Analizziamo la forza fisica che permette ad una moto di andare “dritta” e quali sono i parametri ad essa collegati che caratterizzano un telaio ben riuscito.
La forza fisica che fa andare dritto una moto si chiama effetto raddrizzante, e in poche parole è la forza che si oppone a quella generata da una ruota che si sposta dall’asse verticale (cioè che sterza).
Ne consegue che maggiore è l’effetto raddrizzante, maggiore è la stabilità della moto, mentre man mano che questa forza fisica diminuisce di valore la moto aumenta in maneggevolezza, in quanto diminuisce lo sforzo che dobbiamo fare per farle cambiare direzione .
Dobbiamo dunque accettare che un telaio sia un giusto compromesso tra i valori di stabilità e di maneggevolezza, in quanto sono inversamente proporzionali tra loro.
Ma quali sono i fattori che influenzano il valore dell’effetto raddrizzante?
Sono sostanzialmente due: l’avancorsa e i fattori dinamici
AVANCORSA
L’avancorsa è un valore che viene utilizzato entro un range abbastanza limitato diciamo tra i mm. 50 e i mm. 120, con la tendenza da parte delle moto da competizione ed in particolare dei fuoristrada ad avere valori prossimi ai mm. 110. E’ un valore “virtuale” e si calcola come nel disegno sotto
In poche parole l’avancorsa è la distanza a terra espressa in millimetri “a” tra la verticale dell’asse ruota ed il prolungamento a terra dell’asse del canotto di sterzo.
L’avancorsa ha un effetto determinante sulla guidabilità di una moto, influenzando la maneggevolezza al punto che per valori negativi dell’avancorsa la moto è inguidabile (prende sotto come si dice in gergo).
Ma quali sono i parametri che determinano l’avancorsa e come la variazione dei loro valori influenza questa?
L’inclinazione del canotto di sterzo: valore espresso in gradi “c”direttamente proporzionale all’avancorsa (se si aumenta aumenta l’avancorsa).
L’offset (o distanza tra perno ruota e perno canotto): valore espresso in millimetri “b” inversamente proporzionale all’avancorsa (se si aumenta cala l’avancorsa)
Diametro ruota: valore direttamente proporzionale all’avancorsa (se si aumenta aumenta l’avancorsa).
Concludendo possiamo quindi dire che l’avancorsa è direttamente proporzionale all’effetto raddrizzante ed inversamente proporzionale alla maneggevolezza ( cioè aumentando il valore numerico dell’avancorsa, es. da mm. 100 a mm. 110 la moto è più stabile e meno maneggevole; diminuendo il valore dell’avancorsa es. da 110 mm. a 100 mm. la moto sarà più maneggevole e meno stabile)
FATTORI DINAMICI
Sono detti fattori dinamici il peso, la velocità di avanzamento, ed il coefficiente di attrito delle gomme. Sono detti “dinamici” in quanto il loro valore è soggetto a variazione in base alle condizioni del veicolo, al contrario dell’avancorsa che è un dato progettuale (anche se ad onor del vero anche il valore dell’avancorsa cambia in proporzione all’abbassamento della forcella in ammortizzo, come vedremo più avanti).
Queste misure sono direttamente proporzionali all’effetto raddrizzante ed inversamente proporzionale alla maneggevolezza.
In definitiva la forza raddrizzante non è altro che un’applicazione della legge del moto che dice
“ogni corpo in assenza di attrito tende a mantenere il suo stato di moto o di quiete”.
Ora senza addentrarci nei meandri della fisica analizzeremo quali sono i parametri su cui potremo intervenire per modificare la guidabilità del nostro mezzo.
Tra i fattori dinamici la velocità è un dato continuamente variabile dando o togliendo manetta e il coefficiente di attrito ( più ce ne è meglio è) è legato al tipo di pneumatici che usiamo: pertanto non prenderemo in considerazione questi fattori.
IL PESO: meno ce ne è meglio è, lo sanno tutti e può sembrare banale. Ricorderò solo che nell’argomento peso rientrano vari argomenti:
IL BARICENTRO: è il punto di equilibrio dei pesi della mia moto. E’ un dato difficile da calcolare sperimentalmente, a meno che non si provi ad attaccare la moto con una fune al tetto del garage in vari punti fino a che non si trova quello d’equilibrio (se mai pensate di provarci mi fate cosa gradita se mi invitate allo spettacolo). Rassegnamoci a considerarlo un dato di progettazione da noi poco modificabile.
IL BILANCIAMENTO: più facile da individuare. Basta sottrarre alla moglie la bilancia pesapersone per dieci minuti e mettere prima la ruota davanti sullo strumento poi quella posteriore tenendo la moto in equilibrio. La somma dei risultati dà il peso della moto e il rapporto tra loro la distribuzione dei pesi (es. kg. 45 ant. + 55 post. = kg. 100 45% ant. 55% post.) nelle moto da fuoristrada è sempre vicino al 50% e 50% con l’anteriore sempre più leggero.
LE MASSE NON SOSPESE: nel nostro caso sono le ruote, che oltretutto girando sono soggette all’effetto giroscopico alla forza centrifuga centripeta ecc. ecc. Semplificando al massimo: meno peso hanno meglio è, soprattutto all’esterno (le gomme che incidono massimamente sul peso esterno delle ruote pesano più o meno tutte uguali a parità di misura, e così anche qui si po’ far poco anche a livello progettuale una volta scelti i cerchi e i mozzi più leggeri sul mercato). Pertanto più leggera sarà la ruota meno fatica dovremo fare per farla girare l’avantreno sul suo asse.
