Geometrie dei telai 2: passo e lunghezza carro

Bentrovati all’ormai consueto appuntamento settimanale con il tech corner!

Due puntate fa, prima del test di finale, avevamo cominciato ad occuparci dell’analisi delle geometrie dei telai, cominciando con l’angolo di sterzo.

Quest’oggi riprendiamo quel discorso occupandoci di due parametri geometrici altrettanto importanti: la lunghezza del carro posteriore e il passo della bicicletta.

La lunghezza del carro.

La lunghezza del carro posteriore o chainstay in inglese (ovvero “lunghezza catena”), è la misura della distanza tra l’asse del movimento centrale e il centro dell’asse di rotazione del mozzo posteriore:

La misura si prende proiettando i due assi su di un piano orizzontale (il terreno ad esempio) e prendendo la distanza tra le due proiezioni. Mozzo e movimento centrale, infatti, non è detto che siano sempre alla stessa altezza.

FATTORI CHE INFLUENZANO LA LUNGHEZZA DEL CARRO

La lunghezza del carro è un parametro che solitamente è indipendente dalla taglia del telaio, in quanto è indipendente dalle dimensioni del triangolo principale. Alcuni produttori, pochi a dir la verità, utilizzano invece lunghezze di carro differenti a seconda delle teglie, non per questioni costruttive, ma per meglio adattare il comportamento del mezzo a seconda della statura del rider e della posizione in sella.

Il primo fattore che determina la lunghezza del carro è l’escursione posteriore. Poiché la traiettoria ruota non è verticale, ma segue un arco di cerchio (o una curva assimilabile in prima approssimazione ad un cerchio), risulta evidente che più aumenta l’escursione, più la ruota tende ad avanzare verso il fine corsa. Maggiore sarà l’escursione, maggiore dovrà essere la lunghezza del carro per evitare interferenze della ruota con il triangolo principale.

Oltre all’escursione posteriore è anche importante lo schema di sospensione, in particolare la traiettoria ruota. Una traiettoria ruota di maggior raggio garantirà un minore avanzamento della ruota durante la compressione e permetterà di avvicinare maggiormente il mozzo al movimento centrale senza problemi di interferenza.

Anche il diametro delle ruote è un fattore determinante. Le bici 29er hanno infatti una lunghezza del carro maggiore rispetto alle 26, per poter ospitare ruote più grandi senza interferenze. Questo tra l’altro è uno dei problemi principali che rendono difficoltosa la realizzazione di 29er full dalle lunghe escursioni.

Ci sono poi questioni progettuali. Oltre a problemi di interferenza infatti il progettista può decidere per un’eventuale allungamento del carro per modificare il comportamento della bici come vedremo in seguito.

EFFETTI IN PEDALATA E IN DISCESA

Vediamo ora di analizzare come influisce la lunghezza del carro nel comportamento della bici.

In salita scorrevole e tecnica una maggior lunghezza del carro solitamente è positiva. Una bici con un carro lungo, a parità di angolo sella e di orizzontale, quindi con lo stesso posizionamento del baricentro, tende ad impennarsi meno di una bici con carro corto. È un effetto che si nota molto sulle bici 29er: sulle salite ripide l’anteriore rimane quasi sempre incollato a terra e non è nemmeno necessario avanzare eccessivamente il peso.

Andando ad analizzare la cosa da un punto di vista più tecnico, possiamo dire che si ha stabilità (ovvero non ci ribaltiamo) quando la proiezione su un piano orizzontale del nostro baricentro è più avanzata del punto di contatto gomma/terreno, punto di contatto che è il centro di rotazione del sistema bici-biker, come nel caso in figura (si genera un momento stabilizzante, ndr). Più si allunga il carro, più si arretra il punto di contatto ruota terreno e quindi la proiezione del nostro baricentro G potrà arretrare maggiormente, permettendoci di superare pendenze più ripide senza ribaltarci.

In discesa invece un carro più lungo rende la bici più stabile sullo scassato ed alle alte velocità. La bici tende a mantenere più direzionalità e a mantenere la sua traiettoria senza venire deviata dalle irregolarità del terren.

