Forcellone monobraccio e bibraccio: cosa cambia?

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5628336

5628336 Inviato: 10 Set 2008 15:03
Oggetto: Forcellone monobraccio e bibraccio: cosa cambia?

Cosa cambio tra una soluzione e l'altra? Quali sono le differenze sulla guida? Insomma perchè scegliere uno o l'altra opzione?

Split

Super Sport

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5629912

5629912 Inviato: 10 Set 2008 17:24

attendo anche io con trepidazione la risposta, è una cosa che mi ha sempre incuriosito... per ora so solo che -visivamente- un bel monobraccio dal pieno mi fa lo stesso effetto di un calendario della canalis...

nerowolfe79

Ospite

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5630144

5630144 Inviato: 10 Set 2008 17:48

Il forcellone, a prescindere dalla sua architettura, deve garantire rigidità strutturale ma allo stesso tempo leggerezza.
Le due architetture non si differenziano più di tanto nè in una direzione nè nell'altra. Il vantaggio (tutto da verificare) di un monobraccio è la velocità maggiore per lo smontaggio della ruota... altri vantaggi non ce ne sono.

sandro76

Esperto di Meccanica

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5630355

5630355 Inviato: 10 Set 2008 18:08

sandro76 ha scritto:

beh, un monobraccio a parità di peso è meno rigido rispetto ad un bibraccio... ovviamente a parità di qualità...

AndreaNSR125

250 Champ

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5634342

5634342 Inviato: 11 Set 2008 4:46

anche io lo credevo... poi ho parlato con un ingegnere ducati e mi sono dovuto ricredere... ovviamente vado sulla fiducia.

sandro76

Esperto di Meccanica

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5634557

5634557 Inviato: 11 Set 2008 7:36

In effetti è vero, mono e bibraccio hanno grosso modo la stessa rigidità complessiva a parità di peso. Varia semmai come si distribuisce la rigidità sul componente, ma è una questione di progettazione più che altro. Quello che veramente è il punto critico è il mozzo ruota. Che nel componente standard è realizzato con un tubo di acciaio o alluminio o .... fissato con due bulloni e un tendicatena. Nel monobraccio è invece un blocco semiunico quasi in solido con la sospensione, ove viene fissata la ruota con un sistema tipo auto. La vera pecca è se devi cambiare i freni o la catena con tanto di corona, li perdi più tempo, se invece devi solo cambiare la ruota, il cambio risulta più rapido. Questo accumulo di masse al centro della ruota, cioè non sospese può dare qualche effetto giroscopico in più al posteriore dando più inerzia alla moto, è anche per questo che il monobraccio in motogp è sparito, oltre al fatto che realizzare il componente, viste le sollecitazioni ha un costo mediamente doppio di progettazione rispetto al componente standard.

gtdesmo

125 Champ

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5634686

5634686 Inviato: 11 Set 2008 7:57

Gtdesmo... sono daccordo su tutto tranne sul discorso delle masse sospese e degli effetti giroscopici...

GLi effetti giroscopici non cambiano di una virgola e sono generati dalla ruta e dal disco freno che al posteriore è quasi trascurabile...

Le masse non sospese... anche loro penso si differenzino di poco perchè comunque gli ammenicoli attaccati al forcellone sono sempre quelli.

sandro76

Esperto di Meccanica

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5639195

5639195 Inviato: 11 Set 2008 13:22

Ciao de Corsa,

beh non è proprio così.
Il problema è che mentre il mozzo ruota con la struttura standard viene attraversato solo dal perno, nel monobraccio oltre a questo fanno parte dell'area anche una serie di rinforzi che servono a rendere più robusta la parte di collegamento fra il forcellone e il perno stesso oltre che a reggere meglio alle sollecitazioni. Il fatto è che mentre con la costruzione standard tutte le sollecitazioni, urti, botte ecc sono ripartiti equamente su ambo i lati della ruota, con la costruzione a monobraccio esse vengono ripartiti solo su un lato e quindi risultano sbilanciati. Per assorbire queste sollecitazioni il blocco perno viene rinforzato, cioè di fatto è più grande.
Il peso del focellone, comprensivo dei perni ruota è lo stesso grosso modo, come la rigidità del componente, solo che essendo di fatto una trave di larghezza maggiore ottiene pari rigidità anche con sezioni di materiale più sottili. Invece il forcellone classico, avendo dimensioni più piccole da un lato e dall'altro necessità di sezioni di materiale superiori.
Se ne vuoi una riprova, prendi due tubi di pari sezione di materiale di due diametri diversi, noterai che più è grande la sezione più ti diventerà difficile piegarlo.

