Viste le tante richieste da più parti arrivate in redazione a proposito di questo articolo : L’altra metà del guado.

credo di dover spendere qualche ulteriore parola sulle barre di torsione lineari e sui vantaggi rispetto alle barre di torsione elicoidali normalmente conosciute come molloni.

Posto che una trattazione completa si trova in qualunque testo di “elementi di macchine”, penso che una figura serva più di tante parole per spiegare che il funzionamento di principio tra il mollone e la barra lineare è lo stesso: l’elemento-base che costituisce i due sistemi è soggetto alla medesima sollecitazione.

La barra lineare offre tuttavia qualche vantaggio rispetto a quella elicoidale (mollone) : per esempio la perfetta linearità in risposta a sollecitazioni di piccola entità, dove il mollone invece paga una certa ruvidità dovuta proprio al fatto che la curvatura a elica del materiale crea una diversa risposta alle tensioni che si scaricano sul diametro esterno rispetto a quelle del diametro interno.

E nel caso di sollecitazioni elevate porta il mollone a rotture più frequenti rispetto alla barra. Perfetta linearità e grande robustezza al massimo carico sono le caratteristiche per le quali la barra lineare è la scelta più indicata per meccanismi molto precisi (strumenti di precisione per indagini fisiche gravimetriche)  o molto robusti.

Le sospensioni dei carri armati sono a barra di torsione, lo sapevate ?

La F1, precisa e robusta, usa barre di torsione da almeno trent’anni.

Il solo vantaggio del mollone è che lo possiamo allocare proprio dove viene esercitata la forza che ci proponiamo di contrastare.

Nel caso delle sospensioni, il mollone lo possiamo mettere sulla ruota.

Ma siamo sicuri che sia sempre un vantaggio? In F1 sicuramente no, principalmente per ragioni aerodinamiche.

Negli anni ’60 si ebbero i primi tentativi di portare i molloni anteriori all’interno della carrozzeria (stavo per dire fusoliera…) con un sistema di tiranti di collegamento alla ruota, ma nel giro di poco tempo ci si rese conto che, al di fuori della posizione sulla ruota, il mollone aveva perso la sola ragione per il quale era nato: e i tiranti vennero collegati alle barre lineari, più leggere, robuste, con ingombri più contenuti e finalmente regolabili con facilità.

1967: la Brabham a molle esterne e la Ferrari (qui sotto)  con molle elicoidali e ammortizzatori interni. E’ evidente la ricerca aerodinamica e la riduzione delle masse non sospese.

Osservate nella foto il dettaglio della sospensione posteriore della Lotus E20, vero punto di forza della vettura: si nota la barra di torsione con gli attuatori per variarne i parametri di precarico e rgidità in corsa.

Nella sucessiva grafica in 3D  è indicato schematicamente un sistema di controllo per il precarico con possibilità di variazione della costante elastica K della molla.

In pratica il sistema attraverso il controllo del precarico elimina la necessità di agire sulle ghiere del mollone, e attraverso la variazione di K elimina la necessità di sostituire fisicamente tutto il mollone qualora servissero rigidità diverse.

Per ottenere ciò si agisce semplicemente sulla posizione della barra (in rosso), ruotandola tramite un meccanismo tipo quello normalmente utilizzato per comandare la frizione, in questo caso una vite (in nero)  con una levetta che la ruota,  potrebbe anche essere un ingranaggio con vite senza fine per farle fare più giri,   “caricandola” maggiormente nella sua posizione di riposo (il sistema agisce sullo stopper in blu).

Per “sostituire molla” invece si agisce con analoghi meccanismi su appositi stopper (in celeste) che escludono dalla torsione la parte centrale di barra, accorciandone di fatto la lunghezza e ottenendo infine una costante K di valore superiore, esattamente come un mollone più duro. E tutto questo può essere fatto dalla sella, senza neppure la sosta ai box. Ovvio che, con tempi di prova sempre tirati, la facilità di intervento può rappresentare un bel vantaggio.

Sia chiaro infine che quello rappresentato è uno schema puramente esemplificativo. Una soluzione più realistica prevederà un sistema di barre multiple parallele e interconnesse, con K variabile a seconda di quante barre partecipano effettivamente alla torsione.

A prescindere da tutto questo, per quanto riguarda la D16 il primo e fondamentale vantaggio risiede nello spostamento del sistema in posizione diversa da quella dell’attuale mollone, consentendo così un differente layout col riposizionamento del serbatoio del carburante e degli altri elementi del mezzo.

