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Beppe @ 01-1-17 17:39
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 Le Sospensioni queste sconosciute
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PREMESSA
Le chiacchiere da bar su velocità e potenza massima, bellezza, costo, trend di questo o quel modello, viti in ergal, inutili pezzi in carbonio e tutte le amenità che spesso vedo montate su alcune moto, costituiscono spesso argomento di lunghe quanto sterili e noiose discussioni.
Nelle righe che seguono vi intratterrò su un argomento che ritengo ben più interessante e di fondamentale importanza nelle conoscenze di un motociclista, cercherò di trattarlo in modo pratico anche se occorre premettere un minimo di teoria su concetti basilari. Non ho la presunzione di fare un manuale sulle sospensioni, ma semplicemente di portare un contributo a quanti avranno la pazienza e la voglia di leggerle.
Questo articolo prende spunto da vari topic presenti sul forum e da altri trovati in rete. L'obiettivo è spiegare nel modo più semplice possibile come funzionano e come si effettua la regolazione delle sospensioni.
E’ un argomento di vasta portata sul quale è possibile intrattenersi lungamente e partendo da presupposti teorici, pratici e tecnici, è facile invadere altri campi di competenza, che per quanto attinenti, porterebbero ingenerare confusione nel lettore. E’ inoltre importante conoscere alcune nozioni per cui mi limiterò ad esporre concetti di base ed eventualmente integrare, con altri articoli, la seguente trattazione sperando anche in costruttive critiche che possano implementare il lavoro. Non me ne vogliano i possessori di moto con sistemi di sospensioni diversi da quelli tradizionali che, pur essendo concettualmente simili, richiederebbero una trattazione separata.
LE SOSPENSIONI
Le sospensioni hanno fondamentalmente due compiti:
• scaricare a terra le sollecitazioni attive e passive (accelerazione e frenata)
• filtrare le asperità del fondo stradale e mantenere il più possibile coerente
l’assetto ovvero tenere costanti le misure di passo, avancorsa, baricentro.
Il passo è la distanza tra i punti di contatto dei pneumatici con il piano stradale, l'avancorsa è la distanza tra il punto di contatto della ruota anteriore con la strada e il punto intersezione dell'asse dello sterzo sempre con il piano stradale; si definisce baricentro il centro di massa di un oggetto o di un sistema di oggetti.
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Schematicamente una sospensione è costituita da un corpo che contiene la parte meccanica (molla) e l’idraulica (ammortizzatore). La molla assolve la funzione elastica mentre l’idraulica costituisce l’elemento smorzante che controlla la velocità con cui la molla ritorna alla posizione iniziale.
La molla permette alla sospensione di tornare sempre nella posizione di partenza, ma un sistema senza ammortizzatore darebbe luogo ad un fenomeno fisico ben conosciuto:
Una massa collegata ad una molla che non si trova nella posizione di riposo si muove, se lasciata libera, di moto armonico semplice indefinitamente nel tempo.
La risoluzione del problema è un congegno che faccia tornare la molla nella posizione di partenza con il minor numero di oscillazioni possibile: l’ammortizzatore. Ad esso il compito di smorzatore le oscillazioni, dissipando l’energia trasmessa dal fondo stradale alla molla e impedendole di continuare ad oscillare indefinitamente o di entrare in risonanza e quindi di rompersi.
LE REGOLAZIONI DELLE SOSPENSIONI
Con questa breve premessa ho voluto sottolineare il concetto sostanziale del sistema di sospensione: una parte elastica costituita dalla molla, un’altra smorzante costituita dall’ammortizzatore. Questa semplice raffigurazione vi sarà utile per comprenderne il funzionamento e le relative modifiche.
La parte elastica si può regolare agendo su appositi registri a vite in continuo o a scatto o a ghiera, in modo tale da aumentare o diminuire la compressione statica.
La parte smorzante, cioè l’ammortizzatore, può essere regolato sia nella velocità di compressione che in quella di estensione con registri a vite o a pomello che comandano degli aghi che servono a parzializzare i fori attraverso i quali fluisce l’olio, responsabile dell’effetto smorzante.
