Studio della sospensione posteriore: misure e modifica

[gpsmax]

leggo spesso di utenti del forum che si cimentano in modifiche più o meno "ragionate" o "necessarie" sulla sospensione posteriore. ma la sospensione posteriore è uno degli assiemi della moto dove, più di molti altri componenti, una modifica fatta a "pene di segugio" porta risultati indesiderati, e nella stragrande maggioranza dei casi... peggiorativi.

il link deformabile della sospensione è infatti estremamente complesso, e si tratta di un componente che lavora in maniera dinamica, ossia varia le sue caratteristiche in funzione di molti parametri, ma soprattutto lo fa in maniera non lineare. proprio in virtù della caratteristica principale della sospensione posteriore: la progressività, ossia il fatto che l'escursione della ruota e l'escursione dell'ammortizzatore non variano di pari passo, ma più la sospensione affonda, maggiore sarà la corsa dell'ammortizzatore a parità di spostamento della ruota.

questo significa che, ad esempio, a inizio corsa un centimetro di escursione ruota vale un centimetro di escursione ammortizzatore, mentre verso la fine dell'escursione della sospensione, un centimetro di corsa ruota può valere anche tre o più centimetri di escursione dell'ammortizzatore. questa caratteristica, la progressività, serve per avere una sospensione confortevole e che copia bene le piccole asperità a inizio corsa, e contemporaneamente evitando il tamponamento dell'ammortizzatore nelle sollecitazioni maggiori, ad esempio nei salti. nella forcella, la progressività viene ottenuta con l'idraulica (in quelle più recenti ed evolute), mentre nelle vecchie forcelle... non c'è o quasi, e troviamo solo un "tampone idraulico" di fine corsa, per evitare devastanti legnate a fondo corsa degli steli contro il fondo dei foderi.

... e fin qui la cosa credo sia chiara per tutti... 

su Motocross di maggio 2012 è stato pubblicato un articolo interessantissimo sulla dinamica della sospensione posteriore, a firma di Roberto Pegoraro, pilota e ingegnere attualmente in forza al team di Andreani. l'articolo vale l'acquisto della rivista, garantito: ricco di considerazioni tecniche, diagrammi e confronti delle diverse situazioni delle modifiche "low cost" alla sospensione post ed ai cinematismi, dove per "low cost" si intendono tutte le modifiche che non comportano stravolgimenti di telaio, ossia:

• la sostituzione delle biellette, montandone di più lunghe e di più corte
• il ripristino dell'altezza della moto (dopo la sostituzione delle biellette) tramite la sostituzione dell'ammortizzatore con uno adeguato(più lungo o più corto) - intervento che, di fatto, altera in maniera pesante tutta la geometria di lavoro, anche se l'altezza della moto non cambia
• la sostituzione dell'ammortizzatore con uno più lungo o più corto, una situazione tipica di chi vuole "risparmiare" (spesso perché non trova un ricambio a buon prezzo)... o perché vuole la "moto alta" a tutti i costi 

poiché l'articolo della rivista è coperto da copyright, non posso ovviamente scansionarlo e metterlo on-line... ma posso sicuramente fare un riassunto commentato di tutto quello che c'è scritto.... 

l'articolo prende in esame un link "generico", del tipo normalmente montato oggi sui cross/enduro, ma anche se in questa sospensione la bielletta triangolare è attaccata sotto al forcellone e nelle XR invece sopra, la situazione è simile e quindi "comparabile". si tratta infatti sempre di un link con una lunga bielletta inferiore ed un "triangolo" centrale, in cui sono infulcrati la bielletta stessa, l'ammortizzatore e il forcellone.  pur cambiando quindi le geometrie generali, i risultati "assoluti" saranno assai simili tra la moto "generica" del test nell'articolo... e le nostre XR.



pur scusandomi per la qualità del disegno, credo che renda bene i concetti: si tratta sempre di un pezzo "triangolare" attaccato al forcellone, all'ammortizzatore ed al telaio (tramite una singola bielletta sulle nostre XR, in realtà. fa eccezione il 650, che ha una bielletta sdoppiata). che poi i leveraggi abbiano forma e punti di attacco diversi, poco importa se si prendono in considerazione i parametri "assoluti" della sospensione, ossia:

- angolo del forcellone
- rapporto di leva
- progressività
- carico sulla ruota

quest'ultimo è secondo me il parametro più interessante: se la modifica effettuata abbassa il carico sulla ruota posteriore, la moto avrà meno trazione e scivolerà di più, a parità di tutti gli altri parametri della sospensione.

l'articolo prevedeva inizialmente l'esame del link "generico", per avere dei parametri iniziali di confronto, e quindi esaminava come si modificava la geometria ed i quattro parametri della sospensione in seguito alle modifiche effettuate.

i casi presi in esame sono tre, e sono quelli "tipici" che è possibile anche fare "in casa" comprando pezzi aftermarket e con una semplice serie di chiavi. l'unica modifica che non è possibile fare da soli è la modifica della lunghezza dell'ammortizzatore, per la quale consiglio sicuramente di rivolgersi a uno specialista per evitare casini - a meno di non sostituire l'ammortizzatore con uno più corto o più lungo. il pezzo "triangolare" non viene preso in considerazione, perché è difficilmente sostituibile in quanto complesso e abbastanza critico... e soprattutto perché per le nostre moto non lo fa nessuno. quindi, a meno di non trovarne uno appena appena simile, non si possono fare esperimenti... che comunque potrebbero dare risultati deludenti. queste quindi le ipotesi dell'articolo:

• link modificato con biellette allungate ed accorciate, senza toccare nient'altro. è la modifica più semplice sui 250-400-600, in quanto si può facilmente costruire una bielletta con un paio di uni-ball ed una barra di acciaio filettato. il vantaggio è che questa bielletta sarebbe anche facilmente registrabile... basta avvitare o svitare la barra. è generalmente la modifica più semplice se si vuole abbassare una moto troppo alta, e si trovano anche le biellette più lunghe (per alcune moto) sul mercato aftermarket
• link modificato con biellette allungate ed accorciate, e ripristino altezza moto (di fondamentale importanza per ripristinare le quote del telaio come avancorsa e inclinazione forcella) rispettivamente allungando ed accorciando l'ammortizzatore. ovviamente, "allungare" un ammortizzatore significa... metterne uno più lungo
• la semplice modifica della lunghezza dell'ammortizzatore, allungato ed accorciato

la misura di "allungamento" e "accorciamento" ipotizzata nell'articolo è di 3 mm, sia per le biellette sia per l'ammortizzatore. viene usata una misura così piccola perché, lo vedrete, il risultato che si ottiene è già sufficiente a stravolgere completamente il lavoro della sospensione.

e qui il primo commento: se con 3 mm di differenza ottengo delle variazioni molto significative, figuratevi cosa succederebbe se montassimo (senza fare nient'altro) un ammortizzatore più lungo di 4 o 5 cm... ammesso che c'entri, cosa di cui dubito...

comunque, andiamo a esaminare i vari casi e i risultati che si ottengono:

link modificato con biellette allungate ed accorciate, senza toccare nient'altro

in questo caso, l'angolo di lavoro del forcellone aumenta in maniera lineare verso l'alto (con le biellette più lunghe) o verso il basso (con le biellette più corte). questo significa che la moto sarà più bassa (con le biellette allungate) o più alta (con le biellette accorciate). nella moto esaminata la variazione di 3 mm delle biellette produceva una variazione di 4 mm dell'altezza sella. nelle XR, probabilmente il valore sarà diverso, in quanto è diverso il rapporto di leva del Pro-Link, e probabilmente sarà maggiore.

il rapporto di leva è invece il rapporto tra la corsa dell'ammortizzatore e la corsa del perno ruota nei diversi punti dell'escursione, ed è molto influenzato dalla lunghezza delle biellette. per le piccole escursioni della ruota (a inizio corsa) l'articolo rilevava infatti uno scostamento di circa il 2% in più (biellette più lunghe) o in meno (biellette più corte), valore che a fine corsa incrementa fino a circa un 6%. questo significa senz'altro che con le biellette più lunghe la sospensione sarà più "legnosa", in quanto l'incremento di rapporto di leva verso il fine corsa la renderà molto più rigida, e questo succederà prima rispetto alla sospensione originale