31 COMMENTS

  1. Speriamo che la dipartita di Valentino serva a riconsiderare tutto l’insieme e porti lo sviluppo nella direzione giusta
    altrimenti vedo una schiera di piloti fagocitati dal Mostro Rosso
    Un peccato comunque

  2. @ Federico. Dopo lo scontato ritorno dalla sua baby di Valentino, arguisco che Preziosi si trova ora di fronte ad un bivio o meglio davanti a due opzioni:
    1. riprendere il progetto della prima GP11 in carbonio (per me troppo frettolosamente accantonato);
    2. sviluppare l’attuale GP12, atteso che come hai affermato: “… mezzo secondo per un progetto fuori centraggio è un miracolo che solo pochi tecnici hanno saputo valutare”.
    Quali delle due, a tuo modo di vedere, ritieni più attuabile per un ritorno della Ducati alla competitività smarrita da ormai troppo tempo?
    Grazie.

  3. Parere personale: ritengo più praticabile la strada della GP11 in quanto sulla GP12 ogni modifica di layout implica il rifacimento del telaio, con tempi e costi molto elevati. Due o tre tentativi in successione significherebbe ordinare a FRT due o tre telai con tempi non inferiori a sei mesi, mentre i telaietti in carbonio della GP11 – oltre ad essere più rigidi, e questo è sempre un bene – vengono realizzati in casa senza chieder niente a nessuno: concettualmente la GP11 è più adattabile e versatile della GP12.

  4. La GP12 ha di base un centraggio un po’ più avanzato. Ancora troppo poco però. E con la struttura a telaio non è possibile alcuna correzione.

  5. la soluzione della barra di torsione e del monoscocca in carbonio sono certamente affascinanti,ma quante moto non convenzionali hanno vinto in passato?anche la honda ha dovuto abbandonare certe soluzioni .forse la cosa migliore è tornare indietro al concetto della gp11,ricercando una migliore guidabilità e sfruttando un po’ meno l’effetto “dragster” che il motore sembra non assicurare come in passato.

  6. Hayden ha detto che la moto di quest’anno è la migliore Ducati che abbia guidato. Lui c’è da tanto in Ducati quindi c’è da credergli.

    Purtroppo è ancora concetto, se lo provassero sarebbe più utile per tutti.

    Federico con questi articoli tu e Aseb ci fate sognare una Ducati in stile “meraviglia tutta italiana” che vince dando mezzo secondo. Speriamo diventi realtà., al momento sembrano cose fuori dal mondo, ma di solito la lungimiranza è virtù ignorata da molti, capita da pochi. Spero abbiate ragione, soprattutto per la Ducati.

  7. SILVIUS27 ma se ci hanno messo dieci anni a passare alle valvole pneumatiche rispetto alla F1 … dovresti leggere quello che diceva un ing. tedesco che ha progettato la forcella anteriore della BMW di enduro, sui suoi coetanei cioe’ ingegneri che sviluppano le moto da corsa … c’é da far cadere le braccia, …. se ritrovo la sua intervista la traduco e ve la pubblico.

    Purtroppo le moto sono roba da antiquariato non so se hai presente e’ stato Colin Chapman (Lotus 158) a fare la prima F1 con le barre di torsione …. qui stiamo ancora con i molloni, monta il mollone smontalo, regola il precarico etc etc … sulle F1 lo fa il pilota da dove e’ seduto …

    Oltretutto il forcellone posteriore avrebbe meno peso a tutto vantaggio della rapidita’ di ritorno sulla pista della ruota posteriore quando saltella sullo sconnesso per non parlare di quando salgono e scendono dai cordoli … hai presente le F1 che botte danno sui cordoli ?

  8. Allora sarebbe meglio che la Ducati gli mettesse vicino Barbera che tutto considerato sul giro secco va direi fortino … e si concentrassero sull’accentramento delle masse… poi si prendessero dalla AUDI, che sicuramente lo ha, un bravo responsabile tecnico che coordini il tutto, oggi non lo hanno, l’AUDI deve convincere l’ing tedesco responsabile tecnico di quei missili della 24 ore di Le Mans, sicuramente mette ordine nel team e comincia ad analizzare in modo corretto tutto quello che succede, sopratutto venendo da un altro ambiente e non avendo preconcetti di sorta.