Per il peso direi che può bastare.
Resta L'AVANCORSA
Sul diametro della ruota anteriore possiamo ben poco: tutte le moto da fuoristrada hanno ruote da 21 ( a parte pochi cinquantini con il 19) e il tentativo di introdurre nel cross la misura di 20 mi sembra si naufragato nel nulla.
Alla fine di tutta la fiera ci resta la possibilità di modificare solo l’inclinazione del canotto di sterzo e l’offset.
L’avancorsa è un dato determinante nella progettazione della moto e il suo valore viene stabilito dal progettista considerando, oltre che l’uso a cui il mezzo sarà destinato, tutti i valori sopra descritti insieme anche a quello dell’interasse. Prima di considerare la variazione dell’inclinazione del canotto e dell’avancorsa, vorrei fare una doverosa considerazione. Fino ad ora abbiamo parlato di questi due dati come di valori costanti; in realtà mentre guidiamo la moto cambiano costantemente.
Vediamoli nelle loro variazioni massime.
Osserviamo un attimo lo schema considerando una moto con le seguenti caratteristiche: interasse mm. 1500, inclinazione canotto 28°, avancorsa mm. 118, offset mm. 60 e range di ammortizzo ant. post mm. 250 con una forcella lunga mm. 900 (sono dati che posso essere sovrapposti a molte enduro anni 70).
Quando entriamo in curva freniamo, la moto si abbassa davanti comprimendo le forcelle e si alza dietro distendendo gli ammortizzatori (consideriamo la situazione limite di massima compressione anteriore e massima distensione posteriore)
L’interasse naturalmente diminuisce, ma sono l’inclinazione del canotto e l’avancorsa a subire una drastica variazione: 18 ° e mm. 51! Sostanzialmente la moto è molto meno stabile e molto più maneggevole, e questa situazione aiuta l’inserimento in curva naturalmente.
Ora consideriamo l’uscita dalla curva: diamo gas bruscamente, la moto distende le forcelle e comprime gli ammortizzatori (anche qui (consideriamo la situazione limite di massima distensione anteriore e massima compressione posteriore
L’interasse diminuisce un po’ anche stavolta, e anche stavolta l’inclinazione del canotto e l’avancorsa a subiscono una drastica variazione: 37 ° e mm. 185 ! Sostanzialmente la moto è molto più stabile e molto meno maneggevole garantendo stabilità in uscita di curva (cioè non tende a prendere “sotto” dando gas)
Bene detto questo vediamo come fare a modificare i valori di inclinazione del canotto di sterzo della nostra moto. Si può fare in due modi: flessibile e saldatrice ( ci vuole ALMENO una maschera da telai come quella descritta in un altro 3d e un bel po’ di esperienza. Detta in parole spicce: pensateci cento volte e poi lasciate stare) oppure alzando ed abbassando le sospensioni. Una modifica anche di un solo grado dell’inclinazione del canotto varierà anche l’avancorsa e influirà sulla guidabilità della moto in maniera abbastanza sensibile. Per ottenere una variazione appunto di un grado sulla moto presa in esame dobbiamo far scorrere le forcelle di cm. 3 per diminuirla e allungare sempre di cm. 3 per aumentarla. Lavorando sul retrotreno dovremo aumentare di cm. 3 l’altezza del retrotreno per avere una diminuzione di 1° dell’inclinazione e abbassare di cm. 3 per aumentare l’inclinazione. Se non varieremo l’offset di conseguenza cambierà anche il valore dell’avancorsa, come detto, che nel nostro caso passando a 27° diventerà mm. 112
Ultima parte: l'OFFSET.
In realtà non ci sarebbe molto da aggiungere a quello già detto, ma vorrei fare una precisazione per evitare dubbi o confusioni:
Abbiamo già detto che con il termine "offset" si intende la distanza tra l'asse del canoto di sterzo e l'asse del perno ruota.
Normalmente però si usa lo stesso termine anche per definire la distanza tra centro canotto e centro canne forcelle sulla piastra di sterzo.
Ora è evidente che in caso di forcelle con perno in asse l'offset delle piastre è uguale all'offset canotto-perno ruota.
Discorso diverso invece se si considerano forcelle a perno avanzato.
In questo caso dovremo calcolare anche la distanza tra perno ruota e asse canne forcelle (O') e sommandolo all'offset delle piastre (O) avremo il nostro offset canotto-perno ruota.
Pertanto chi volesse passare dalle forcelle a perno in asse a quelle a perno avanzato o viceversa deve preoccuparsi, se vuloe conservare le stesse doti di guidabilità della moto, di mantenere inalterato il valore dell'offset PERNO RUOTA-ASSE CANOTTO, mentre l'offset delle piastre sarà necessariamente diverso.
Con questo direi di aver concluso la chiaccherata sull'effetto raddrizzante.
P.S. Il thread è stato postato qui in quanto non mi è giunta segnalazione dai moderatori su dove meglio postarlo: naturalmente i moderatori potranno spostarlo dove meglio credono e dove può essere più consono visto l'argomento
P.P.S. Questo thread l'ho originariamente scritto per "Rugginose" forum di appassionati di enduro e cross d'epoca, da qui i riferimenti univoci a moto da fuoristrada degli anni '70. La teoria comunque non cambia anche per moto moderne da strada o pista, e le considerazioni fatte restano pertanto valide nel loro complesso
Telai come e perchè: effetto raddrizzante
Modalità lineare