Agendo sui registri sopra menzionati si modifica il funzionamento delle sospensioni e quindi il comportamento della motocicletta.
Sono tre le regolazioni delle sospensioni: il precarico della molla, il freno in compressione, il freno in estensione. L’altra regolazione possibile per modificare l’assetto della moto è “sfilare” le forcelle dalle piastre e variare l’altezza del piedino del mono o aggiungere uno spessore in testa, ma non sono propriamente regolazioni delle sospensioni.
IL PRECARICO
La sospensione non viene mai sollecitata a trazione, per un corretto funzionamento le molle vengono sempre montate in modo tale da essere tenute un po’ compresse. Questa compressione iniziale è il precarico.
Altra piccola ma sostanziale premessa teorica: la rigidità o più tecnicamente la costante di rigidità “k” della molla dipende esclusivamente dallo spessore del filo che la costituisce nonché dal diametro delle spire e dal materiale impiegato; aumentando o diminuendo il precarico si aumenta o si diminuisce la forza minima necessaria per far reagire la molla, in pratica si varia la soglia di intervento della sospensione. In considerazione di ciò, aumentando il precarico si ha la sensazione di avere sospensioni più rigide ma in realtà sono solo meno sensibili alle piccole sollecitazioni conferendo ad esse un funzionamento più secco.
Il precarico non deve essere mai superiore al peso statico delle masse sospese (moto+pilota) perché se così fosse le sospensioni funzionerebbero solo per sollecitazioni superiori al valore del precarico, comportandosi come corpi rigidi per sollecitazioni inferiori. In queste condizioni l’energia trasmessa dal fondo stradale verrebbe assorbita quasi interamente dal pneumatico che sarebbe costretto a “sostituire” le sospensioni e quindi non funzionerebbe nel modo corretto.
Mediante la regolazione del precarico si imposta anche l’altezza statica della motocicletta. Infatti aumentando il precarico si aumenta l’altezza da terra del mezzo.
Questo vuol dire che, a parità di rigidezza, aumentando il precarico si riduce l’accorciamento della molla dovuto al peso della moto e quindi si riduce l’abbassamento del mezzo, cioè la motocicletta si solleva.
Il precarico va regolato in funzione del peso del pilota e dell’eventuale passeggero (le impostazioni di fabbrica delle moto prevedono proprio questa situazione) per non alterare l’assetto generale della moto, si devono sempre “accordare” i precarichi della forcella e del mono. Se invece si vuole modificare l’assetto e quindi il comportamento del mezzo, bisogna tenere conto che un anteriore più precaricato e/o un posteriore meno precaricato determinano un aumento dell’avancorsa e quindi la moto risulta più stabile in rettilineo ma più lenta a scendere in piega, meno reattiva ai comandi del pilota ma meno nervosa. Viceversa un posteriore più precaricato e/o un anteriore meno precaricato determinano una riduzione dell’avancorsa che si traduce in un comportamento più agile e quindi la moto risponde più rapidamente ai comandi del pilota ma diventa necessariamente meno stabile alle alte velocità.
FRENO IN COMPRESSIONE E IN ESTENSIONE
Regolando il freno in compressione e in estensione si varia la velocità con cui la sospensione ritorna alla posizione di equilibrio. Tale velocità viene modificata grazie alla presenza di fori calibrati all’interno della cartuccia dell’ammortizzatore attraverso i quali passa una minore o maggiore quantità di olio.