Ok, quindi di fatto il mono è un componente che teoricamente dovrebbe essere più leggero. La questione è che il perno ruota riceve sollecitazioni di pari intensità ma le assorbe su un unico lato. Prova a tenere ferma una matita con le due mani, prima prendendola da un lato solo poi prendendola da ambo i lati. Se qualcuno prova a muoverla mentre ce l'hai in mano devi fare uno sforzo molto più alto del doppio per tenerla ferma no. Questo a causa del fatto che ogni botta che riceve il perno sul lato estremo ha un braccio di leva doppio rispetto allo stesso perno se bloccato su ambo i lati.
Bene per cercare di contenere i pesi, si è deciso di spostare l'attacco del perno più vicino possibile alla ruota, altrimenti questa leva diventerebbe ancora maggiore. Quindi tutto questo accumuolo di materiale si è di fatto spostato dalle masse sospese, cioè dal forcellone nel caso standard, alle masse non sospese, cioè nell'area della moto all'interno della sagoma delle ruote. Questo ha portato ad un aumento delle masse non sospese e a un conseguente aumento degli effetti giroscopici ad esso collegate, con ripercussioni su accelerazione e agilità. Potresti obiettare che i componenti non ruotano, giusto ma sono sollecitati ed entrano in vibrazione, oltre ad avere attriti non nulli per cui influiscono.

Se hai un vecchio filmato di un gp di Monza sbk o di brans hatch con Fogarty sulla 996 e guardi il posteriore noterai i movimenti anomali della ruota. Il fatto è che la ducati cercando di limitare al massimo la pesantezza dei componenti aveva realizzato il forcellone in blocco unico limando al massimo sul peso, la cosa è che la ruota ondeggiava in piena velocità causando consumi repentini della gomma posteriore anche, infatti per un po' pensarono di montare un forcellone standard sulla 996 ufficiale, lo provarono anche, poi optarono per un componente più rigido, riprogettato e più pesante del precedente che dava meno problemi.

gtdesmo

125 Champ

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5640030

5640030 Inviato: 11 Set 2008 14:04

De corsa?

Posso sentirmi onorato... ma io non centro nulla con lui

Comunque... hai esposto chiaramente tutto... hai raggiunto conclusioni sbagliate facendoti fregare dai tuoi stessi esmpi che hai riportato.

Forse confondi gli effetti giroscopici... non centrano una mazza con le vibrazioni... due cose distinte e a se stanti.

Ai fini di questi effetti potresti considerare la dimensione maggiorata del mozzo ruota... ma essendo comunque su un diametro tutto sommato piccolo parliamo di una goccia in mezzo al mare.

Ai fini delle masse sospese che influenzano negativamente il lavoro delle sospensioni... abbiamo comunque detto che se sono simili i pesi a parità di rigidità nel suo complesso... pertanto influenzeranno in maniera comunque simile... il concetto che nel monobraccio la massa è concentrata sul mozzo è relativa... perchè comunque pura avendo una zonda di concentrazione di massa è anche vero che nel sistema tradizionale hai meno massa moltiplicata per i 2 lati.

Le soluzioni si equivalgono, c'è poco da fare e in ducati lo sanno tanto che dopo essere passati al sistema tradizionale con la 999 sono tornati al monobraccio con la 1098. Se con la 998 da sbk hanno avuto dei problemi torsionali è perchè gli ingegneri hanno calcolato male le forze in gioco ma questo è un altro discorso ancora.

sandro76

Esperto di Meccanica

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5648725

5648725 Inviato: 12 Set 2008 7:28

Scusa Sandro, Sandro cos'è che ho detto?????

Ok, vecchia citazione da mai dire gol.

Forse ho fatto un po di casino, comunque andiamo con ordine:
- Ducati numero uno in tutto e per tutto e non si discute, tanto per cominciare (se solo facessero delle moto su cui riuscissi a starci...)
- Ogni grammo aggiunta nelle masse non sospese, se pur di poco produce effetti di vibrazioni e giroscopici. Sentirli o no dipende anche dal pilota o meno, semplicemente perchè più inerzia ha la ruota, o l'area della stessa, più ad ogni sollecitazione che subisce reagisce in modo più o meno accentuato secondo i casi, se poi ci metti le rotazioni, i contraccolpi e tuttto....
- Ad ogni modo il concetto è, che se i componenti sono ben progettati si equivalgono, la costruzione a monobraccio impone di spostare delle masse verso l'area della ruota, quindi di accrescere quelle non sospese, se non opportunamente studiate queste comportano problemi di inerzie maggiori del gruppo ruota che si ripercuotono anche sulla guida.

gtdesmo

125 Champ

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5649204

5649204 Inviato: 12 Set 2008 8:20

Sul primo punto non discuto assolutamente... ho appena comprato una 1098R

quindi stai sfondando una porta aperta

Sul secondo punto ci sarebbe da scrivere un libro... ed è proprio lì che ti stai confondendo sul concetto pur dicendo cose reali.

