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Avancorsa
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  1. Introduzione
  2. Calcolo
  3. Valori tipici
  4. Bibliografia

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Immagine di copertina

JUNE 1st, 2018

 

Introduzione       top

Si definisce avancorsa il braccio di leva tra il punto di contatto pneumatico/terreno e il punto di contatto dell'intersezione dell'asse di sterzo col terreno.

Può assumere valori positivi, negativi o nulli. Si definisce positiva quando l'intersezione dell'asse di sterzo col terreno è davanti al punto di contatto pneumatico-terreno, negativa quando è dietro, nulla quando i due punti sono coincidenti. In seguito ad una perturbazione esterna (ostacoli sull'asfalto, vento laterale...), nasce una forza parallela al senso di marcia. Questa forza si scompone in due componenti: una parallela all'asse della ruota (Cp), l'altra ortogonale a questa (Co). La componente ortogonale, moltiplicata per il valore dell'avancorsa, genera un momento. Questo momento tende a raddrizzare la ruota anteriore se l'avancorsa è positiva, mentre favorisce la rotazione dello sterzo se l'avancorsa è negativa.

A parità di perturbazione esterna, quindi, più il valore dell'avancorsa è elevato e più il momento che si genera è elevato. Risulta evidente che l'avancorsa dovrà sempre essere positiva. A causa della conformazione del terreno, tuttavia, è possibile che questa diventi negativa, causando momentanee perdite di controllo del mezzo. Può accadere per esempio durante il superamento di un gradino. Per questo motivo, le moto da fuoristrada presentano generalmente un avancorsa elevata unita ad una ruota anteriore di diametro elevato.

Avancorsa Forza raddrizzante dovuta all'avancorsa Situazione in cui l'avancorsa può diventare negativa
Avancorsa Forza raddrizzante dovuta all'avancorsa Situazione in cui l'avancorsa può diventare negativa

 

Calcolo       top

La geometria di sterzo è descritta da tre parametri:

  • Angolo di inclinazione dello sterzo ∈
  • Avanzamento della forcella d;
  • Raggio della ruota Rf;

Il valore dell'avancorsa si calcola:

a = Rf tan(∈) - d/cos(∈)

Dalla formula si evince che l'avancorsa:

  • Aumenta all'aumentare del raggio della ruota Rf;
  • Aumenta all'aumentare dell'angolo di sterzo ∈
  • Diminuisce all'aumentare dell'avanzamento d;

 

Valori tipici       top

Schema avancorsa

Le interazioni moto/terreno sono rappresentabili da 3 punti: i due punti di contatto pneumatico/terreno, e l'asse di rotazione dello sterzo. Oltre all'avancorsa "anteriore" (appena definita), esiste anche una "avancorsa posteriore", ricavabile sommando l'interasse della moto al valore dell'avancorsa anteriore. Si può valutare la maneggevolezza di una moto rapportando l'avancorsa anteriore con quella posteriore. Chiameremo questo rapporto "Rn". Se è vero che, in seguito ad una perturbazione, all'aumentare dell'avancorsa anteriore aumenta il momento che si genera attorno all'asse di sterzo, vale anche il contrario, ovvero all'aumentare dell'avancorsa anteriore è necessario generare un momento più elevato per imprimere una perturbazione alla moto. Questo però a parità di interasse. Due moto aventi lo stesso valore dell'avancorsa anteriore, ma interassi diversi, avranno maneggevolezze diverse.

All'aumentare di Rn:

  • La maneggevolezza della moto diminuisce;
  • La reattività dello sterzo aumenta.
Si tratta di due effetti quasi opposti. Se questo rapporto è troppo basso, si avrà uno sterzo sicuramente leggero, ma le reazioni della moto saranno eccessivamente lente. Se troppo alto, invece, ad ogni azione sul manubrio corrisponderà una reazione scattante, ma lo sterzo potrebbe risultare eccessivamente pesante portando ad una guida difficoltosa. Esisteranno quindi dei valori ottimali. Generalmente scooter di piccola cilindrata, destinati al trasporto cittadino, presentano valori piuttosto bassi, attorno al 4-5%. Per le moto da corsa, sportive o stradali, il rapporto si aggira attorno al 6-6.5%, e può arrivare all'8% su moto turistiche. Moto particolarmente pesanti, come le cruiser, hanno rapporti attorno al 5%. Probabilmente, per rendere lo sterzo più leggero, visto il peso elevato. Nel calcolo di Rn andrebbe considerata anche la distribuzione dei pesi. Due moto cinematicamente identiche, ma diverse nella distribuzione dei pesi, avranno comportamenti differenti. La cosa è intuitiva. La moto col baricentro più avanzato, a parità di angolo di sterzata, sposterà lateralmente il baricentro di un valore maggiore rispetto alla moto con baricentro più arretrato. Inoltre un peso maggiore sulla ruota anteriore renderà lo sterzo più pesante. Questo significa che, anche se cinematicamente identiche, la moto con baricentro più avanzato si comporterà come se avesse un valore di Rn maggiore rispetto alla moto con baricentro più arretrato.

 

Bibliografia       top

  1. Effetto moto - Dinamica e tecnica della motocicletta, Gaetano Cocco, Giorgio Nada Editore, 2008
  2. Motorcycle Dynamics, Vittore Cossalter, Grafiche Gemma Borgoricco, 2008

 

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