La costante di smorzamento dell’ammortizzatore, a parità di viscosità dell’olio idraulico e della velocità del fluido, dipende dal diametro di mandata dei fori attraverso cui fluisce l’olio durante il funzionamento dell’ammortizzatore. In particolare quando la sospensione viene sollecitata da un’asperità stradale, da una frenata o da un’accelerazione, si ha un moto relativo tra stelo e fodero che imprime una velocità all’olio che viene forzato attraverso appositi fori calibrati delle cartucce della sospensione. I registri del freno in estensione e compressione agiscono sugli spilli conici che parzializzano i suddetti fori. Riducendo la sezione di passaggio si genera, in prossimità dello spillo, una trasformazione del moto dell’olio da laminare a turbolento. Nel moto turbolento i vettori velocità del fluido non sono più orientati tutti nella stessa direzione ma assumono un andamento casuale che provoca numerosissimi urti molecolari responsabili dell’attrito viscoso, dell’aumento di temperatura del fluido e quindi della riduzione della velocità del fluido e di conseguenza della velocità con cui lo stelo si muove all’interno del fodero. E’ ovvio che riducendo ulteriormente la sezione del foro calibrato si aumenta la vorticosità del moto quindi si riduce la velocità con cui la sospensione si comprime o si estende.
LA REGOLAZIONE DELLE SOSPENSIONI
Un corretto approccio alla regolazione delle sospensioni deve tenere conto:
• di partire sempre dalle regolazioni di base, per poi cambiare una cosa per volta. Questo, oltre a farvi capire se state andando nella giusta direzione, vi permetterà di comprendere meglio l’effetto di ogni regolazione e tutte le indicazioni vi serviranno per modificare il set-up per ogni esigenza;
• che la pressione dei pneumatici deve essere quella prescritta dalla casa. Regolare le sospensioni con una pressione delle gomme errata è totalmente inutile;
• di mantenere coerenza tra la sospensione anteriore e quella posteriore per limitare scompensi all’equilibrio della motocicletta;
• di “accordare” l’ammortizzatore con la relativa molla;
• delle misure iniziali di riferimento;
• dell’assetto statico;
• dello Static sag;
• del Sag rider;
• di annotare e conservare i dati raccolti e le modifiche effettuate.
Ognuno ha il proprio stile di guida e le proprie preferenze; solitamente chi ha una guida più pulita preferisce regolazioni tendenti al morbido in modo che la moto possa copiare meglio le asperità dell’asfalto; mentre chi ha una guida più “sporca” preferisce indurirle per ottenere un maggior controllo nelle situazioni limite come frenate ed accelerazioni violente. Stabilire chi abbia ragione è molto aleatorio infatti nel primo caso viene sfruttata la percorrenza, invece nel secondo l’entrata e l’uscita di curva.
La regolazione delle sospensioni si può suddividere in due fasi distinte e separate.
La prima è la regolazione statica in cui si regola l’assetto della moto, cioè l’altezza dell’avantreno e del retrotreno in condizioni statiche, importante per avere il giusto assetto in condizioni di marcia in rettilineo ed una buona base di partenza sulla quale intervenire per migliorare il comportamento della moto in condizioni dinamiche.
La seconda è la regolazione dinamica dove si interviene sui registri per migliorare il comportamento della motocicletta per esempio durante la percorrenza di una curva o in frenata. Molto più complessa di quella statica perché in questa fase subentra anche lo stile di guida e le impressioni del pilota e quindi le disquisizioni puramente scientifiche e teoriche devono cedere in parte il posto alle sensazioni che il pilota avverte alla guida della motocicletta. E’ importante effettuare una regolazione per volta girandolo di uno o al massimo due scatti per ogni tentativo in modo tale da sapere sempre in che direzione si sta andando ed eventualmente tornare indietro.
Riassumendo:
• Il precarico regola l’altezza della moto e conferisce un funzionamento più o meno secco delle sospensioni sulle asperità. Questo registro modifica il comportamento della moto in curva che può passare da sotto a sovrasterzante a seconda che si aumenta il precarico della forcella o del mono.
• I freni in compressione e in estensione servono a regolare la velocità con cui le sospensioni si comprimono o si estendono.
La regolazione delle sospensioni è sempre un compromesso tra le diverse situazioni che si possono incontrare durante la guida. Una taratura ottimale per la frenata non lo sarà per una guida su un tratto di strada sconnessa così come un set up per percorsi tortuosi sarà penalizzante per quelli veloci. Almeno nel caso in cui si usa la moto su strada e non in pista la verità è nel giusto mezzo.
