Avancorsa e angolo di inclinazione dello sterzo

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Nel provare le nuove BMW F900R e F900XR mi sono imbattuto in un fatto curioso nella relativa cartella stampa, riguardante la geometria della sospensione anteriore. Perché quindi non cogliere l’occasione per parlare un po’ di questo argomento?

Gli elementi fondamentali di tale geometria sono l’angolo di inclinazione dell’asse di sterzo rispetto alla verticale e l’avancorsa. Entrambi influiscono sostanzialmente sul comportamento della moto e non a caso sono presenti in tutte le schede tecniche dei modelli in commercio.

Ma che cosa sono esattamente, e che effetto hanno sulla guida?

L’angolo di sterzo è l’angolo tra l’asse intorno a cui ruota lo sterzo e la verticale .

L’avancorsa invece è la distanza tra il punto in cui l’asse dello sterzo interseca il piano su cui poggia la moto e il centro dell’impronta a terra dello pneumatico anteriore (che, quando la moto poggia su un piano, coincide con la verticale sullo stesso piano del centro del mozzo della ruota anteriore).

La figura seguente dovrebbe chiarire il tutto.

L’angolo di sterzo determina principalmente la prontezza della sterzata, cioè la velocità con cui la ruota sterza a parità di velocità di rotazione del manubrio: più l’angolo è stretto, e quindi più lo sterzo è verticale, e più la ruota sterza rapidamente.

L’avancorsa invece ha effetto principalmente sulla durezza dello sterzo: più essa è lunga e più lo sterzo oppone resistenza alla sterzata. A parità di altre condizioni, un’avancorsa lunga determina quindi uno sterzo più pesante, ma un comportamento più stabile della moto, mentre un’avancorsa corta aumenta la maneggevolezza a scapito della stabilità.

L’angolo di sterzo è scelto dai progettisti in funzione del carattere della moto e dalla velocità massima raggiungibile; più il carattere è sportivo e più l’angolo di sterzo tende a essere chiuso.

L’avancorsa è scelta in base a una logica un po’ diversa, perché di solito cresce con la velocità e diminuisce quando si vuole dare maggior leggerezza allo sterzo.

Avancorsa e angolo di sterzo sono correlati tra loro. Infatti, guardando la figura precedente, appare chiaro che se aumentiamo l’angolo di sterzo, a parità di altre condizioni otteniamo un’avancorsa più lunga. Ma in realtà essi possono essere variati a piacimento uno rispetto all’altro.

Se ci fate caso, su nessuna moto l’asse di sterzo si trova esattamente all’altezza degli steli della forcella; esso è sempre un po’ arretrato rispetto ad essi e ciò appare evidente osservando qualunque piastra di sterzo.

La misura di tale arretramento si chiama offset, e come si può intuire osservando l’immagine seguente, più esso aumenta, a parità di angolo di sterzo, e più l’avancorsa si accorcia.

Quindi, variando l’offset è possibile variare a piacimento la relazione tra avancorsa e angolo di sterzo. In questo modo è possibile, per esempio, ottenere un’avancorsa di dimensione normale pur in presenza di un angolo di sterzo molto aperto e ciò rende possibile costruire chopper tutto sommato guidabili (anche se con una prontezza di sterzo ridicolmente bassa).

La tabella seguente offre spunti interessanti al riguardo.

Modello Angolo di sterzo dalla verticale ° Avancorsa mm
BMW S1000RR 23,1 93,9
MV Agusta F3 24,0 99,0
Ducati Monster 24,0 93,0
Ducati Panigale V4 24,5 100,0
Ducati Multistrada V4 24,5 102,5
BMW R1250GS Adventure 24,9 95,4
BMW S1000XR 25,5 116,0
Honda CB650F 25,5 101,0
BMW R1250GS 25,7 100,6
BMW F800R 26,0 100,0
Harley-Davidson Ultra Limited 26,0 170,0
BMW F750GS 27,0 104,5
BMW F850GS 28,0 126,0
Honda GL 1800 Gold Wing 29,25 109,0
Harley-Davidson Iron 883 30° 117,0

Si notino in particolare le quote più sportive della BMW R1250GS Adventure rispetto alla versione Standard, che servono a compensare il maggior peso sull’avantreno. Ecco perché chi guida un’Adventure si stupisce per la sua maneggevolezza.

Torniamo ora alla cartella stampa delle BMW F900R e XR. Prima di andare a provare le moto, da buon secchione me la sono letta tutta, ma ho fatto un salto sulla sedia quando ho visto che l’angolo di sterzo su entrambi i modelli dovrebbe essere pari a 29,5° (la Casa bavarese curiosamente dichiara sempre l’angolo rispetto all’orizzontale, in questo caso 60,5°).

Dalla tabella precedente appare evidente che si tratterebbe di una scelta davvero bizzarra, perché un angolo così aperto è adatto a una cruiser, non certo a moto dalle velleità sportiveggianti come queste.

Ho dato quindi un’occhiata alle foto, e la cosa proprio non mi quadra: sulle F l’angolo di sterzo appare piuttosto chiuso, assai più simile a quello di una supersport che a quello di una cruiser.

Nella figura che segue ho sovrapposto in trasparenza la F900R e la Harley-Davidson Iron 883 (angolo dichiarato 30,0°).

È un metodo un po’ pecoreccio, siamo d’accordo, ma la differenza è evidente, parliamo di circa 5-6°, non certo degli 0,5° risultanti dai dati dichiarati.

Una differenza del genere, molto pronunciata, si riflette anche nel comportamento alla guida: lo sterzo delle F900R e XR è nettamente più pronto di quello della 883.

Fin qui le prove portate a sostegno della mia affermazione — una fotografia e alcune sensazioni alla guida — non sono proprio di livello scientifico, lo ammetto. Ma ho un’arma segreta che mostra infallibilmente l’errore, e il bello è che me la fornisce la stessa BMW.

Nella cartella stampa delle nuove F900, è riportata un’interessante tabella dove sono messe a confronto le quote dell’avantreno di F800R, F900R e F900XR.

Di solito, ogni costruttore dichiara l’angolo di inclinazione di sterzo (steering head angle, in questo caso misurato rispetto all’orizzontale) e l’avancorsa (castor o trail) di ogni modello, ma in questa tabella, In via del tutto eccezionale, è presente anche l’offset (fork offset).

Come ho detto sopra, l’offset è il “trucco” che viene usato dai costruttori per armonizzare nel modo migliore angolo di sterzo e avancorsa. Le due F900 hanno lo stesso angolo, ma la F900R ha un’avancorsa sensibilmente superiore rispetto alla XR — cosa che peraltro risulta assai evidente alla guida — e BMW con questa tabella vuole appunto chiarire che questa differenza è stata ottenuta con un diverso offset.

Però, se io ho due di queste misure, la terza è univocamente determinata, non si scappa — a meno che non si ricorra a piastre di sterzo molto particolari, che consentono una diversa inclinazione degli steli della forcella rispetto all’asse dello sterzo, cosa che si riscontra solo su alcuni chopper estremi — e i dati forniti da BMW non tornano.

Facendo un po’ di calcoli — mi è toccato rispolverare un po’ di trigonometria, se avete voglia di fare altrettanto, potete dare un’occhiata qui — emerge che per abbinare l’avancorsa e l’offset dichiarati per entrambe le F900, occorrerebbe avere un angolo di sterzo di circa 24,95° (per la precisione 24,97° sulla R e 24,93° sulla XR), perfettamente coerente con i rilievi visivi e con le sensazioni alla guida di queste moto e vicino ai 26° della F800R.

Che dire? Anche i tedeschi sbagliano. 😉

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