Cartucce Mupo Caliber 22

[skywalker67]

Grazie Dip, aspetto di vedere cosa risponde alle mie ulteriori domande e poi decido di conseguenza.
Gli ho chiesto di confermarmi che a registro completamente svitato la molla è comunque leggermente compressa (in modo da avere la certezza che distanziali più corti siano utilizzabili), e se secondo lui con distanziali più corti di 6 o 7 mm riuscirei a recuperare quei 10mm di SAG che mi mancano.

A questo punto, o gli chiedo di vendermi due distanziali e li accorcio, o me li faccio fare da un tornitore direttamente più corti: mi avete convinto che questa sia la strada più giusta per risolvere il problema.

Per quanto riguarda le molle, dai miei (lontani) studi di Fisica I sapevo che la rigidezza delle molle in parallelo è pari alla somma delle rigidezze delle molle, ma pensavo che magari ci fosse qualche vantaggio a me sconosciuto nel montare molle di K diverso rispetto a molle con uguale K (a parità di somma totale), ma così non è.

[lo_zarro]

Confermo, i K si sommano con molle in parallelo.
Il vantaggio nel tuo caso è che cambieresti una sola molla anzichè entrambe.
e probabilmente non hanno le molle con stesso K da combinare per ottenere quella rigidezza finale. ma la forcella è talmente rigida che avere le due molle differenti non influisce sulla dinamica dell'insieme

[dip]

... risposta dal tecnico della Mupo

La cartuccia per Suzuki SV monta molle da K 8.5 N/mm precaricate, a forcella tutta estesa, a 8,5  mm.
Sicuramente per avere più SAG è necessario, al momento, togliere qualche millimetro di precarica, ma è anche vero che , sempre di serie, diamo fuori il tappo con 5 giri, quindi non troppa ecco. 

Qui ti dice che che coi registri di precarico tutti fuori, le molle hanno già un precarico.
Che è ovvio, altrimenti (calcolo spannometrico) lo Static SAG sarebbe i 2/3 del Rider SAG.(la moto pesa poco più del doppio di te vestito)

Considerando per un peso di 90kg in ordine di marcia, per Noi queste molle sono adeguate, ma se si vuole avere più SAG statico, quindi dinamico, suggerirei di mettere una K 7.5 ed una K 8.5 N/mm. Attenzione però a quello che sarà il sostegno in frenata con un K complessivo inferiore!

Ti ha anticipato la tua ultima domanda, ma ti dice chiaramente:"Attento, poi in frenata affonda di più!

Siccome hai detto di avere riminiscenze di Fisica 1, ti do il compito da fare, io mi sono perso nei ragionamenti.
Intanto, stimando un bilanciamento dei pesi 50/50 la ruota anteriore agisce sul terreno con metà della forza-peso totale.Se ho trovato i dati giusti,saranno:
2050N/2 = 1025N per la moto ai quali aggiungere
882N/2 = 441N di te vestito.
( a parte la stima , sono certo che il ragionamento è giusto)

SUPPONGO che la forza che agisce sulla molla non possa essere la stessa che agisce sul terreno perché la forcella è inclinata di 25°rispetto ALLA PERPENDICOLARE col terreno.
(ma qui mi perdo, non so come scomporre la forza verticale della tua moto e di te...

Riassumo i dati:
k totale molle = 17N/mm
inclinazione forcella = 25°
Forza asse anteriore "Static" = 1025N
Forza asse anteriore "Rider" = 1446N
Precarico minimo ( 8,5N/mm * 2 * 8.5mm ) = 144.5N

- SAG statico 11mm,
- SAG rider 21mm,

Ho fatto qualche calcolo, ma non sapendo come scomporre la forza ho cercato di trovare la "legge" giusta, partendo dai dati e dalle tue misure.
Il delta SAG (con forza perpendicolare alle molle ) viene 25.9mm, ma moltiplicandolo "ad cazzum" con la tangente di 25°viene un delta di 12mm ( abbastanza vicino alla tua misura che so per esperienza viene affetta da errori di misura importanti...)
nota: sicuro non è il giusto ragionamento, perché la tangente di 0°è 0

Comunque, seni/coseni/tangenti a parte, la molla si comprime meno della metà di quanto farebbe con la forcella verticale, e di contro 8.5mm di precarico alzano la moto di più del doppio ( con la mia legge "ad cazzum" senza quel precarico minimo, lo Static SAG sarebbe 28mm ,ma se togli 8.5mm / sin25°ci avviciniamo ai tuoi 11 , e va aggiunto il precarico del registro che non puoi togliere.

