Nello schema di sterzo del motociclo Bimota Tesi 1d, l’azione sterzante viene a compiersi nel mozzo della ruota anteriore che ospita il perno di sterzo accoppiante lo stesso mozzo, che non ha moto di traslazione in direzione del suo asse principale, e una bussola che viene fatta ruotare attorno all’asse del perno di sterzo mediante una flangia ed una serie di leve di rinvio.
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L’inclinazione dell’asse del perno di sterzo viene mantenuta pressoché costante mediante uno schema a quadrilatero posto da entrambi i lati della moto, il cinematismo si compone di una leva (solidale al mozzo mediante un profilo scanalato) e un tirante vincolato ad una piastra (è la parte del telaio, composto da due piastre e sezioni tubolari, che ha funzione portante) che a sua volta vincola in basso il forcellone anteriore.
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L’analisi si è svolta isolando la parte anteriore della moto e considerando la rotazione della piastra di sterzo e conseguentemente la rotazione del manubrio in funzione dell’affondamento della sospensione anteriore. Il sistema di misura usato è quello schematizzato in figura dove il telaio è fissato a terra mentre gli altri organi sono liberi di muoversi con un’eccezione, la ruota anteriore non può ruotare attorno all’asse del perno di sterzo in modo da evitare che l’effetto dell’affondamento venga distribuito un po’ sul manubrio ed un po’ sul pneumatico, in tal modo qualsiasi affondamento della sospensione viene registrata dalla rotazione del manubrio e si è potuto verificare che esiste una relazione tra i movimenti di questi due membri.
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Si osserva che la rotazione del manubrio () in fase di affondamento () è funzione anche dell’inclinazione del perno di sterzo e si possono parametrizzare le curve in funzione dell’angolo () del perno rispetto all’asse z, la regolazione dell’angolo avviene mediante la registrazione della lunghezza dei tiranti di sterzo.
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A seconda della lunghezza dei tiranti di sterzo si hanno angoli diversi dell’asse del perno di sterzo secondo la tabella di seguito riportata.
Lunghezza tirante [mm]
Angolo asse perno di sterzo[°]
450
-1.70
440
-5.60
430
-9.59
426
-11.3
420
-13.8
416
-15.6
415
-15.9
Mediante le simulazioni con varie lunghezze dei tiranti si è osservato che la rotazione minore del manubrio si ha per un angolo del perno di sterzo di circa –15.9° (l’angolo è negativo per rotazioni orarie guardando la moto da sinistra).
All'aumentare della rotazione del manubrio si hanno maggiori scompensi nella guida, si osserva però che i valori di angoli registrati nonostante la messa a punto del angolo di sterzo più o meno buona sono molto piccoli, in termini pratici una rotazione del manubrio di circa -0.438° comporta che le mani del pilota compiano un arco di circa 2.3 mm (considerando un raggio di circa 300 mm) quindi uno spostamento del tutto trascurabile, se si considera invece l’angolo migliore cioè –15.9° lo spostamento delle mani risulta impercettibile e quindi si può considerare che l’angolo di sterzo rimanga costante e che il manubrio resti diritto anche in fase di affondamento massimo. Data la complessità del cinematismo di sterzo unito ai due quadrilateri per il mantenimento dell’inclinazione del perno di sterzo e in seguito a fenomeni di usura si può avere una variazione di tale inclinazione che se si porta verso valori inferiori ai –2° comporta una rotazione delle mani del pilota superiore a 0.5 cm e quindi ben più pericolosa, infatti la rotazione del solo manubrio avviene solo nella simulazione in cui la ruota viene mantenuta diritta, ma nella realtà si distribuisce in parte sul manubrio ed in parte sulla ruota con l’aggravante che la quota che si riversa sulla ruota comporta anche la variazione di traiettoria della moto stessa e quindi un peggioramento non trascurabile della precisione di guida, non a caso questo motociclo necessita di una registrazione periodica dell’avantreno ogni circa 2000¸2500 km.
Ci si rende conto che il problema più importante si sposta verso la rotazione della ruota, ipotizzando che metà della rotazione venga fatta anche dalla ruota e che a causa dell’usura e delle vibrazioni si giunga ad un angolo di circa –13.8° e quindi una rotazione massima del manubrio attorno a 0.330° (nel caso si effettui una staccata decisa e si abbia il massimo affondamento) di cui la metà 0.165° compiuta dalla ruota anteriore, se il veicolo passa da 150 a 50 km/h (quindi è come se percorresse il transitorio a 100 km/h, cioè 27.78 m/s) in circa 1 secondo componendo il triangolo degli spostamenti si avrebbe uno sbandamento pari a 8 cm (valore che raddoppia se il manubrio sta fermo ed è solo la ruota a girare), in condizioni limite, angolo =-1.7° quindi =1.2° e tutta la rotazione avvenga sulla ruota nelle stesse condizioni del caso precedente si otterrebbe uno sbandamento di circa 60 cm, valore non trascurabile. In questa analisi è stato scelto dz massimo pari a 72 mm, quota accettabile per la destinazione del veicolo in questione che dato l’uso prettamente sportivo deve mantenere un assetto il più rigido possibile, a migliorarne il funzionamento interviene anche la scelta di una maggiore durezza della molla che permette un minore affondamento.
La disposizione quasi simmetrica delle sospensioni anteriore e posteriore contribuisce ad un assetto più corretto e controllabile di quanto non avvenga una moto con una forcella anteriore di tipo tradizionale.
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