Intanto dovresti dividere il concetto di masse non sospese con le masse che producono effetto giroscopico... ad esempio un perno ruota più pesante produce più massa non sospesa ma non influisce sull'effetto giroscopico. L'effetto giroscopico detta in parole poverissime è l'inerzia della massa messa in rotazione. Se è vero che da un lato la massa fa' la differenza su questo effetto, è ancora più importante la disposizione radiale di questa massa. Questo vuol dire che se tu hai una moto e a questa gli aggiungi 1 Kg sul mozzo avrà una certa reazione "piccola" ma se aggiungi 1Kg sul battistrada... l'effetto diventa esponenziale. E' per questo che ti ho detto che il mozzo della ruota nel monobraccio, che è senza dubbio più "corposo", influisce in maniera ridicola sugli effetti giroscopici (una goccia nel mare)... incide invece nelle masse non sospese che devono interagire col lavoro delle sospensioni.
Poi è tutto da verificare se c'è un effettivo aumento di massa localizzata in quel punto... perchè se è vero che il mozzo è più grosso è vero anche che nel forcellone tradizionale hai una massa minore però su tutti e 2 i lati.

Apro il discorso vibrazioni... (solo perchè lo sto studiando proprio in questo periodo e voglio fare il figo

[scherzo èh])... le vibrazioni entrano in gioco prodotte da sollecitazaioni esterne che appunto "eccitano" le frequenze naturali dei materiali utilizzati... ecco perchè per smorzare le vibrazioni si tendono ad interporre sui materiali altri materieli di frequenza diversa (ad esempio la gomma che ha una frequenza naturale bassissima)... ai nostri fini però quello che è interessante capire è come si comporta il materiale del forcellone sollecitato nell'uso dinamico in funzione degli spessori di materiale.

Contrariamente a ciò che si può pensare spessori più elevati tendono a smorzare maggiormente le risonanze che le perturbazioni creano.

Da questo punto di vista più il forcellone è "massiccio" e meno vibrazioni si propagano alle sospensioni... e da qui al telaio.

Comunque stiamo parlando di "aria fritta" perchè il concetto rimane quello... le 2 tecnologie si possono ritenere equivalenti ai fini delle prestazioni.. mentre ci sono delle leggere differenze per quello che riguarda l'uso.

sandro76

Esperto di Meccanica

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5651611

5651611 Inviato: 12 Set 2008 11:00

nella risonanza dei materiali non influisce solo la densità?

io credo che la massa tenda a smorzare semplicemente le oscillazioni del forcellone (minore risposta), senza che vi sia una risonanza interna del materiale.

cosa che serve più che altro a vedere che non si creino degli effetti dannosi per la vita del pezzo ( forcellone) stesso e non tanto per la tenuta del veicolo......
sbaglio!?

alexss

125 Champ

Ranking: 2185

5651754

5651754 Inviato: 12 Set 2008 11:09

no no, hai perfettamente ragione... però si era introdotto il discorso vibrazioni che comunque influiscono... tipo il chattering nasce dalle vibrazioni... la differenza sulla massa non cambia la frequenza naturale del materiale ma cambia appunto l'entità dell'eccitazione... per fare un esempio pratico e semplice... un tondino di acciaio di 10mm vibrerà con stessa frequenza di un tondino del medesimo materiale di 20mm ma l'ampiezza sarà diversa delle oscillazioni.

sandro76

Esperto di Meccanica

Ranking: 2042

5652657

5652657 Inviato: 12 Set 2008 12:12

Io non ci volevo venire, in questo topic...
...ma visto che si è pronunciato il mio nome invano ne approfitterò per precisare che nei fenomeni di risonanza dei materiali o, più precisamente, dei componenti meccanici, non influisce solo la densità del materiale ma anche e sopratutto la forma del pezzo con particolare riferimento alle sue dimensioni di inflessione libera: infatti, esattamente come in un'antenna, sono le armoniche che permettono di "sintonizzarsi" su di una lunghezza d'onda (vibrazione, in questo caso)

