto di contatto della gomma generando la classica avancorsa.

[TAG]

ora ne sparo una a naso e non confutata da nessuna lettura:
con l'inclinazione diversa cambia anche l'impronta a terra del pneumatico
nel senso che
la seppur minima rotazione del manubrio nei due casi di diversa inclinazione, produce due diverse effetti sui punti di contatto tra asfalto e pneumatico

le ho sparate grosse??

[Ulisse]

Quella del terzo disegno affonda molto meno in frenata: dinamicamente somiglia ad un telelever, ma è strutturalmente molto più debole nei confronti degli sforzi longitudinali.

[Wotan]

Originariamente inviata da Ulisse

Quella del terzo disegno affonda molto meno in frenata: dinamicamente somiglia ad un telelever, ma è strutturalmente molto più debole nei confronti degli sforzi longitudinali.

Tutto vero.

[fluido]

Angolo di sterzo ed avancorsa è chiaro a tutti presumo che non possono essere trattati separatamente, occorre il giusto "mix" che poi dà il carattere della moto.

Se l'angolo di sterzo è alto si ha una minore stabilità a bassa velocità e maggiore stabilità ad alta velocità (vedi choppers). Il maggiore momento d'inerzia sull'asse di sterzo diminuisce la possibilità di avere rapidi spostamenti dello stesso.
Se l'angolo di sterzo è viceversa basso, la moto è più maneggevole ma se il valore è troppo basso è sufficiente una qualunque perturbazione (irregolarità della strada, vento) a cambiarne la direzione.

L'avancorsa rende la moto stabile perchè la ruota viene "tirata" dall'asse di sterzo verso il quale tende ad allinearsi; ciò forma un momento (proporzionale alla forza, ovvero alla velocità) che riporta la ruota nella direzione di marcia.
Un valore alto di avancorsa assieme ad un ridotto angolo di sterzo migliora la stabilità alle basse velocità, ma coll'aumentare del carico sull'asse anteriore aumenta la tendenza allo sbacchettamento.

L'esempio del carrello della spesa calza a pennello: poichè la ruota viene tirata, tende sempre a riportarsi lungo la direzione d'avanzamento (a seguito come detto del momento che si forma); ad un certo punto (con l'aumentare della velocità) questo momento di richiamo è tale che la ruota oltrepassa il "punto centrale" finendo dall'altra parte, al che si forma un momento di segno opposto che sovracorregge nuovamente la ruota nell'altra direzione.
Quando la frequenza di questo sbacchettamento raggiunge la frequenza di risonanza del sistema, esso si amplifica a tal punto che la ruota sbatte da parte a parte.
Basta fare la prova col carrello pieno e tentare il record di velocità, ad un certo punto le ruote iniziano a dimenarsi di quà e di là incontrollatamente (caso di figura 3).

Lo sbacchettamento è più o meno latente in tutte le moto, ad es. sulla mia tra 60-80 km/h se lascio il manubrio questo inizia ad oscillare auto-amplificandosi fino a rendere la moto incontrollabile (ma una mano sul manubrio basta ad evitarlo), l'esempio di figura 3 con angolo di sterzo nullo richiederebbe una forza immane per riuscire a tenere fermo lo sterzo oltre una certa velocità.

[Wotan]

Originariamente inviata da fluido

Se l'angolo di sterzo è viceversa basso, la moto è più maneggevole ma se il valore è troppo basso è sufficiente una qualunque perturbazione (irregolarità della strada, vento) a cambiarne la direzione.

Non è vero.

Originariamente inviata da fluido

l'esempio di figura 3 con angolo di sterzo nullo richiederebbe una forza immane per riuscire a tenere fermo lo sterzo oltre una certa velocità.

Non è vero.

[fluido]

Argomenta allora invece di semplicemente contraddire con supponenza superflua (ci metto una faccina và )

Edit: La frase "se il valore è troppo basso è sufficiente una qualunque perturbazione a cambiarne la direzione." è formulata molto poco felicemente ma il concetto di base resta

[aspes]

Originariamente inviata da fluido

Argomenta allora invece di semplicemente contraddire con supponenza superflua (ci metto una faccina và )

Edit: La frase "se il valore è troppo basso è sufficiente una qualunque perturbazione a cambiarne la direzione." è formulata molto poco felicemente ma il concetto di base resta

io sono con Fluido.
No ho una spiegazione ultra scientifica, ma a cannotto verticale non si va, come nessuna moto al mondo.
Per vedere una differenza di comportamento penso a una moto tradizioale sul cavalletto centrale.
Mi metto dal lato sinistro, lato leva cambio.
Appoggio la mano sul cannotto e spingo forte.La moto va a destra, il manubrio ruota a SINISTRA
Facciamo uguale co una moto co forcella tipo 3. Questa avrebbe il cannotto a sinistra di sentrambe le ruote. se spingo la moto va a destra e il manubrio ruota a DESTRA .Basta immaginarlo per averne conferma.
Quindi dato che le forze dall'asfalto si trasmettono alla ruota e da qui al cannotto il comportamento e diverso.
Lo schema vespa e' simile alla figura 3 , lo schema ciao alla figura 3 girata al contrario, ma funzionano entrambi perche' hanno il cannotto inclinato e quidi come dice nicola si genera comunque l'avancorsa classica.
Infine la forcella tipo 3 in frenata e' neutra (se telescopica). Se fosse con inclinazione negativa si alzerebbe.
Quella tipo vespa affonda e quella tipo ciao, come tutte le earles di cui e' una miniatura, si alza.

