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Il rapporto di tiro catena: Perché è così importante?

Per studiare la variazione di configurazione di un veicolo, è di fondamentale importanza capire il comportamento delle sospensioni; per quanto riguarda un motociclo in accelerazione si può impiegare il rapporto di tiro catena per capire, in prima approssimazione, il comportamento della sospensione posteriore.

Schema di un motociclo in accelerazione:

schema motociclo

Valuto l’equilibrio dei singoli sottosistemi (considerati schematicamente) costituenti il motociclo:

1) Ruota anteriore: trascurando la sua inerzia angolare, tale ruota è in equilibrio sotto l’azione della reazione del suolo;

2) Ruota posteriore + trasmissione a catena: siano c il raggio esterno ruota, a il raggio della corona, 0 il centro ruota, T il tiro-catena, F la componente orizzontale della reazione a terra e Z la componente verticale della reazione a terra;

ruota posteriore e trasmissione a catenaL’accelerazione del veicolo (verso destra) implica una rotazione oraria del forcellone, la molla della sospensione si accorcia ed applica una reazione diretta verso il basso che rappresentiamo con un momento M.

Adesso vado a considerare la ruota posteriore con il forcellone (schematizzato con un’asta rigida):

schema ruota e forcelloneDall’equilibrio alla rotazione attorno al punto B determino M:

Metodo grafico per la determinazione del segno di M:

1) Individuo la retta del trasferimento di carico: essa è la retta d’azione della risultante tra F e Z; passa per il punto di contatto a terra della ruota posteriore e per l’intersezione della quota del baricentro con la verticale del centro ruota anteriore;

2) Individuo retta del tiro catena: trovo l’intersezione (*) tra il prolungamento della retta d’azione del tiro catena e della linea del forcellone; traccio la retta pasante per il punto a terra della ruota posteriore e per l’intersezione (*);

metodo grafico tiro catena3) Definisco il rapporto di tiro catena (R):4) Da considerazioni geometriche esprimo M in funzione di R:Possiamo quindi notare quel il segno di M dipende solo dalla quantità (R-1), in particolare:

  • Se R>1: M è positivo (antiorario) e la sospensione posteriore si schiaccia;
  • Se R<1: M è negativo (orario) e la sospensione posteriore si allunga;
  • Con R=1: M è nullo e la sospensione posteriore né si allunga e né si accorcia.

Vi abbiamo mostrato come con semplici equilibri di forze e momenti, uniti a considerazioni geometriche, si possa effettuare un’analisi preliminare sul comportamento della sospensione posteriore di un motociclo in accelerazione.

 

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Matteo Claudio Cainazzo
Ingegnere Meccanico appassionato di tutto ciò che riguarda la meccanica dei veicoli; attualmente frequenta la magistrale in Ingegneria del veicolo.