A questo punto possiamo mettere in pratica quanto detto fin ora, la piccola guida che segue vi potrà indicare come fare ma naturalmente vi consiglio di farvi seguire da una persona esperta che, avendo già effettuato queste regolazioni, possa aiutarvi a non commettere errori che potrebbero causare situazioni pericolose durante la guida.
1.MISURE DI RIFERIMENTO
La prima cosa da fare è misurare le quote iniziali che vi serviranno quale riferimento per effettuare correttamente le regolazioni e ritornare, eventualmente, alla condizione di partenza.
Sollevate la moto in modo che le ruote siano staccate da terra; misurate da un punto solidale al telaio ai perni ruota. Ad esempio dalla piastra di sterzo inferiore per l’anteriore, e da un punto sul codone perpendicolare al perno per il posteriore (potete creare un riferimento con una striscia di nastro adesivo). Segnatevi su un foglio le due misurazioni F1 R1 (Anteriore e Posteriore).
2. ASSETTO STATICO
Rimettete a terra la moto, mantenendola perpendicolare senza applicarle alcuna pressione riprendete le stesse misure; prendete queste misure due volte: la prima facendo abbassare la moto molto lentamente e la seconda facendola risalire sempre lentamente. La media tra le due misure è la misura in POSIZIONE STATICA, prendetene nota.
3. STATIC SAG
Sottraete la misura 2 alla 1 per ottenete l’abbassamento statico conosciuto anche come Negativo, Neutro o Gioco Statico.
Lo Static Sag, “1” meno “2”, deve, secondo la moto o l’uso, essere del 20-30% sull’anteriore e del 6-10% sul posteriore. Per un uso in pista i valori diventano di 15-18% sull’anteriore e 6-8% sul posteriore.
Per comodità riporto questa tabella indicativa ( valori espressi in millimetri).
VALORI LIMITE DI STATIC-SAG
*In caso di pista bagnata usate i parametri per le strada.
Lo Static Sag, ossia la possibilità della sospensione di lavorare in estensione rispetto alla posizione statica, è di vitale importanza, infatti, se insufficiente, la ruota anteriore non riesce a copiare gli avvallamenti dell’asfalto facendo sbacchettare la moto o rendendola instabile mentre quella posteriore non rimarrà stabile in staccata generando saltellamenti e/o sbandieramenti.
4. SAG RIDER
Rifate la stessa misurazione del punto “2”, solo per il posteriore, con il pilota in posizione di guida, prendete nota e detraetela dal “Riferimento” ottenendo così l’abbassamento con pilota, positivo o SAG RIDER.
VALORI LIMITE DI SAG RIDER (POSTERIORE )
Per i punti “3” e “4” bisogna avvicinarsi ai valori minimi per la pista ed a quelli massimi per la strada; più pesa il pilota più ci si deve avvicinare ai valori minimi di Static Sag e massimi di Sag Rider, con piloti di oltre 90Kg. si possono utilizzare i valori di Static Sag della pista anche su strada. Comunque se con un valore minimo di Static Sag si ha un Sag Rider superiore a quello massimo la molla è troppo morbida, al contrario massimo SS e minimo SR è troppo rigida.
Le regolazioni ai punti 3 e 4 si eseguono variando il precarico della molla, con le idrauliche completamente aperte. Aumentando il precarico si riducono i valori dei SAG e la moto si alza, mentre riducendolo si aumentano i SAG e la moto si abbassa.
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usare sempre le apposite chiavi per effettuare le regolazioni; quelle per il mono, se non sono in dotazione alla moto, le potete acquistare con modica spesa: non usare metodi empirici (ad esempio martello e cacciavite!) con i quali danneggereste le ghiere e non riuscireste ad effettuare correttamente le regolazioni.
6. FRENO IN ESTENSIONE
Con la leva del freno tirata, fate lavorare la forcella un po’ di volte poi spingete con decisione e fatela tornare tenendo sempre frenato senza fare pressione sul manubrio. La forcella deve estendersi e scendere un poco prima di fermarsi , se tende a scendere e poi a risalire è poco frenata mentre se non sale tutta lo è troppo. I limiti sono tra quando la forcella “ritornando si ferma” e quando “ritorna, scende e tende a risalire”.
