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L'AGILE STABILITA'
di
Fange
L'EFFETTO RADDRIZZANTE
Vediamo nel modo più semplice e spero immediato cosa è
l’avancorsa e quali sono i parametri che influenzano la guidabilità di una
moto.
Il fattore che permette alla moto di procedere dritta
senza mandarci a sbattere alla prima perturbazione che proviene dalla
strada è l’effetto raddrizzante.
Si tratta di una forza fisica che si genera ogni
qualvolta la ruota anteriore ha uno spostamento di tipo “strisciante”,
cioè ogni volta che viene ruotata rispetto all’asse verticale. Quindi
quando giriamo il manubrio verso destra o verso sinistra si genera una
forza contraria che si oppone a questa rotazione e tende a mantenere la
ruota nella sua originaria direzione di marcia.
Se potessimo lavorare su questo effetto raddrizzante,
potremmo aumentarlo per dare alla moto una maggiore stabilità, oppure al
contrario potremmo diminuirlo per donare alla moto una maggiore facilità
nel curvare.
Ebbene la gestione di questo effetto raddrizzante
rientra nelle nostre facoltà, o meglio nelle facoltà di chi le moto le
progetta e può quindi impostare a priori una maggiore stabilità o una
maggiore agilità. E ora non so a voi ma a me la domanda che è sorta
spontanea a questo punto è stata: "Su che cosa devo agire io per
modificare quanto stabilito dal progettista e rendere la moto più stabile
o più agile?".
Ebbene ecco le risposte che poi sono il vero cuore di
questo articolo.
Ribadendo che in questa sede non facciamo trattati di
fisica anche perché non ne saremmo all’altezza, ma cerchiamo di scremare i
concetti fino a far sopravvivere quegli aspetti di utilità pratica, diremo
che l’effetto raddrizzante è condizionato da due grandezze “vitali” per la
moto: l’avancorsa ed i fattori dinamici.
Ora descriveremo brevemente l’una e l’altra grandezza e
capiremo su cosa e come agire per modificare l’assetto della moto.
L'AVANCORSA
L’avancorsa ce l’hanno spiegata tutte le riviste di
moto in tutte le salse, con diagrammi, disegni, schemi, aneddoti ma ogni
volta che arrivavo alla fine dell’articolo che raccontava con ricchezza di
particolari cosa fosse l’avancorsa mi chiedevo sempre la stessa cosa: ”Emmò
che ce faccio con tutte stè nozioni?” (ebbene si, io penso in
romanesco!!). Ecco allora che sento la necessità di spiegare anche io cosa
sia l’avancorsa, ma finalizzando la spiegazione agli aspetti pratici per
poterci poi mettere le mani.
Fig.: Misure caratteristiche dell'avancorsa
L'avancorsa è una grandezza "virtuale" determinata da
una distanza espressa in millimetri tra due punti.
E quali sono questi due punti? Uno è determinato da una
linea immaginaria che attraversa il centro del cannotto di sterzo da sopra
a sotto e si prolunga fino a terra (la lunga linea tratteggiata in
figura). Ecco, il punto in cui tocca terra è uno dei due punti che
interessano a noi.
L'altro punto è ancora più semplice da immaginare,
partendo dal perno della ruota anteriore tirate con la mente una linea che
va verso terra, perfettamente verticale (la linea R in figura). Ecco,
quando la linea tocca terra avete trovato il secondo punto che ci
interessa.
La distanza tra il primo punto ed il secondo è la
misura dell'avancorsa (A in figura).
E pur ripetendomi vi dirò che è proprio a questo punto
che leggendo i tanti articoli sull'argomento mi sono sempre chiesto: ”Emmò
che ce faccio"?
Riprendendo il quadro iniziale ricordiamoci che siamo
partiti con il parlare dell'effetto raddrizzante. Più è forte questo
effetto e più la moto è stabile sul dritto, viceversa la moto diventa più
maneggevole se rendo l'effetto raddrizzante più debole. L'avancorsa
condiziona pesantemente questo effetto, quindi se vario l'avancorsa
varierò anche la "maneggevolezza" della moto o se vogliamo dirla in
maniera un pò più prudente, la renderò meno stabile.
N.B. Una cosa importantissima da tenere in
considerazione è che diminuendo l'avancorsa aumentiamo la maneggevolezza
del motociclo, ma poichè l'avancorsa può diminuire anche per cause
momentanee dovute alla marcia (un tombino che sporge dall'asfalto, una
buca a spigolo vivo ecc), se l'avancorsa è già troppo bassa e in quall'istante
in cui si verifica la situazione imprevista diventa negativa,
l'effetto raddrizzante si tramuterà in un "effetto torcente" che anziché
opporsi alla rotazione del manubrio la favorirà col risultato di
ritrovarsi lo sterzo a fondo corsa a destra o a sinistra che sia, con
poche possibilità di recupero.