[Wotan]

Ok, tutto questo era solo per divertirmi un po' a vedere le minchiate che avreste puntualmente sparato. Del resto vi avevo avvisato che avevo bisogno di veri esperti...

Di recente mi è venuto in mente di capire sul serio come funziona una moto, e in particolare mi ha incuriosito il fatto che un sacco di gente parla di inclinazione dell'asse di sterzo, ma nessuno sa bene a che cosa serve; perciò ho letto parecchio sull'argomento e ho capito chiaramente molte cose, mentre altre ancora mi sfuggono.

Una cosa di cui sono sicuro è che tutte le differenze di comportamento che voi attribuite alle diverse inclinazioni del'asse di sterzo sono in realtà da attribuirsi alla variazione dell'avancorsa:

• avancorsa molto lunga => sterzo molto duro da azionare, in quanto fortemente autostabilizzante in velocità, e ruota che tende a chiudere nel senso dell'inclinazione quando si inclina la moto da fermo;
• avancorsa = 0 => sterzo senza doti di autocorrezione, con tendenza all'instabilità in caso di qualsiasi perturbazione (buche, vento laterale ecc.), e ruota che rimane ferma quando si inclina la moto da fermo;
• avancorsa negativa => sterzo autosterzante, con la ruota che in movimento tende a scartare lateralmente e moto praticamente inguidabile, e quando si inclina la moto da fermo la ruota punta dalla parte opposta rispetto all'inclinazione.

In realtà la riduzione dell'angolo di sterzo, a parità di avancorsa, non comporta inconvenienti alla guida, e anzi ha i seguenti effetti positivi:

• riduce l'affondamento della forcella in frenata (massimo ad un certo angolo intorno ai 63° dalla verticale, si riduce man mano che ci si avvicina alla verticale e trova il suo minimo con un angolo di sterzo negativo);
• rende lo sterzo nettamente più imperturbabile sulle sconnessioni longitudinali della strada, come ad esempio i binari;
• nonostante la maggior stabilità, aumenta sensibilmente la maneggevolezza della moto, a causa della maggior prontezza dello sterzo e della maggior efficacia dell'effetto giroscopico indotto dal controsterzo.

L'unico effetto negativo sembra essere la tendenza della forcella a flettersi in frenata (la minima tendenza a flettere si ha intorno ai 63°, cioè all'angolo in cui la tendenza all'affondamento è maggiore), un problema strutturale che può essere risolto con relativa facilità (ad esempio adottando una geometria tipo Telelever o Earles)

Tutto quello che scrivo qui sopra si basa su uno splendido e sorprendente esperimento di Tony Foale (che vi farà ricredere parecchio ), sull'articolo "L'avancorsa" di Cossalter e Lot del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università di Padova (articolo che contiene di sfuggita un piccolo errore relativo all'affondamento della forcella in frenata, che l'autore corregge nell'articolo successivo), sull'articolo "Confronto tra Telelever BMW e forcella tradizionale" dello stesso Cossalter e sullo studio "Motorcycle steady turning: the significance of geometry and inertia", opera del già citato Lot, con Bortolozzi e Ruffo (ho argomentato a sufficienza? )

Fin qui ci sono arrivato, ma ho l'impressione che ci sia ancora qualche cosa che mi sfugge. C'è qualcuno che può portare qualche altro elemento utile?

[Wotan]

Originariamente inviata da aspes

Quella tipo vespa affonda e quella tipo ciao, come tutte le earles di cui e' una miniatura, si alza.

L'affondamento o il sollevamento delle forcelle della Vespa e del Ciao non c'entrano niente con l'avancorsa (che è presente in entrambi i modelli, come del resto in tutte le moto e gli scooter esistenti), ma dipendono dal fatto che il piatto del tamburo è fissato ad un elemento che oscilla variando la propria inclinazione (la bielletta della sospensione) anziché ad un elemento che scorre verticalmente senza variare di inclinazione (come lo stelo di una forcella classica).
Se la bielletta è infulcrata anteriormente alla forcella (come sulla Vespa), la coppia frenante comprime la sospensione, mentre la distende quando la bielletta è infulcrata alla forcella posteriormente (come sul Ciao e sulle Earles).

Quando la Piaggio ha modificato lo schema (sulla P125X e sulla PK50) in modo da poter fissare il tamburo ad un elemento a scorrimento verticale, cioè sull'ammortizzatore, l'effetto autoaffondante è sparito, nonostante la geometria della sospensione sia rimasta (ed è tutt'oggi) sostanzialmente la stessa, almeno dal punto di vista estetico.

[nicola66]

cos'è l'angolo di sterzo negativo ? Il cannotto inclinato al contrario ? No vero ?