il chattering nasce quindi da un accordo di frequenza tra le sollecitazioni provenienti dall'avantreno e la risposta del retrotreno mediata dal telaio e dagli elementi di sospensione: quando si stabilisce questo fenomeno di risonanza, le vibrazioni indotte aumentano in ampiezza

riguardo alle soluzioni tradizionali e monobraccio, ricordo diversi anni fa uno studio pubblicato su Mototecnica che analizzava al CAD la rigidezza torsionale delle due soluzioni: in effetti nessuna delle due soluzioni è meccanicamente migliore dell'altra, anche e perché in caso di debolezza strutturale si può ricorrere ad un superdimensionamento dei componenti (come è necessario fare per il monobraccio!) e quindi si tratta per lo più di una scelta ideologico-funzionale.
la risposta a crescenti sollecitazioni (assiali, longitudinali, laterali, di torsione) rimane comunque diversa tra le due soluzioni.

*) capisco il lapsus di gtdesmo, che può essere indotto dalla somiglianza degli avatar, ma per il futuro lo invito ad osservare che il mio riporta un'immagine indiscutibilmente più datata di quella di sandro!!

Ultima modifica di de_corsa il 12 Set 2008 12:21, modificato 2 volte in totale

de_corsa

Motociclista DOC

Ranking: 4425

5652740

5652740 Inviato: 12 Set 2008 12:19

Infatti parlavo più che altro a livello teorico per quanto riguardava gli effetti giroscopici. Che da quello che sapevo potevano essere prodotti anche da inerzie causate da attriti su movimenti radiali rotatori, vale a dire dagli attriti che si possiono sviluppare fra un perno fermo e un corpo che gli ruota intorno, insomma l'effetto che si sviluppa per trascinamento. In pratica a perno fermo e libero se ci metti una ruota quando questa si muove produce una rotazione del perno a causa degli attriti fra perno e mozzoruota. Se blocchi il perno nel punto in cui è bloccato si sviluppano le forze che bilanciano tale rotazione che possiamo chiamare inerziale. In più se il perno è bloccato da un lato solo esse sono sbilanciate generando un effetto tipo avvitamento. Comunque si produce un momento di forze lo stesso che a sua volta causano gli effetti giroscopici. Oh io l'avevo capita così.
Comunque è vero che se sono concentrati nel mozzo sono quasi ininfluenti, o trascurabili. Ma ti ripeto comunque ci sono.

A parte questo, se usi le componenti standard, vale a dire quelle in alluminio o acciaio che si usano normalmente, in generale per rendere un punto più rigido si è costretti a usare spessori più grossi di materiale o irrobustirlo, comunque è un altro discorso teorico perchè è ovvio che se fai un forcellone standard in alluminio e prendi un monobraccio in lega di magnesio la questione non si pone nemmeno.

Comunque gran moto se costasse meno sarebbe un affare....

gtdesmo

125 Champ

Ranking: 2016

5653979

5653979 Inviato: 12 Set 2008 13:42

la soluzione a bibraccio è intrinsecamente migliore di quella a monobraccio, è una cella chiusa e due punti di appoggio sono sicuramente meglio di una trave a sbalzo...

il problema è relativo agli spessori... fare un bibraccio fatto per minimizzare il peso, pur sopportando gli sforzi richiederebbe l'utilizzo di lamiere troppo sottili, che non garantirebbero appunto un adeguata stabilità (si imbozzerebbero) con evidentissimi problemi proprio di vibrazioni e mal sopportamento di sollecitazioni "fuori" da quelle previste... si potrebbe letteralmente accartocciare tutto..!

il massimo sviluppo in questi termini si è ottenuto naturalmente nelle ali degli aerei... però pensate che queste hanno pannelli di rivestimento di mezzo millimetro di spessore, fino massimo massimo qualche millimetro per gli aerei più grossi,o meglio, con carichi alari più elevati...
giusto per fare un paragone, un piano di coda di più o meno un metro e mezzo di lunghezza, ha dei pannelli appunto da poco più di mezzo millimetro e peso complessivo di 1,7 kg... e capace di sopportare centinaia di kg... mantenendo la forma e senza cedere naturalmente...

l'unico modo che vedo per realizzare un bibraccio davvero competitivo è di ricorrere a strutture in composito con riempitivi... ma è un lavoraccio..!