Oggi l'avancorsa è utilizzata sempre con valori
compresi tra 40 e 110 mm a seconda della destinazione d'uso della moto. Le
moto con grandi prestazioni che siano da turismo o supersportive tendono
sempre ad avere una avancorsa abbondante (tra 80 e 110). Questo per
evitare che si possano verificare situazioni di pericolo come spiegato in
precedenza, che unite alla potenza ed alla grande velocità potrebbero
provocare incidenti gravissimi.
Da cosa è condizionata l'avancorsa?
Da tre parametri: il raggio della ruota,
l'angolo di inclinazione del cannotto di sterzo e l'offset
che volgarmente sarebbe l'avanzamento del perno ruota rispetto
all'asse del cannotto di sterzo (indicato con a in figura) e si
ottiene o con le piastre di sterzo che "impugnano" le forcelle in posizione
più avanzata rispetto al cannotto, oppure con l'attacco del perno ruota
posto dietro o avanti ai foderi della forcella (quasi tutte le enduro ce
l'hanno davanti), o anche con un mix delle due possibilità.
Il raggio del cerchio è direttamente
proporzionale all'avancorsa, se lo aumento aumenta anche l'avancorsa.
L'angolo di inclinazione del cannotto è direttamente
proporzionale all'avancorsa, se lo aumento aumenta anche l'avancorsa.
L'offset o avanzamento del perno ruota è
inversamente proporzionale all'avancorsa, se lo aumento l'avancorsa
diminuisce e viceversa.
In generale:
L'avancorsa è direttamente proporzionale all'effetto
raddrizzante, quindi se aumento l'avancorsa l'effetto raddrizzante
aumenta e se la diminuisco l'effetto raddrizzante diminuisce.
I FATTORI DINAMICI
L'altra "famiglia" di parametri che incidono
pesantemente sull'effetto raddrizzante che è il filo conduttore di questa
trattazione sono i fattori dinamici, o per meglio dire il fattore
dinamico, caratterizzato a sua volta da tre parametri fondamentali.
Li definiamo dinamici perchè variano con il
variare delle condizioni di moto del veicolo, a differenza dei parametri
che determinano l'avancorsa che invece sono sempre quelli anche quando la
moto è ferma, in realtà questo non è completamente vero in quanto
l'inclinazione del cannotto di sterzo varia con l'affondamento della
forcella ma lo vedremo dopo.
Il fattore dinamico è caratterizzato dal peso,
dalla velocità di avanzamento e dal coefficiente di attrito
delle gomme.
Tutte queste misure sono proporzionali all'effetto
raddrizzante, quindi se aumentano aumenta pure la stabilità della moto.
LA CURVA
Fino ad ora abbiamo visto che
tutti i parametri descritti influiscono su stò ormai
famoso effetto raddrizzante che serve per far andare
la moto dritta anche se lasciamo il manubrio.
Ma c'è qualcuno di questi
parametri che più degli altri condiziona la moto
quando affronta una curva? La risposta è si, ed è
l'inclinazione del cannotto di sterzo.
Noi possiamo stabilire tutti i
parametri a tavolino cercando di ottenere un buon
compromesso tra stabilità e maneggevolezza. Ma se
l'effetto raddrizzante garantirà una buona stabilità
alla macchina, potrebbe rappresentare ancora un
ostacolo eccessivo alla volontà del pilota di
curvare. A questo problema viene in soccorso la
sospensione anteriore che pur essendo ritenuta
vecchia e superata di fatto non ha ancora trovato un
sostituto altrettanto valido e semplice.
L'azione di frenatura che il
guidatore immancabilmente effettua negli istanti
precedenti l'entrata in curva, determina un
affondamento della sospensione anteriore ed un
alleggerimento del retrotreno. Questa nuova
situazione implica di per se una diminuzione
dell'angolo del cannotto di sterzo rispetto alla
verticale di tre/quattro gradi. Riprendendo
le nozioni viste in precedenza, diminuendo l'angolo
di sterzo diminuisce l'avancorsa e di conseguenza
diminuirà l'effetto raddrizzante. Ci troveremo
quindi con una diminuita tendenza della moto a
raddrizzarsi proprio nel momento in cui dobbiamo
entrare in curva. Si direbbe che meglio di così non
possa andare. Non solo, ma durante la percorrenza
della curva ci penserà la forza centrifuga a
comprimere ancora le sospensioni e continuare in
questa favorevole azione. In uscita di curva, quando
si tende a ridare gas, avverrà l'esatto contrario,
la sospensione anteriore si distenderà mentre quella
posteriore si comprimerà aumentando l'angolo di
sterzo, donando alla moto una stabilità superiore
alla normalità che ci consentirà una tranquilla
accelerazione in piena stabilità.