Alla fine della G.S.M. accorcerei i distanziali di 10mm * tan25° , cioè circa 5mm...
Comunque, se riuscite a capire come calcolare la forza che agisce sulle molle in relazione dell'angolo del cannotto di sterzo, ve ne sono grato

[JorgaSV]

direi che a 90° la forza è il 100% mentre a 0 gradi (molle per assurdo orizzontali) la forza è 0
a 45° è il 50%
a 25° si riduce del (90/25) 36%.....indi 64%?

[Sgualfone]

a 25° si riduce del (90/25) 36%.....indi 64%?

Secondo me è più corretto dire che partendo dal 100% che è 90° tispetto al terreno si sottrae l'angolo cioè 25° ma a quanto corrispondono questi 25°...

25/(90/100)=27,7 periodico
Conferma del calcolo è che il 27,7% di 90 è
(90/100)×27,7=24,9

Trovato queato dato lo sottraiamo...
100-27,7=72,3

In conclusione il dato a parer mio è che a 25° corrisponda il 72,3% del carico calcolato rispetto ai 90°

Ma è solo un calcolo così delle 5 del mattino...

[Sgualfone]

direi che a 90° la forza è il 100% mentre a 0 gradi (molle per assurdo orizzontali) la forza è 0

100/(90/90)=100%

a 45° è il 50%

90/45=2...
100/(90/45)=50%

a 25° si riduce del (90/25) 36%.....indi 64%?

100/(90/25)=27,7%.....indi 72,3%?

[lo_zarro]

nessuna proporzione, è trigonometria. per ottenere la forza sulla forcella, va diviso il carico normale al terreno per il coseno dell'angolo del cannotto.
Secondo i tuoi dati
Carico "rider" verticale: Fr=1446 N (anche se 1025+441=1463)
Angolo cannotto: α= 25°
la forza sulla forcella si ottiene come Ff=Fr/cos(α)=1446/cos(25)=1595 N

In realtà per ottenere il SAG tutto questo non serve: il sag non lo misuri in direzione della forcella, ma sulla verticale, quindi ottenuto il carico sui gambali e quindi la compressione della molla, questo valore va nuovamente moltiplicato per cos(25) per ottenere la sua proiezione sulla verticale.
SAG= [Fr/cos(α)]/k*cos(α)= Fr/k

[skywalker67]

Siete la felicità di un ingegnere ... ... butto giù uno schema di massima e lo discutiamo.

nessuna proporzione, è trigonometria. per ottenere la forza sulla forcella, va diviso il carico normale al terreno per il coseno dell'angolo del cannotto.
Secondo i tuoi dati
Carico "rider" verticale: Fr=1446 N (anche se 1025+441=1463)
Angolo cannotto: α= 25°
la forza sulla forcella si ottiene come Ff=Fr/cos(α)=1446/cos(25)=1595 N

Non devi dividere ma moltiplicare per il coseno dell'angolo di cannotto, (dopo posto uno schema così risulta più chiaro), altrimenti avresti l'assurdo che inclinando la direzione di applicazione del peso, questo aumenta invece di diminuire.
Se vuoi calcolare la componente di una forza in una data direzione (diversa da quella di applicazione della forza stessa) devi scomporre la forza nella direzione voluta e nella perpendicolare a questa.
La componente non potrà mai essere maggiore della forza di partenza.

In realtà per ottenere il SAG tutto questo non serve: il sag non lo misuri in direzione della forcella, ma sulla verticale, quindi ottenuto il carico sui gambali e quindi la compressione della molla, questo valore va nuovamente moltiplicato per cos(25) per ottenere la sua proiezione sulla verticale.
SAG= [Fr/cos(α)]/k*cos(α)= Fr/k

Forse ho sempre sbagliato io, ma il SAG lo misuro lungo lo stelo della forcella (dalla piastra inferiore al paraolio), non sulla verticale.
Sbaglio?

Edit: pensandoci un po' più a fondo ... se il SAG è una misura di quanta corsa ha la sospensione in estensione, perchè dovrebbe essere misurato lungo la verticale del terreno e non lungo lo stelo della sospensione stessa?

[lo_zarro]

Non devi dividere ma moltiplicare per il coseno dell'angolo di cannotto, (dopo posto uno schema così risulta più chiaro), altrimenti avresti l'assurdo che inclinando la direzione di applicazione del peso, questo aumenta invece di diminuire.
Se vuoi calcolare la componente di una forza in una data direzione (diversa da quella di applicazione della forza stessa) devi scomporre la forza nella direzione voluta e nella perpendicolare a questa.
La componente non potrà mai essere maggiore della forza di partenza.