la progressività di deformazione varia invece in maniera notevolmente logaritmica, e questo, considerato quello che succede per il rapporto di leva, è facilmente intuibile: alla partenza è praticamente identica, mentre alla fine dell'escursione le biellette più lunghe danno un elevato valore del 7% in più rispetto all'originale. con le biellette accorciate si ha una variazione di circa il 3% in meno. la differenza dei due valori è dovuta alla differenza della geometria di lavoro, alterata dalle biellette di diversa lunghezza. questo valore si ripercuote sulla velocità di lavoro dell'ammortizzatore, che sarà maggiore con le biellette allungate. ed ovviamente, a parità di escursione, con le biellette allungate si avranno maggiori escursioni dell'ammortizzatore. questo conferma che una sospensione con le biellette allungate sarà sicuramente più "forte" dell'originale, in quanto il diverso leveraggio la sollecita in maniera molto più elevata, a parità di escursione ruota, comprimendola più rapidamente.

il carico sulla ruota, l'ultimo valore preso in esame nell'articolo, varia anch'esso in maniera pesante. con le biellette allungate, è inizialmente identico (nel campo del sag statico con pilota in sella, ossia circa 100 mm), varia poi da un +2,7% circa fino ad un elevato +12% verso il fondo corsa. esattamente l'inverso (circa) per le biellette accorciate.

le conclusioni dell'Ing. Pegoraro sono che l'allungamento delle biellette rende tutta la sospensione più progressiva e trasmette più peso a terra (aumentando la trazione), ovviamente perdendo parte dell'escursione in quanto la sospensione avrà meno corsa. e, aggiungo io, rendendo la sospensione meno "confortevole" e più "legnosa", ed anche (se non si abbassa l'avantreno di uguale valore di quanto si abbassa il retrotreno) facendo perdere maneggevolezza.


link modificato con biellette allungate ed accorciate, e ripristino altezza moto adeguando la lunghezza dell'ammortizzatore

poiché abbiamo ripristinato l'altezza della moto allungando (nel caso di biellette più lunghe) o accorciando (nel caso di biellette più corte) l'altezza della moto, in questo caso l'angolo di lavoro del forcellone rimane perfettamente invariato. è geometria: se l'altezza della moto è uguale a prima, le uniche variazioni saranno nei parametri dinamici.

giusto per conferma, l'articolo qui inserisce un grafico della variazione dell'escursione dell'ammortizzatore alle varie escursioni ruota. giustamente, al variare delle biellette varia in maniera conseguente l'escursione dell'ammortizzatore in più (ammortizzatore più lungo, necessario a compensare le biellette più lunghe) o in meno (ammortizzatore più corto) in maniera praticamente lineare. tutto confermato, quindi.

al contrario, il rapporto di leva cambia notevolmente. allungando sia l'ammortizzatore che le biellette, il sistema ha il primo tratto con un rapporto minore (circa -1%) e termina con un rapporto superiore (intorno a +7%). risulta invece inferiore il risultato con biellette e ammortizzatore accorciati, anche se in misura percentualmente minore (l'articolo non cita il valore, ma dal grafco si desume sia circa un -0,5 iniziale ed un +4% finale). in pratica, aggiungo io, con ammortizzatore e biellette più lunghe otterremo una progressione sostanzialmente differente di quanto si ottiene modificando solo le biellette o solo la lunghezza dell'ammortizzatore. importante ricordare che in questa condizione l'altezza della moto non cambia, in quanto la variazione della lunghezza delle biellette viene compensata modificando di conseguenza la lunghezza dell'ammortizzatore per ripristinare la situazione iniziale.

la progressività della sospensione cambia di conseguenza: di fatto, le curve di progressione sono entrambe più "ripide" rispetto alla sospensione "originale" (senza modifiche). con le biellette e l'ammortizzatore "lunghi" si ha una variazione tra il 3 ed il 7%, mentre con ammortizzatore e biellette "corte" si ha una variazione tra il 4 ed il 6%. le variazioni sono sempre apprezzabili ad iniziare da circa 100 mm di corsa ruota, ossia "dopo" il sag con pilota in sella, nella parte che di fatto è per noi interessante, la situazione di utilizzo reale.