  9. non posso che essere d’accordo, le moto non sono cosi’ evolute come comunemente pensiamo, solo ultimamente un salto lo si e’ fatto introducendo l’eletronica nel controllo di alcune funzioni.

    tanto per capire, un esempio:
    il radiatore davanti al motore che serve per raffreddarlo quando poi l’aria calda in uscita dal radiatore stesso va di nuovo a scaldare il motore.
    roba da matti…

    poi come dice aseb, nessun controllo da parte del pilota sulla regolazione delle sospensioni quando da un’altra parte gia’ lo fanno da tempo. niente di innovativo, basterebbe solo copiare.

    e poi quelle odiose bronzine che chiamiamo forcella… 🙁 siamo sicuri che non ci sia di meglio?

  10. Facendo un confronto con il sistema di regolazione del precarico preso in considerazione in questo articolo, ed il sistema di regolazione proposto da Ducati sulle Multistrada direi che c’è un secolo di evoluzione di differenza. Sulla Multistrada il sistema di regolaggio non prevede nulla di manuale, soltanto un tocco al commutatore collegato ad una centralina che elabora parametri per la gestione del motore e dell’idraulica sospensioni, il freno in compressione ed estenzione vengono quindi regolati in funzione alle mappature. Passiamo quindi da un sistema di Sospensione attiva (proposta da Ducati sulla Multistrada) ad un sistema di sospensione passiva (proposta in questo articolo), Seguendo le evoluzioni teconogiche ed informatiche vedo piu concretizzabile un sistema gestito da software e sospensioni attive in grado di regolare parametri in tempo reale in funzione alla reale esigenza di guida, porto alcuni esempi; Regolazione autonoma variabile dell’assetto dinamico (Rider Sag) in funzione del peso pilota; velocità di affondamento (compressione) in funziona alla forza frenante e al trasferimento di carico. Ancora oggi nelle gare utilizzano sistemi meccanici tradizionali studiati per usi specifici, penso che un motivo ci sarà se utilizzano ancora i molloni, sicuramente sono maggiormente testati, risultano efficaci ed adattabili alle circostanze. Nulla toglie comunque il fascino di un progetto proprio fuori dagli standard come quello proposto qui, porgo i miei complimenti per l’impegno lo studio e la creatività dimostrati.

  11. quindi il fatto che la motogp sia meno evoluta delle moto da strada dipenderebbe dal fattore regolamento?

  12. Jo si le sospensioni attive la ohlins le aveva pronte per le MotoGP, le hanno anche usate sulla R1 da SBK poi e’ stato bloccato tutto da regolamento.

    La soluzione proposta tiene conto anche del regolamento. Poi come si sa, se per caso viene fuori ma non fatta da una casa giapponese qualcuno pensa a definirla attiva e non si puo’ implementare.

  13. FILIPPO questo articolo ha come obiettivo di introdurre il concetto di barre di torsione per fare un po’ piu’ di chiarezza su quello che era abbozzato nell’articolo precedente, comunque nessuno vieta di attaccarci degli steppers e gestirli dinamicamente in base a certi input ormai ci sono sensori d’appertutto … 😀 😀 😀 😀 ma finiamo di nuovo nelle sospensioni attive …

  14. Al contrario, cioè le moto stradali sono meno evolute delle attuali moto gp, è ovvio. Le regolazioni e le geometrie delle moto sono affidate agli ingegneri (quindi lavoro umano) è vero, tuttavia contrariamente alle moto stradali le centraline utilizzano sistemi di telemetrie evolute come la Ride by wire.
    inoltre laa centralina è collegata ad un gps il quale comunica alla centralina l’esatto punto della moto, cioè la moto sà in quale parte del circuito si trova, quindi elettronicamente viene controllata la gestione del motore metro per metro sul circuito(freno motore controllo di trazione e anti spin). è possibile quindi creare telemetrie personali in funzione del circuito delle condizioni atmosferiche ecc ecc… ad ogni circuito corrisponde una mappatura della centralina. Fino ad oggi non ho ancora visto una moto stradale dotata di questo sistema. Ricordate qualche gara fà quando Hayden ebbe problemi di elettronica e dichiarò che la moto non sapeva in che parte del circuito si trovasse?! ecco, si riferiva a questo. frenava dove non doveva (freno motore) e andava libera dove non doveva.
    Perchè così tanta elettronica?! vero è, dispiace anche a me, ma potete ben vedere che nonostante tutto le cadute per perdita di aderenza o troppa accellerazione accadono ugualmente, provate quindi ad immaginare come sarebbe senza elettronica, con tanta, troppa potenza da gestire.