Se fin qui un carro lungo sembra comportare numerosi vantaggi, purtroppo c’è il rovescio della medaglia. Un carro lungo riduce la maneggevolezza della bici. La bici risulta più pigra nei cambi di direzione, rimane più difficile da girare, costringendo il pilota ad anticipare maggiormente le curve, specialmente quelle di piccolo raggio. Insomma se si guadagna in salita e sulle discese rettilinee, si perde invece sullo stretto e sui sentieri guidati.

Per questo non si può dire che è meglio un carro lungo di uno corto, o viceversa. La risposta a questa domanda è dipende, dipende da come si vuole la bici.

Il passo

Il passo o wheelbase in inglese, è la misura della distanza tra i due assi del mozzo anteriore o posteriore.

La misura si può prendere sia misurando la distanza tra i due mozzi, sia proiettando gli assi dei due mozzi a terra e misurando la distanza delle due proiezioni. Poiché il diametro delle ruote è il medesimo le due misure coincidono. Nel caso di bici con diametri di ruote differenti (69er e 96er) la misura andrà ricavata dalla proiezione degli assi dei due mozzi sul terreno.

FATTORI CHE INFLUENZANO LA LUNGHEZZA DEL CARRO

Se la lunghezza del carro era indipendente dalla taglia del telaio, il passo invece varia a seconda della lunghezza del tubo orizzontale, o per meglio dire in maniera pressoché proporzionale alla lunghezza dell’OV (orizzontale virtuale). La stessa bici avrà quindi un passo più lungo maggiore sarà la taglia del telaio e di conseguenza la lunghezza dell’OV.

La lunghezza del passo dipende inoltre dall’angolo di sterzo. Un angolo di sterzo più aperto, a parità di forcella, farà avanzare maggiormente il mozzo anteriore e aumenterà la lunghezza del passo.

Allo stesso modo anche una forcella più lunga, a parità di angolo sterzo (quindi prendendo due telai con medesimo angolo di sterzo e due forcelle di lunghezza differente, non cambiando la forcella sullo stesso telaio in quanto si aprirebbe l’angolo di sterzo), determina un allungamento del passo, allungamento dovuto all’avanzamento del mozzo anteriore a causa della maggior lunghezza della forcella e di conseguenza della sua proiezione sul terreno.

In generale possiamo quindi dire che sostituendo la forcella con una più lunga, si aumenta il passo in quanto si apre sia l’angolo di sterzo e si aumenta anche la lunghezza della forcella stessa.

Come detto poi il passo dipende anche dalla lunghezza dell’OV. Più lungo sarà l’OV, più lungo sarà il passo a parità di altri parametri geometrici (angolo sella e angolo sterzo). Per questo il passo varia a seconda delle taglie.

Inoltre il passo dipende dalla lunghezza del carro. A parità di quote geometriche del triangolo principale, un carro più lungo determina necessariamente un allungamento del passo.

Diametro delle ruote: aumentando la lunghezza del carro, determina necessariamente un aumento del passo.

EFFETTI IN PEDALATA E IN DISCESA

Gli effetti del passo in salita non sono particolarmente evidenti. E’ spesso vero che un passo più lungo rende la bici meno incline a ribaltarsi, ma solitamente l’effetto è dovuto alla maggior lunghezza del carro. Un passo più lungo dovuto invece ad un angolo sterzo più aperto, non è così influente sul comportamento in salita, al limite determina un minore grip all’anteriore in curva, che può causare difficoltà a girare tornanti stretti e molto pendenti.
Solitamente poiché passo e lunghezza dell’OV sono correlati, ad un passo più lungo corrisponde una maggiore lunghezza dell’OV e questa influisce sulla posizione in sella e sulla performance in salita della bicicletta.

L’effetto del passo invece diventa più importante in discesa. Un passo più lungo rende la bici più stabile sia sul veloce, che sui tratti sconnessi. Una bici lunga tende a ribaltarsi più difficilmente e a mantenere meglio la sua direzione di moto, anche se il fondo è irregolare. Come nel caso della lunghezza del carro però, una bici con passo lungo risulta essere più pigra in curva e difficile da girare nello stretto. Un bici poco agile insomma. Anche sui tratti trialistici un passo lungo è controproducente in quanto aumenta l’ingombro della bici e rende più difficile destreggiarsi nello stretto.

Bici con passo corto e molto compatte sono ideali per discese tecniche/trialistiche, proprio per la loro ottima maneggevolezza.