per ultimo l'articolo mostra il diagramma di carico sulla ruota. l'autore pone l'accento sul fatto che per i primi 210 mm di escursione la situazione rimane praticamente invariata. mentre, nella seconda parte della corsa della ruota, l'avere un sistema ammortizzatore + biellette più corte fa innalzare il trasferimento di carico sulla ruota posteriore in maniera decisamente maggiore (fino ad un +13%) rispetto all'originale. con biellette e mono allungato, invece, si ottiene al massimo un valore maggiore del 6-10%. il mio commento è che , usando ammortizzatore e biellette più lunghe, si deve controllare bene che il finecorsa della sospensione... non sia oltre il parafango, altrimenti alla prima sollecitazione davvero seria, la ruota lo distruggerà. e magari, si finisce in terra per l'attrito generato tra ruota e parafango... prima della distruzione...


la lunghezza dell'ammortizzatore

questo è un caso "tipico". nel senso che molti ho notato che cambiano l'ammortizzatore con uno diverso, quasi sempre più lungo, per avere una maggiore escursione e un "culetto bello alto". ed è anche la modifica che, se fatta da sola, riserva le maggiori sorprese... leggete di seguito...

non c'è il grafico della variazione dell'angolo del forcellone, ovviamente. sarebbe inutile, in quanto è chiaro anche ad un pesce rosso che se allungo l'ammortizzatore il mio forcellone starà più "aperto" e viceversa se accorcio l'ammortizzatore. l'articolo riporta una variazione dell'altezza sella di 9 mm in più con l'ammortizzatore allungato di 3 mm, ed un'altezza minore di circa 8 mm con l'ammortizzatore accorciato di 3mm. la leggera differenza è dovuta al diverso rapporto di leva ed alla progressione differente alle due diverse misure dell'ammortizzatore, ovviamente

il rapporto di leva segue la regola: con l'ammortizzatore più lungo, aumenta (tra il 2 ed il 10%), mentre con l'ammortizzatore più corto diminuisce (indicativamente, tra -1,2 e -14%) sempre rispetto alla moto con l'ammortizzatore originale. perciò: con l'ammortizzatore più lungo ho una sospensione che fa lavorare il link di più, mentre con quello corto il link lavora di meno. e di conseguenza varierà la velocità di lavoro dell'ammortizzatore, ovviamente.

molto interessante anche il diverso andamento della progressività: nel caso di ammortizzatore allungato, il rapporto corsa ruota/corsa ammortizzatore aumenta tra il 10 ed il 17%, mentre con l'ammortizzatore accorciato diminuisce tra il 7 ed il 14%. ciò è dovuto al fatto che la posizione di lavoro delle biellette (a parità di geometria del cinematismo), allungando o accorciando l'ammortizzatore subisce un notevole mutamento, in quanto gli angoli di lavoro dei vari componenti sono radicalmente modificati. occhio alle parole: "radicalmente", in questo caso significa anche un piccolo scostamento assoluto, ricordiamoci che le modifiche dell'articolo ipotizzano un "allungamento" o un "accorciamento" dell'ammortizzatore di 3 mm.

ultimo pezzettino di quest'articolo interessantissimo, è il grafico della variazione del carico sulla ruota alla variazione della lunghezza dell'ammortizzatore. ed è anche quello dove si trovano le sorprese maggiori...
mentre nei primi 100 mm di escursione le variazioni di carico ruota sono minime, proseguendo nell'escursione la variazione diventa assolutamente notevole. con l'ammortizzatore accorciato infatti si ottengono valori superiori anche del 30% rispetto all'ammortizzatore originale, mentre con l'ammortizzatore allungato si hanno variazioni dal -3 fino al -18%, sempre rispetto alla moto originale. è fondamentale ricordare che, nel caso dell'ammortizzatore allungato, la situazione può migliorare (ma solo marginalmente) facendo scendere in misura uguale la forcella, ma è un palliativo: il valore inferiore di trasferimento di carico sulla ruota è infatti determinato da un lavoro molto differente della molla, determinato dall'alterazione della geometria del link dovuta alla maggior lunghezza dell'ammortizzatore. e anche se montiamo la forcella di una custom, questa geometria cambierebbe ben poco...