CONCLUSIONI
Se vogliamo rendere la moto più
agile possiamo agire sui seguenti parametri:
Diminuire l'angolo del cannotto
di sterzo rispetto alla verticale
Certo questo aspetto non è
immediato, ma ci sono moto dotate di una boccola
eccentrica sul cannotto che permette di scegliere
tra due angolazioni diverse per adattare l'avancorsa
ai gusti del pilota. Una di queste per esempio è la
Ducati 999 ma ce ne sono altre. Se non abbiamo
questa possibilità possiamo ricorrere ai cuscinetti
"asimmetrici". Sostituendoli agli originali possiamo
avere una variazione di circa un grado in più o in
meno rispetto al valore iniziale. Altri modi per
variare l'angolo di sterzo purtroppo non mi
risultano, se non quello di segare il cannotto e
saldarne al telaio uno nuovo nella posizione voluta.
Io l'ho fatto e vi posso dire che funziona, ma
quella moto non circola su strade aperte al
traffico!
Diminuire il raggio della ruota
Il raggio della ruota non è un
buon parametro su cui agire perchè le moto sono
costruite per lavorare con ruote di un certo
diametro che ormai si è standardizzato tra i 17 ed i
18 pollici. Persino le moto da GP non scendono sotto
i 16 pollici e mezzo di diametro. Tutta la ricerca
sui pneumatici si svolge su questi diametri e quindi
è autolesionistico uscire da queste misure.
Aumentare l'offset delle
piastre di sterzo o del perno ruota
Probabilmente questa è la strada
più praticabile. Sostituendo le piastre di sterzo
con altre di diversa geometria si può ottenere un
buon risultato. Questo è anche uno dei motivi per
cui nei cataloghi di parti after market si trovano
molti modelli di piastre che oltre a soddisfare il
desiderio di abbellimento della moto permettono
anche di avere a disposizione diversi avanzamenti
per variare la geometria originale. Purtroppo però
mi è capitato ben due volte di trovarmi davanti ad
una errata interpretazione di questo parametro,
ossia con l'intento di aumentare l'agilità erano
state adottate piastre di sterzo più arretrate, cioè
con un offset inferiore all'originale. Siccome col
diminuire dell'offset l'avancorsa aumenta, in
pratica quelle moto erano diventate una specie di
chopper, anche se le intenzioni sia dei proprietari
che dei meccanici che avevano fatto l'intervento
erano di tutt'altro tipo. Erano tutti convinti che
mettendo piastre con meno avanzamento la moto si
accorciasse e divenisse più agile. Purtroppo il
ragionamento era tutto sbagliato. Anche per questo
parametro esistono moto che adottano di serie
sistemi per variarlo, una di queste è la Ducati
749R.
Diminuire il peso
Bhè, qui i commenti penso siano
superfli. Alleggerire la moto è l'eterno obiettivo
che tutti gli smanettoni hanno, è quasi una missione
di vita, ma non scartate l'ipotesi di alleggerire
anche la pancia del pilota!!!
Tra i parametri presi in esame
lasciamo fuori la velocità di avanzamento ed il
coefficiente di attrito delle gomme che direi più ce
n'è e meglio è.
Per il resto c'è ancora qualche
commento da fare.
Come avete avuto modo di leggere
c'è una misura che non viene mai citata ma che
riveste invece una enorme importanza nelle
discussioni portate avanti da esimi ingegneri e
progettisti soprattutto se laureati ai banconi di
bar e pub dove si servono ettolitri di birra. :-))
Tale misura è l'interasse. L'influenza
dell'interasse sulla "maneggevolezza" di una moto è
minima rispetto agli altri parametri esposti.
Chi ha visto in azione le Guzzi California sulle
tortuose strade sarde durante l'Incontro di
primavera 2005 di Anima Guzzista, si sarà reso conto
di quanto fosse poco importante l'interasse...
Di cose da dire ce ne sarebbero
ancora tante, il discorso è vastissimo, qui lo
abbiamo semplificato molto, ma ancora oggi
la ricerca scopre nuove cose in questo campo. E'
questo il motivo, unitamente alla ricerca sui motori
e sulle sospensioni, per cui ogni anno le MotoGp
vanno sempre più forte.
Concludo dicendo per esperienza
personale che se vi volete avventurare nel
fantastico mondo del tuning per quanto riguarda le
quote vitali della vostra moto, l'unico metodo che
porta a qualche risultato è quello di fare una
modifica per volta, pensare bene alla modifica da
fare e poi provare e riprovare la moto per capire
cosa è successo. Se avete voglia di fare anche dei
calcoli a tavolino prima di modificare materialmente
la moto vi sarà di enorme aiuto il testo che mi ha
guidato nelle mie preparazioni e che è segnalato
nella nostra ricca
Bibliomototeca:
Effetto moto - Dinamica e
tecnica della motocicletta
Gaetano Cocco
Giorgio Nada Editore
Sono bene accetti commenti e
integrazioni.
La discussione continua sul
nostro
forum.
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