  15. @ Filippo – Non ti è chiaro un concetto: la regolazione dell’idraulica come sulle stradali non c’entra con il K della molla o il suo precarico, cioè con quello che occorre per fare l’assetto. Non mi risulta che col bottoncino si regolino le ghiere del mollone, per esser più chiaro. Nè che basti un tocco di pollice per sostituirlo con uno più rigido. La regolazione idraulica dei sistemi ammortizzanti non è stata qui neppure presa in considerazione in quanto è già stata realizzata in mille modi diversi e non è sicuramente un problema. Se poi per te è interessante capirne la differenza te la spieghiamo volentieri.

  16. Il concetto l’ho chiaro nel giusto modo, te lo assicuro. i Precarichi regolano l’altezza di esercizio delle sospensioni, assetto statico (peso moto) assetto dinamico (peso pilota+moto).
    il freno in compressione regola la velocità di affondamento della forcella (frenata, parlando per l’ant)
    il freno in estenzione regola la velocità di risalita delle forcelle (che avviene in percorrenza curva, parlando sempre dell’ant. in uscita curva interviene la compressione del mono…
    potro anche essermi spiegato male o andato off topic, ma so di cosa parlo 🙂 non parlo a caso. Lamps a tutti. chiudo.

  17. Sai, Filippo, contano i punti di equilibrio statico prima ancora di pensare a frenare le oscillazioni del sistema nel suo ritorno. Il punto è proprio quello, nessuno l’ha mai fatto su una motocicletta 😉

  18. d’accordo, anche a me e’ sembrato che il salto evolutivo lo si sia fatto con l’elettronica mentre il resto si sia evoluto piu’ lentamente.
    parlando del pnenumatico, che mi sembra un punto dove ci sia ancora un certo margine, esiste un controllo della sua deformazione e relative vibrazioni in tempo reale?

  19. Federico dai mettiti sotto facci un pezzo sull’idraulica e la molla in termini energetici in modo che sia chiaro a tutti, grazie mille

  20. ragazzi,certamente le moto sono molto indietro!la forcella è arcaica ma soluzioni come quella della “tesi” non hanno avuto successo,il telaio a omega della yamaha nemmeno.da appassionato di tecnica dico solo che mi dispiace che non ci siano grandi novità.le cose piu bizzarre alla fine sono state il radiatore laterale delle vtr 1000 e sotto coda della tornado,per il resto siamo agli anni ’60.purtroppo sappiamo bene che quando una soluzione viene industrializzata,è difficile che un’altra la soppianti definitivamente.per adesso mi sa che le nostre amate 2 ruote ce le dobbiamo tenere così,purtroppo.

  21. Tornando alla GP11 quest’altro anno, dovranno necessariamente centrare meglio il baricentro. A questo punto, ritengo che non sia la prima cosa da fare, quella di tornare al precedente sistema, ma credo sia più importante rivedere il motore e l’inclinazione tra i cilindri. I 90° (L), rendono il motore troppo ingombrante. Sono del parere che si debba cambiare, renderlo più adatto ad esserre avanzato

    Io credo che si dovrebbe arrivare ad avere la moto con telaio in carbonio (motore portante o meno non so, valutare pro e contro), barre di torsione e motore a 75°-72° così da spostare sufficientemente avanti il baricentro. Ci pensate?
    Moto che non soffre più di chattering, baricentro avanti che consente una maggiore confidenza, barre di torsioni regolabili dal volante e magari regolabili istante per istante, così che sia adatta per ogni tipo di curva e motore che spinge come da tradizione. Manca un pilota coi controfiocchi (Iannone è pefetto) e si ritorna lassù.
    Sarebbe un vero miracolo.

    Le barre di torsione, perchè non sono mai state usate nelle moto? Da come viene descritto il principio di funzionamento, sembra una cosa semplicissima. Nelle moto non sono mai state adottate perchè nessuno ci ha mai pensato (Nel passato tante scoperte erano sotto gli occhi di tutti, ma ci è voluta una persona che guardasse con occhi diversi per rendere chiaro ciò che avrebbe dovuto essere ovvio), oppure potrebbero sorgere delle incongruenze? Voglio dire, soluzione troppo ovvia da non essere considerata (come spesso è accaduto per le grandi invenzioni) oppure ci sono dei “contro” che potrebbero fare fallire la strada?

    Storicamente, le barre di torsione sono adottate solo in F1 oppure sono stati fatti dei tentativi in altri sport per adattare quel sistema? Su una moto, sono stati fatti dei tentativi? Insisto su questo punto, perchè ogni novità assoluta, ha necessita di essere testata a fondo, anche se una soluzione, sulla carta, è vantaggiosa, si deve sempre pensare alla sicurezza del pilota e i vari test non si possono incentrare unicamente su “quanto vantaggio” si ottiene rispetto agli ammortizzatori soliti.