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Per il posteriore bisogna far lavorare l’ammortizzatore, comprimerlo con decisione e lasciarlo tornare misurando il tempo di ritorno che deve essere compreso tra 1 e 1.5 secondi, ovviamente più lento per la pista.
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Se l’anteriore non è abbastanza frenato si può verificare un brusco cambio di assetto tra la frenata e l’inserimento in curva (fluidi veloci). Inoltre sia l’anteriore che il posteriore poco frenati tendono a far ondeggiare la moto sul veloce (fluidi lenti). Se al contrario sono troppo frenate la moto non riesce a copiare gli avvallamenti. Non permettendo poi alle molle di ricaricarsi le sospensioni vanno a fine corsa anche se sembrano rigidissime e la moto diventa dura da guidare. Su una strada dissestata o cosparsa di buche e la moto saltella, si è portati a pensare che sia poco frenata, invece solitamente la causa è proprio un’eccessiva frenatura. Più è rigida o precaricata la molla più l’estensione dovrà essere frenata.
7. FRENO IN COMPRESSIONE
Questa regolazione ha la funzione di variare il tempo di movimento della sospensione, può aiutare la sospensione a non raggiungere il fine corsa senza dover variare altre regolazioni. Per regolarlo staticamente si spingono le sospensioni a mano, sulla forcella devono rimanere ancora 25-40mm di corsa così come il mono non deve arrivare al tampone.
Anche per la compressione i fluidi lenti e veloci devono essere bilanciati. Con l’esperienza si regolano i fluidi veloci chiudendo la compressione sino a quando non sente più il rinculo della molla mentre per i fluidi lenti sempre muovendola nel primo terzo di corsa bisogna ottenere una sensazione di bilanciamento tra compressione ed estensione. Chiudendo questa regolazione la moto può acquistare maneggevolezza ed aumentando il tempo di movimento della sospensione può diminuire la corsa in frenate o accelerazioni brevi, inoltre acquista più stabilità in se stessa, ossia si muove di meno, ma la perde rispetto al fondo stradale diventando troppo secca sulle asperità, rendendo la guida più stressante ed imprecisa, questo spiega perché molte stradali hanno solo la regolazione del ritorno. Per regolarla perfettamente l’unico modo è provare la moto e trovare il miglior compromesso tra tenuta di strada (ridurre) e controllo delle sospensioni (aumentare).
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Se non avete le regolazioni idrauliche o se queste non sono sufficienti si può cambiare l’olio con maggiore viscosità se la forcella non è abbastanza frenata e diminuirla se lo è troppo. Nel caso in cui per ottenere una buona frenatura in estensione la forcella diventa troppo dura o morbida in compressione è necessario modificare i passaggi interni della forcella in modo che entrambe le regolazioni siano equilibrate, ma solo per forcelle con la cartuccia.
Per misurare la massima escursione della forcella applicate una fascetta di plastica sullo stelo. Dopo aver provato la moto misurate la distanza tra il parapolvere della forcella e la fascetta sommate il valore di Static Sag ed avrete la corsa effettiva che dovrebbe essere intorno ai 100/110mm. E’ importante sapere che il tampone è una sicurezza ulteriore contro il fine corsa del mono ed è presente anche nelle forcelle (stop idraulico). Normalmente lo stop idraulico inizia dai 10 ai 25mm prima del fine corsa della forcella, quando arriva troppo velocemente e si sente il colpo è necessario frenare l’idraulica. A grandi linee la regolazione delle sospensioni deve essere più morbida possibile senza mai arrivare a fine corsa.
CONCLUSIONI
Ho illustrato gli aspetti tecnici fondamentali senza entrare in meriti troppo specificamente teorici per non essere prolisso e inutilmente “dotto” e, come già detto in premessa, senza presunzioni di sorta; a breve pubblicherò una tabella compendio di quanto fin qui riportato alla quale ricorrere per avere risposte veloci a difetti o migliorie sulle sospensioni. Lamps!
Nickatana
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