Dipende dai casi! in questo caso il valore di carico verticale è uno dei due cateti del triangolo trigonometrico, mentre il carico sulla direttrice forcella è l'ipotenusa dello stesso triangolo, quindi per passare dal primo al secondo devi dividere per il coseno.

se fai il ragionamento opposto, ovvero carichi la forcella nella sua direzione, quella forza la devi scomporre nelle componenti normale al terreno (proporzionale al coseno) e parallela al terreno (proporzionale al seno), ma nel caso proposto da dip, quella che calcola è già una delle due componenti dalla quale risalire al carico sulla forcella


Io ho sempre misurato il SAG sulla verticale, sia per posteriore che per anteriore, ma potrei tranquillamente essermi sempre sbagliato!

[skywalker67]

Non devi dividere ma moltiplicare per il coseno dell'angolo di cannotto, (dopo posto uno schema così risulta più chiaro), altrimenti avresti l'assurdo che inclinando la direzione di applicazione del peso, questo aumenta invece di diminuire.
Se vuoi calcolare la componente di una forza in una data direzione (diversa da quella di applicazione della forza stessa) devi scomporre la forza nella direzione voluta e nella perpendicolare a questa.
La componente non potrà mai essere maggiore della forza di partenza.

Dipende dai casi! in questo caso il valore di carico verticale è uno dei due cateti del triangolo trigonometrico, mentre il carico sulla direttrice forcella è l'ipotenusa dello stesso triangolo, quindi per passare dal primo al secondo devi dividere per il coseno.

se fai il ragionamento opposto, ovvero carichi la forcella nella sua direzione, quella forza la devi scomporre nelle componenti normale al terreno (proporzionale al coseno) e parallela al terreno (proporzionale al seno), ma nel caso proposto da dip, quella che calcola è già una delle due componenti dalla quale risalire al carico sulla forcella

Ma non può essere così.
La forza peso è sempre e comunque normale al terreno, quindi il peso di moto+rider da ripartire tra ruota anteriore e posteriore è perpendicolare al terreno.
Una volta calcolata la percentuale di forza peso da applicare sull'avantreno, se ne calcolerà la componente (cateto) nella direzione dell'asse della forcella, per ricavare la forza con cui sono compresse le molle.

Proviamo a spiegarla in questo modo: la forza peso (moto+rider) è diretta perpendicolarmente al terreno, la moto poggia su due punti (le due ruote) quindi suddividiamo la forza peso in due diverse forze (sempre agenti verso il basso), ed andiamo ad applicare la componente agente sull'avantreno all'incirca sulla sommità del cannotto.
La forza è sempre diretta perpendicolarmente al terreno, ma la forcella è inclinata, quindi per calcolarne la componente nella direzione dell'asse della forcella (che è quella che fa comprimere le molle) devo moltiplicare la forza agente sul cannotto per il coseno dell'angolo di sterzo.
Ti torna di più detta così?

D'altronde, se metti la moto su una bilancia, il peso che vedi indicato (che è poi quello che dichiara il costruttore) è quello misurato perpendicolare al terreno, non certo la sua componente nella direzione dell'asse della forcella.

[lo_zarro]

si, hai ragione. le due componenti sono una parallela alla forcella e una normale alla forcella, e non parallela e normale al terreno.
stavo considerando la forcella come un pezzo di un telaio, ma non è così: non è vincolata.

mi resta il dubbio che mi hai messo sulla misurazione del SAG!

[dip]

Il SAG ho sempre capito che indica la corsa libera in estensione della sospensione. Quindi si misura la corsa della stessa, non la variazione di altezza della moto.

Per il monoammortizzatore si considera la variazione di altezza per comodità di misura.

Ho cambiato telefono, ma è sempre a carburatori!

[skywalker67]

Dunque ...

Peso Moto: 200 Kg = (200 * 9.81 =) 1962 N
Peso Rider: 90 Kg = ( 90 * 9.81 =) 883 N
Peso Totale: 1962 + 883 = 2845 N

Nell'ipotesi di dividere il carico a metà tra ruota anteriore e posteriore il peso che insiste sulla ruota anteriore è 2845 / 2 = 1422.5 N.
Ma è una stima molto grossolana, perchè nel peso della moto che grava sulle sospensioni non andrebbero considerate le ruote (cerchio + gomma + dischi), le pinze, la corona posteriore, parte del peso del forcellone posteriore e della catena etc., tutte parti il cui peso si scarica direttamente a terra o su componenti che sono al di sotto delle sospensioni.