CONCLUSIONI: il succo del discorso, per chi ha avuto la pazienza o l'interesse di leggerselo tutto, è che la sospensione posteriore è un insieme molto complesso e che le modifiche, soprattutto se dettate da motivi estetici (voglia di... culetto alto) o di necessità (gambe corte...) portano sempre delle problematiche aggiuntive, che come abbiamo visto peggiorano spesso una delle cose più importanti: la trazione della ruota, diminuendo il carico che l'ammortizzatore riesce a trasferire su questa.

questo articolo (che vi consiglio di richiedere subito come arretrato a Motocross, il numero è lo 05 ventidodici) è ovviamente una veloce carrellata su quello che succede cambiando uno specifico link su una specifica sospensione. non ho la certezza che i risultati siano esattamente identici su altre sospensioni ed altri link, ma possono essere sicuramente presi come riferimento.
chi ha provato una moto con le biellette allungate (per far toccare coi piedi al semaforo la sua ragazza) si sarà subito reso conto che la sospensione ha perduto gran parte della morbidezza iniziale ed è decisamente "legnosa". così come chi ha provato una moto con l'ammortizzatore "allungato" avrà sicuramente riscontrato un'accentuata tendenza alla derapata ed al saltellamento... imputandolo magari al fatto che la moto era più "in picchiata" rispetto a quella originale... ma non era così.

P.S. gli unici complimenti che (se mi farete) potrò accettare, saranno sull'efficacia della spiegazione e sulla qualità del mio italiano. il lavoro è dell'Ing. Pegoraro, e non mi sognerei mai di attribuirmelo...

[Fabrice]

...Se non sbaglio, un modo semplice per rendere concreta questa spiegazione, sarebbe confrontare direttamente due Moto Racing uguali.
Una in versione Enduro & l'altra in configurazione Motard (ma, non quelle dove sono stati soltanto sostituite le ruote)...

  Saluti.

[gpsmax]

giustissimo. il problema sarebbe che cambia (e di parecchio) il coefficente di grip dei pneumatici sul terreno, e potrebbe falsare i risultati.

ma soprattutto, non so se questo articolo sia (e quanto lo sia) applicabile anche alle moto da strada. in teoria dovrebbe, ma lo chiederei al Pegoraro. le dinamiche della pista asfaltata sono molto diverse da quelle della pista di terra coi salti.... e l'articolo si concentra esclusivamente (ovvio) sulle modifiche della sospensione di una moto da cross o enduro.

però sarebbe interessante andare più a fondo ed allargare il campo...

[gerry.dp]

Ma una bielletta regolabile costruita con questi tiranti? Come la vedreste?

[UOrsini]

Max ... di prima mattina ... vedo questo tuo nuovo topic sulla sospensione posteriore e inizio a leggerlo ( avendo cambiato il mono proprio l'altro giorno ) tutto d'un fiato nella speranza di trovarci ... indicazioni sul giusto settaggio.

Ottima spiegazione e disamina su un argomento molto interessante e ostico.

Concordo con il pensiero di Fabrice.

[Webbo]

nuovo topic ? 8 dicembre 2012 ? 

[UOrsini]

Webbo avevo iniziato subito dicendo che era di prima mattina 

[gerry.dp]

Ieri ho dimenticato di mettere la foto,eccola:



Come vi sembra questa soluzione?
Ho letto che l'hanno usata per abbassare le Transalp:
http://tecnica.transalp.it/faidate.php?id=140

[Webbo]

è una soluzione già usata da altri, mi pare Stefano80 e Giantsquid già nel 2003

[gerry.dp]

Ah davvero? Ottimo! io più che altro mi chiedevo se fosse affidabile questo sistema.
Ma come si chiamano sti cosi e dove si possono trovare? Vorrei cercarli e fare qualche prova se costano poco...

[Webbo]

UNI-BALL

[lelef]

li prendi a coppie filetto sx e dx e 2 prigionieri con filetti doppi , così non smonti tutto per regolarlo, ci metterei anche 4 bei controdadi di sicurezza.
è un sistema vecchissimo, si usa anche sulla serie ad es sul 916
devi usare uniball di qualità altrimenti il minimo giuoco si tramuta in millimetri alla ruota, se si usano in off esistono cuffie in gomma apposite per uniball

[Stefano80]

è una soluzione già usata da altri, mi pare Stefano80 e Giantsquid già nel 2003

di cui abbiamo un articolo nella sezione tecnica del sito...   

http://www.xr-italia.com/node/175

[gerry.dp]

Ottimo grazie delle info! 
Ho visto che nell'articolo sono stati usati quelli SKF,e fortuna vuole che vicino casa mia c'è un grosso rivenditore SKF! 
Vi aggiorno appena li trovo.

[matteoxr]

bel topic.. me lo devo leggere con calma