Cos’è il Chattering?

A proposito dell’intervista all’ing. Witteveen comparsa sul sito Moto.it che vi proponiamo:

«Il chattering è una frequenza delle masse rotanti. Le ruote e tutte le masse rotanti hanno una frequenza propria e questo genera chattering. Quando la massa rotante è bilanciata, la frequenza arriva fino a un certo livello, ma quando non è bilanciata, come nel caso delle ruote in una moto, mai perfettamente bilanciate al 100%, il pilota avverte chattering sul manubrio. Questa vibrazione può venire dalla gomma posteriore, trasferita tramite il telaio, oppure da quella anteriore tramite la forcella. Quando il pneumatico è fatto in modo tale da “ammortizzare” la frequenza, il problema viene “nascosto”, ma quando questo non avviene, la frequenza arriva attorno ai 20 hertz e questa piccola vibrazione viene amplificata dallo sbilanciamento della massa. Il pilota l’avverte e dà fastidio ai polsi e alle braccia: dopo un po’ si perde forza e feeling. Tecnicamente, il problema è che questa vibrazione crea un contatto vibrante tra pneumatico e asfalto, con conseguente diminuzione del grip e della durata.

Avere una gomma in grado di assorbire il chattering e una ruota bilanciata dinamicamente e staticamente è piuttosto difficile: per questo è così complicato eliminare questa vibrazione. Quando ce l’hai in pista, puoi solo cercare di far lavorare il pneumatico diversamente, cambiando il carico, oppure utilizzando una carcassa di durezza differente; ma oggi, con il monogomma, non puoi utilizzare una copertura con una struttura differente. Si lavora quindi sull’assetto della moto per cambiare il carico sul pneumatico, che di conseguenza si comporta diversamente: quando sei fortunato va meglio, altrimenti la situazione addirittura peggiora: si può minimizzare, ma quando c’è il chattering il problema tra gomma e asfalto rimane, con conseguenze sulla durata in gara».

Il nostro commento:

Eccoci a fare l’impensabile: mettere i puntini sulle “i” a un autentico mago delle moto da corsa qual è l’ing. Jan Witteveen. Siamo certi che quanto scritto sopra sia frutto di un superficiale approccio ad un problema che presumibilmente l’ingegnere olandese, specialista sui motori e specificamente sui fenomeni acustici e fluidodinamici del ciclo a due tempi, non ha mai davvero affrontato. Certi di fornire il nostro contributo alla spiegazione del fenomeno, ci rivolgiamo direttamente all’interessato.

Caro ingegnere, se il chattering fosse una frequenza derivante dall’imperfetto equilibrio delle masse rotanti avremmo come diretta conseguenza che la frequenza e l’ampiezza della vibrazione sarebbero funzionalmente proporzionali alla velocità di rotazione delle ruote stesse. Questo significa che a duecento orari la frequenza sarebbe doppia di quella avvertita a cento, e l’ampiezza diventerebbe quadrupla. Non solo: si manifesterebbe sempre, anche durante i rettilinei e perfino a velocità costante. Tutto ciò è in aperto contrasto con l’esperienza che invece ci dice cose diverse: il chattering si sviluppa in determinate condizioni e ha grosso modo una frequenza indipendente dalla velocità della motocicletta. Le ragioni devono quindi essere altre, e in altre occasioni abbiamo già avuto modo di accennarle.

Il chattering si presenta come una vibrazione ciclica con frequenza assai costante che si manifesta in particolari condizioni nelle quali esistono rapidissime variazioni di carico sulle ruote. Tipico caso, la staccata: in tali condizioni la gomma viene rapidamente schiacciata, comportandosi come una molla che venisse caricata, e la vibrazione non è altro che la risposta ciclica del sistema elastico costituito dalla carcassa e dal gas in essa contenuto che, a seguito dell’improvvisa sollecitazione, si comportano come un sistema massa-molla. La frequenza di risonanza di tale sistema è abbastanza costante, dipendendo da una massa quasi costante e da una molla che possiamo considerare sufficientemente elastica nell’intervallo di tempo di nostro interesse.

In ottimo accordo con l’esperienza sarà quindi indipendente dalla velocità di rotazione delle ruote stesse e si manifesterà laddove le variazioni di carico deformino sufficientemente il profilo della gomma e inneschino l’oscillazione. Tale oscillazione, con la forcella sufficientemente scorrevole, verrà smorzata dagli ammortizzatori delle sospensioni: tuttavia può capitare che in alcune situazioni, tipo pieghe molto accentuate, le sospensioni non garantiscano la necessaria scorrevolezza, comportandosi quindi come corpi rigidi e andando a trasmettere l’oscillazione della ruota direttamente sul telaio. E laddove il telaio non garantisse adeguata rigidità, esso si comporterebbe a sua volta come una molla aggiuntiva del sistema oscillante. Tutto questo può portare ad una risonanza nel sistema che il pilota avverte come saltellamento.

Insomma, è vero che si genera nella ruota ma non in quanto “massa rotante non equilibrata” ma piuttosto come “massa rimbalzante in quanto tale”. Né più né meno come un qualsiasi pallone da calcio. Ed è proprio grazie al famoso carbonio che la D16 non soffriva di chattering: il suo telaio, estremamente rigido, non entrava come molla nel sistema qui descritto se non in misura del tutto trascurabile. Non ricordo esattamente dove, ma già da parecchio abbiamo scritto pressappoco “un telaio rigido obbliga le sospensioni a lavorare”: e questa affermazione non è altro che uno dei principi per cui l’ing. Preziosi in una sua intervista dichiarò che la Ducati, pur tra mille difficoltà, aveva continuato a vincere proprio grazie al carbonio. Non certo “nonostante”.

Vorrà, caro ingegnere, scusarci per la franchezza: ma ci premeva far chiarezza  per non disorientare i lettori coi quali, proprio in questo periodo, stiamo affrontando il complicato problema delle gomme. Con immutata stima ed ammirazione

NB: firmiamo a nome di tutta la redazione in quanto il pezzo è frutto di ampie discussioni collettive e di conclusioni condivise da tutta la redazione.