AndreaNSR125

250 Champ

Ranking: 2618

14002563

14002563 Inviato: 16 Dic 2012 21:33

Mi è venuta in mente una questione sul monobraccio e questo mi sembra il topic più adatto su cui continuare

Dunque, uno dei problemi della trasmissione a catena è che quando la sospensione posteriore si comprime, la catena si tende e si rilassa, essendo il pignone spostato rispetto al fulcro del forcellone. Allo stesso tempo la tensione della catena si scarica in minima parte anche sulla sospensione variando l'assetto della moto.
Il monobraccio dovrebbe consentire di realizzare la trasmissione perfetta infulcrando il forcellone in corrispondenza del pignone, ma sul lato opposto della moto. Invece tutte le moto col monobraccio hanno la catena dallo stesso lato del forcellone, rendendo questa cosa ugualmente complicata come con il bibraccio e di conseguenza mai implementata. Qual è il significato di tutto ciò?

Altra domanda derivante dalla lettura del topic:

sandro76 ha scritto:

anche io lo credevo [ndr. che un monobraccio a parità di peso è meno rigido rispetto ad un bibraccio]... poi ho parlato con un ingegnere ducati e mi sono dovuto ricredere... ovviamente vado sulla fiducia.

Perché nessuna moto con vocazione anche minimamente fuoristradistica fa uso del monobraccio?

urano88

S. Stock 1000 Champ

Ranking: 4685

14002620

14002620 Inviato: 16 Dic 2012 21:58

urano88 ha scritto:

Il monobraccio dovrebbe consentire di realizzare la trasmissione perfetta infulcrando il forcellone in corrispondenza del pignone, ma sul lato opposto della moto. Invece tutte le moto col monobraccio hanno la catena dallo stesso lato del forcellone, rendendo questa cosa ugualmente complicata come con il bibraccio e di conseguenza mai implementata. Qual è il significato di tutto ciò?

La BMW G450X ha il pignone coassiale al perno del forcellone: così il tiro catena diventa ininfluente al lavoro della sospensione, rendendo però necessario sbarcare il motore dal telaio per sostituire il pignone stesso... Scomodo, no?

urano88 ha scritto:

Perché nessuna moto con vocazione anche minimamente fuoristradistica fa uso del monobraccio?

Non ho la risposta definitiva, ma suppongo che poichè in fuoristrada i forcelloni sono sempre lunghissimi, per avere corsa utile della sospensione e trazione, ottenere la stessa rigidezza e praticità con un monobracio richiederebbe alla fine quasi di sicuro più peso e complicazioni.

PaoloG

Very Important Tinga

Ranking: 7920

14002636

14002636 Inviato: 16 Dic 2012 22:06

PaoloG ha scritto:

Scomodissimo infatti, ma la mia perplessità è che con un monobraccio puoi ovviare a questa scomodità attaccando il forcellone da un lato e mettendo il pignone dall'altro, mantenendoli sullo stesso asse. E invece non lo fa nessuno!! Forse perché in questo modo la struttura è troppo sollecitata.. boh!

Sulla seconda domanda non mi riferisco specificamente al cross.. ma anche una qualunque endurona o enduro stradali, pensate per fare occasionalmente qualche km di strada bianca... il monobraccio non esiste in quel segmento

urano88

S. Stock 1000 Champ

Ranking: 4685

14002651

14002651 Inviato: 16 Dic 2012 22:11

urano88 ha scritto:

Beh, ma il pignone rimarrebbe sempre entro il telaio, da lì la necessita di sfilare il perno del forcellone per smontare il tutto. Oppure... non ho capito cosa intendi.

urano88 ha scritto:

Sulla seconda domanda non mi riferisco specificamente al cross.. ma anche una qualunque endurona o enduro stradali, pensate per fare occasionalmente qualche km di strada bianca... il monobraccio non esiste in quel segmento

Beh, tolto il GS1200 e la Stelvio che hanno il monobraccio per via del cardano, penso che la maggiore complicazione della configurazione non giustifichii vantaggi che spesso si riducono a mera estetica...

PaoloG

Very Important Tinga

Ranking: 7920

14003228

14003228 Inviato: 17 Dic 2012 11:27

urano88 ha scritto:

Sullo stesso asse del pignone c'è l'ingranaggio secondario del cambio, quindi anche se "dall'altra parte" esternamente non si vede niente di fatto dentro il carter "è pieno di roba che gira", quindi sarebbe lo stesso necessario adottare una soluzione con alberi coassiali, che sebbene possibile non vale la candela.

Una cosa che mi piacerebbe molto è invece un forcellone monobraccio che integri al suo interno corona e catena, che potrebbero lavorare in bagno d'olio durando come il motore e non sporcando niente, una alternativa al cardano insomma me senza le due coppie coniche necessarie ai motori trasversali.

Lamps!

FilippoC79

Solo Gas

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