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Rigidezza dei telai motociclistici
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MAY 3rd, 2020
Ciò che permette ad un veicolo di rimanere a contatto con il terreno sono gli pneumatici. Per poter sfruttare la massima aderenza in curva, questi devono lavorare nella maniera ottimale: non dovrebbero sollevarsi dal terreno, e dovrebbero rimanere alla corretta temperatura di lavoro. Uno pneumatico che si solleva, che si surriscalda o che rimanga troppo freddo, perde aderenza, portando alla perdita di aderenza l'intero veicolo.
Le sospensioni sono quell'organo che permette agli pneumatici di lavorare nel modo migliore, copiando le asperità del terreno e massimizzando così l'aderenza. Questo è il motivo per cui i telai automobilistici devono essere il più rigidi possibile: per lasciare alle sole sospensioni il compito di controllare il movimento delle ruote, senza introdurre movimenti non previsti che pregiudicherebbero il comportamento stradale.
Nelle motociclette la situazione è diversa: un telaio motociclistico deve essere flessibile. Il perché è presto detto: si può immaginare l'auto come un mezzo che si sposta su di un piano, mentre la moto si sposta nello spazio.
Quando un auto percorre una curva, le asperità del terreno vengono assorbite dalle sospensioni. Una moto, invece, per poter percorrere una curva deve piegare. Incontrando una asperità, parte della forza viene assorbita dalle sospensioni, parte agisce lateralmente, sollecitando il telaio. Se questo fosse eccessivamente rigido, questa forza non verrebbe assorbita affatto, provocando la perdita di aderenza dello pneumatico.
E' chiaro che maggiore è l'angolo di piega, maggiore sarà questa forza laterale, rendendo più importante l'effetto della rigidezza laterale del telaio. Per questo motivo nel motocross ancora resistono i telai monotrave in acciaio, particolarmente flessibili: il terreno (ricco di buche) e l'elevato angolo di piega raggiunto dalla moto (che viene sdraiata a terra) fanno lavorare molto il telaio. Se n'è accorta la Honda quando, nel 1997, mise in commercio la prima moto da cross con telaio perimetrale in alluminio. Questa prima versione risultò eccessivamente rigida, rendendo la guida piuttosto affaticante e poco redditizia. Tutti i telai in alluminio successivi verranno prodotti con sezioni inferiori, per incrementarne la flessibilità.
Crossista in azione: notare l'elevato angolo di piega raggiunto, è molto importante che il telaio riesca ad assorbire le vibrazioni laterali.
Prima si è accennato il termine "rigidezza laterale". Non esiste un unico valore di rigidezza per un telaio, ma questa varia a seconda della direzione della forza applicata. Le rigidezze di interesse in un telaio motociclistico sono:
- Rigidezza laterale: controlla l'assorbimento delle asperità in piega;
- Rigidezza longitudinale: controlla il comportamento in frenata;
- Rigidezza torsionale: agisce quando il pilota fa inclinare la moto.
Come si è già detto, la rigidezza laterale deve essere bassa. Le rigidezze longitudinale e torsionale, invece, devono essere elevate. Se quella longitudinale fosse bassa, la moto sarebbe poco precisa in staccata. Se quella a torsione fosse bassa, la moto sembrerebbe lenta e pesante, perché ogni comando del pilota si tradurrebbe in una deformazione del telaio, prima che nella manovra voluta.
Idealmente, la rigidezza a torsione dovrebbe essere infinita. Il telaio perimetrale riesce meglio di altri a soddisfare i requisiti di elevata rigidezza torsionale e longitudinale e bassa rigidezza laterale.
Confrontiamo per esempio un telaio perimetrale con un classico doppia culla da motocross. Nel perimetrale, una coppia di torsione si tramuta in due forze verticali, invece nel monotrave la stessa coppia si tramuta in due forze laterali. Per cui, irrigidendo a torsione il telaio doppia culla, inevitabilmente si irrigidirà anche lateralmente. Nel perimetrale, invece, le forze generate dalla torsione sono ortogonali alla forza laterale, quindi le due rigidezze possono essere (entro certi limiti) indipendenti l'una dall'altra.
Per quanto possa essere rigido, il telaio perimetrale sarà comunque lontano dall'ideale rigidezza a torsione infinita. Molto più rigidi sono i telai di tipo monoscocca, formati sostanzialmente da una scatola. La loro rigidezza è talmente elevata che possono essere realizzati con spessori di parete molto sottili, risultando spesso più leggeri di un normale telaio perimetrale. Inoltre, spesso la cassa filtro, il serbatoio o entrambi vengono ricavati direttamente all'interno del telaio stesso, portando ad una ulteriore riduzione di peso, dovuta all'eliminazione di questi componenti. Un esempio di telaio di questo tipo lo possiamo trovare nella Ossa 250 da gran premio del 1967. In questa moto il peso inferiore di circa 20 kg e le eccezionali doti di maneggevolezza (dovute proprio alla elevata rigidezza del telaio) le permettevano di competere contro avversarie ben più potenti, specialmente nelle piste più tortuose, tanto da farle vincere il campionato spagnolo nel 1967 e 1968, e arrivando settima nel campionato del mondo del 1968.
Ossa 250 monoscocca
Questo telaio presenta ottime doti di maneggevolezza, ma è estremamente rigido anche lateralmente. Sono ben noti i problemi di mancanza di feeling della Ducati Desmosedici progettata dall'Ing. Filippo Preziosi, con telaio monoscocca in carbonio e motore portante.
E' opinione di chi scrive che le moto più vecchie (come la Ossa) fossero comunque competitive sia perché gli pneumatici dell'epoca non permettevano di raggiungere gli angoli di piega di quelli moderni, rendendo meno importante la rigidezza laterale, sia perché venivano utilizzate forcelle a steli dritti di piccolo diametro, molto più flessibili rispetto alle moderne forcelle a steli rovesciati.
Sarebbe interessante testare una moto avente telaio monoscocca, e dotata di un sistema di sospensione laterale che permetta l'assorbimento delle asperità in piega. Probabilmente si unirebbero i vantaggi della elevata rigidezza del monoscocca, con il feeling in piega garantito dalla flessione laterale, che in questo caso diverrebbe pure regolabile.
Bibliografia top
- Motorcycle Dynamics, Vittore Cossalter, Grafiche Gemma Borgoricco, 2008
- Effetto Moto - Dinamica e Tecnica della Motocicletta, Gaetano Cocco, Giorgio Nada Editore, 2008
- La Progettazione della Motocicletta, Fabio Fazi, Giorgio Nada Editore, 2013
- Motorcycle Handling and Chassis Design, Tony Foale, 2002
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