    Se così non fosse, se non ci fossero già delle basi da cui partire, il tempo di 2-3 settimane per adottare tale sistema, a me pare troppo corto, prima di adottarlo su di una moto che tocca i 340 Km/h, deve essere testato a fondo, scongiurando qualsiasi tipo di problema. Capisco che ci siano fabbriche che già producono le varie componenti, ma sono comunque preparati in previsione dell’utilizzo sulla macchina, una moto ha sollecitazioni molto diverse da quelle di un’auto. Almeno questa è la mia opinione, come avete fatto con Brivio, perchè non azzardare uno scritto a Preziosi o a qualche altro componente della Ducati? Se venisse adottato e se portasse miglioramenti rilevanti, chissà che nel 2013 non ci possa essere “il grande pentito”.

    Grandissimo Vale Grandissimo Hayden
    ————Grandissima Ducati———–

  22. Mica sono d’accordo. Magari la prima cosa da chiedere è un nuovo motore, ma la prima cosa “da fare” è ciò che posso fare domani mattina con quello che ho già. Non dimentichiamoci che il problema sta nella distribuzione dei pesi, non nel motore, e ci son molti modi di risolverla col materiale attuale. Giusto per non rifare l’errore dell’anno scorso, con lo sviluppo bloccato fino al nuovo telaio che doveva risolvere tutto. Senza contare che, lavorando da subito sui pesi, magari si trova il bilanciamento corretto anche con questo motore e ci si può dedicare agli altri dettagli, tipo l’elettronica o l’iniezione.

  23. Insomma, non vorrei si giustificasse col motore la mancanza di idee o di risultati nell’attuale sviluppo. E’ un alibi comodo, ma non regge. Se da tecnico accampassi scuse simili mi prenderei senz’altro un calcio nel sedere e verrei immediatamente sostituito da qualcuno più capace.

  24. Le centraline e altro materiale connesso mi sembrano già in fase di spostamento, il serbatoio è stato oggetto già di diversi tentativi, il tutto finora dagli esiti non ben definiti. Ma mi chiedo in merito alla facilità di fare telai in carbonio più in fretta d quelli in alluminio, in passato per esperienza diretta ho riscontrato tempistiche piuttosto vicine, a progetto pronto e definito. Come fai a dire che la presenza della Dallara potrebbe essere risolutiva quando li a fianco c’era anche la Verlicchi, che sebbene fallita avrà ancora delle competenze sparse in giro, no?

  25. Mi toccherà proporre alla Ducati un sistema elettromeccanico di regolazione automatica del precarico delle sospensioni, visto che ancora non ce l’ha. C’ho praticamente fatto la tesi di laurea 🙂

  26. Non si puo’ per regolamento le sospensioni attive in un loro termine molto ampio sono state proibite.

    Se pero’ ci vuoi scrivere un articolo (senza formule un bel riassunto) sulla tua tesi di laurea lo pubblichiamo volentieri, se aggiungi disegni ancora meglio.

    Mediamente ci leggono in tanti (anzi tantissimi) l’altra settimana abbiamo sfondato quota 25.000 quindi un bel modo di far conoscere il tuo lavoro di tesi ai piú ….

  27. Forse ti ricordi che Dani Pedrosa aveva un sistema di blocco della forcella anteriore in partenza, che poi si sganciava , pure quello e’ stato bandito per regolamento. Quindi niente automatismi sulle sospensioni non gli vanno giu’ alla FIM 😀 😀 😀 😀

  28. Bé era mia intenzione proporlo per la MTS (mi sono dimenticato di scriverlo) visto che di quella moto si parlava. So che di “sospensioni elettroniche” ne sono apparsi alcuni esemplari in SBK (poi allontanati) e la Dorna prima che a qualcuno venissero strane idee ha provveduto subito a bandirle. Grazie per l’invito a pubblicare qualcosa, ma ricavare un po’ di tempo e serenità per fare un lavoro che solo in minima parte è stato trascritto. In realtà la regolazione dell’assetto è stato una sorta di proseguo della tesi, una specie di “dottorato” sul campo, in azienda, purtroppo interrotto sul più bello e mai portato a compimento dovendo dar spazio alla produzione di serie. Vi anticipo solo che mi ero fatto delle belle conoscenze sull’impiantistica idraulica e sulle valvole aeronautiche.

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