Questa è la schematizzazione del sistema:

Schematizzazione.jpg (12.43 KiB) Visto 4566 volte

Ora:

Carico lungo l'asse della forcella: 1422.5 * cos (25°) = 1289 N
Precarico Molla: 8.5 mm * (8.5 N/mm * 2) = 144.5 N

Il precarico molla agisce come una forza lungo l'asse degli steli forcella in direzione opposta alla componente del peso, per cui la forza effettiva che comprime gli steli della forcella è 1289 - 144.5 = 1144.5 N
Da cui, il SAG Rider risultante è:

SAG Rider = 1144.5 / (2 * 8.5) = 67 mm

Molto distante dai 21 mm che ho misurato.

Affiniamo un po' il ragionamento: supponiamo che il peso che abbiamo trascurato all'inizio (ruote etc.) ammonti a circa 40 Kg, in questo caso il peso complessivo che grava sull'avantreno è:

Peso Totale: (200 + 90 - 40) * 9.81 / 2 = 1226.25 N
Carico lungo l'asse della forcella: 1226.25 * cos (25°) = 1111 N

Da cui, sottraendo il precarico dovuto alla compressione della molla a registri completamente svitati:

Forza di compressione forcella: 1111 - 144.5 = 966.5 N

Da cui, il SAG Rider risultante è:

SAG Rider = 966.5 / (2 * 8.5) = 57 mm

Ancora non ci siamo.

Probabilmente la distribuzione dei pesi 50/50 tra avantreno e retrotreno non è molto corretta; inoltre le molle della mia forcella hanno (oltre al precarico iniziale dovuto alla semplice installazione nella loro sede, che le comprime di 8,5mm) un'ulteriore componente di precarico perchè non è possibile svitare completamente i registri: molto ad occhio potrebbero essere altri 2 mm.

Rifacciamo i calcoli considerando una distribuzione dei pesi 40/60 e 10.5 mm di precarico complessivo delle molle.

Peso Totale: (200 + 90 - 40) * 9.81 * 0.4 = 981 N
Carico lungo l'asse della forcella: 981 * cos (25°) = 889 N
Precarico Molla: 10.5 mm * 8.5 N/mm * 2 = 178.5 N
Forza di compressione forcella: 889 - 178.5 = 710.5 N

Da cui, il SAG Rider risultante è:

SAG Rider = 710.5 / (2 * 8.5) = 41 mm

Che è comunque sempre quasi il doppio di quello che misuro ... c'è ancora qualcosa che mi sfugge ...

[JorgaSV]

oddio qui siamo ai livelli dei tecnici di motogp.....

[skywalker67]

Veramente mi sento ai livelli di uno studente di statica che non ha passato lo scritto dell'esame ...

[lo_zarro]

Qualche mm lo perderai nell'attrito tra boccole e steli e tra boccole e foderi, ma sicuro non 20mm

[lo_zarro]

un contributo lo dà anche l'aumento di pressione della camera d'aria lasciata all'interno dello stelo.
però è difficile da valutare: avranno lasciato 120mm d'aria dal pelo libero dell'olio. ma a questo volume d'aria va sottratto il volume della molla e della parte di tappo interna allo stelo. per poi stimare la variazione di volume data dai 20mm di SAG che rilevi

[dip]

Ho scassato il ca... al mio amico ingegnere strutturale.
Conferma che la forza statica che agisce sulla sospensione (molla) è il coseno dell'angolo dell'inclinazione.
Il seno si scarica sul telaio, mentre la forza perpendicolare fa flettere la forcella. Queste non ci interessano!

Va considerata anche la pressione dell'aria che si genera quando si comprime la forcella, conti fatti al volo a mente ottenebrata da due pinte di birra inglese portano un risultato confrontabile con la molla, va calcolato per bene.

Ho cambiato telefono, ma è sempre a carburatori!

[skywalker67]

Grazie dip, un 18 quindi alla fine forse lo prendo.

[skywalker67]

Va considerata anche la pressione dell'aria che si genera quando si comprime la forcella, conti fatti al volo a mente ottenebrata da due pinte di birra inglese portano un risultato confrontabile con la molla, va calcolato per bene.

Tornando seri per un momento: bisognerebbe conoscere qual'è il volume della camera d'aria a forcella completamente estesa e almeno il diametro dell'interno della suddetta camera, in questo modo si potrebbe calcolare per approssimazioni successive l'incremento di pressione per ciascun mm di compressione della forcella, e da qui la forza esercitata in opposizione alla compressione della molla dovuta alla forza peso.

Magari domani, quando ho un attimo di pausa, provo a ragionare al contrario sui calcoli fatti sopra per vedere se riesco a ricavarne qualcosa.