Per garantire comfort e una buona tenuta di strada le ruote di un veicolo non devono essere fissate rigidamente al telaio, ma devono potersi muovere.
Tale movimento è assicurato dalla sospensione, costituita da una parte elastica (molla), da uno smorzatore (ammortizzatore), che rallenta le oscillazioni indotte dalla molla, e dal cinematismo che permette la traslazione della ruota rispetto al telaio (ad esempio: gli steli della forcella con movimento telescopico o il sistema di fissaggio tra forcellone e telaio).
Dunque, il cinematismo e la molla consentono alla ruota di seguire la conformazione del terreno senza perturbare eccessivamente la posizione della moto (comfort). In questo modo, inoltre, il pneumatico rimane sempre appoggiato al suolo (non salta), assicurando la massima aderenza.
Si noti che se la sospensione fosse fatta solo con l’elemento elastico, qualora la ruota trovasse un ostacolo sul terreno, si innescherebbero delle oscillazioni che renderebbero precaria la stabilità del veicolo e la tenuta di strada. Il compito dell’ammortizzatore è perciò quello di smorzare rapidamente tali oscillazioni.
Di seguito verranno descritte le caratteristiche di funzionamento di una forcella, quelle costruttive della forcella Öhlins adottata sulla Ducati 999 R, ma diffusa anche su altri modelli di moto, e le procedure necessarie per sostituire il paraolio presente nei suoi due steli. Questa riparazione, infatti, è assai comune e, dunque, è interessante conoscerla.
LA MOLLA E LO SMORZATORE
La sospensione anteriore di una moto è realizzata, nella maggioranza dei casi, dalla forcella, che svolge anche la funzione di sterzo. Il suo particolare cinematismo le permette di compiere un movimento telescopico (ciascuna canna scorre nel proprio fodero).
La molla presente in ogni stelo della forcella, quando si comprime, accumula energia, mentre quando si estende la rilascia. Lo smorzatore montato all’interno dello stelo deve perciò ridurre le conseguenti oscillazioni.
Dunque, si comporta come un freno idraulico che dissipa l’energia della molla tramite il calore generato dall’attrito, provocato dal passaggio di un fluido (olio) presente al suo interno, attraverso degli specifici orifizi (fori calibrati).
Lo smorzatore è realizzato con un pistone immerso nell’olio, teoricamente incomprimibile, contenuto negli steli della forcella. Il movimento relativo tra fluido e pistone è ovviamente indotto da quello che subisce la sospensione a causa delle asperità che la ruota incontra sul terreno.
L’olio deve perciò transitare lungo dei fori presenti sul pistone, opportunamente ostruiti da lamelle (elementi in metallo circolari e flessibili), che si piegano a causa dell’azione del fluido stesso. In questo modo viene dissipata sotto forma di calore l’energia alternativamente accumulata e rilasciata dalla molla e, dunque, vengono smorzate le sue oscillazioni.
In generale, l’intensità dell’azione dello smorzatore può essere modificata in diversi modi.
Si può, ad esempio, variare la portata di olio che deve attraversare i fori del pistone. Ciò viene fatto tramite una valvola a spillo. Spostando la posizione dello spillo stesso, tramite la regolazione esterna della sospensione, si varia la sezione di un by-pass.
Un diverso metodo consiste nel cambiare la rigidità o il precarico delle lamelle sul pistone. Se tale rigidità è bassa, l’olio alzerà le lamelle con più facilità e l’azione dello smorzamento sarà meno intensa. Infine, si può far scorrere l’olio in un orifizio la cui sezione può essere modificata agendo sulla posizione di uno spillo che lo ostruisce parzialmente.
Più la sezione è piccola, più passerà con fatica, aumentando lo smorzamento. Ovviamente, il fluido deve poter sempre attraversare lo smorzatore per evitare il suo bloccaggio.
LE PARTI FONDAMENTALI
Come molte altre forcelle, quella prodotta dalla Öhlins e adottata sulla Ducati 999 R ha una struttura interna a cartuccia.
Analizziamo adesso le parti fondamentali che la compongono. Gli steli sono formati dai seguenti elementi: il fodero o tubo esterno (un cilindro cavo nel quale scorre la canna), la canna o tubo interno con superficie trattata al TiN in modo da ridurre la rugosità e renderla più resistente all’usura (questo trattamento agevola lo scorrimento della canna nel fodero limitando gli attriti), il bicchierino del fodero (zona in cui si infila la canna), che contiene la boccola necessaria per guidare il movimento dello stelo, e il paraolio.
All’interno della canna e del fodero si trovano: il tubo della cartuccia, la molla (al cui effetto elastico si somma anche quello dell’aria presente nello stelo), l’asta della cartuccia e i due pistoni utilizzati per il freno idraulico in compressione ed estensione. Tutti questi elementi sono disposti lungo l’asse dello stelo e sono chiusi da un tappo superiore.
La molla è posizionata tra il tappo di chiusura e il tubo della cartuccia. Il precarico della molla può essere variato tramite la parte mobile con filetto del tappo stesso (quando questa parte viene avvitata aumenta il precarico e viceversa).
Sotto alla molla è posizionato il tubo della cartuccia, all’interno della quale scorre un’asta spostata dalla compressione o dall’estensione dello stelo della forcella.
All'estremità inferiore di questa asta è montato il pistone che svolge l’azione del freno idraulico in estensione e che, logicamente, si muove anch’esso all’interno del tubo della cartuccia. Sul fondo dello stelo della forcella (cioè sul lato dove c’è il perno ruota) è invece fissato il freno idraulico in compressione.
Esso si inserisce nella parte terminale del tubo della cartuccia, chiudendola.
SOSTITUZIONE DEL PARAOLIO DEGLI STELI
Come già osservato, la sostituzione del paraolio è un’operazione non frequente ma comune, poiché può capitare che questo elemento, soggetto ad usura, non garantisca più la necessaria tenuta, facendo trafilare l’olio che si trova all’interno dello stelo. Ciò, ovviamente, oltre a essere antiestetico, provoca un decadimento delle prestazioni della sospensione.
Per sostituire il paraolio posizionato all’interno del bicchierino di ciascun fodero è necessario smontare completamente ciascuno stelo della forcella. Occorre perciò toglierlo dalla moto, che deve essere appositamente sostenuta. Può ad esempio essere “appesa”, facendo passare delle corde attorno al cannotto di sterzo.
Si procede poi togliendo il parafango, le pinze dei freni (non staccare il tubo del circuito idraulico e non lasciarle appese ad esso) e la ruota.
Si svitano in seguito le viti delle piastre di sterzo (quella inferiore e quella superiore), in modo da allentare la presa sul fodero dello stelo della forcella che, a questo punto, può essere sfilato.
Durante questa manovra occorre fare molta attenzione a non rigare il fodero stesso. Prima di effettuare questa operazione è però necessario misurare la sporgenza dello stelo stesso dalla piastra di sterzo superiore.
Tale quota andrà infatti assolutamente rispettata durante la fase di installazione.
In seguito, si deve sostenere il fodero posizionandolo verticalmente in morsa e serrando il suo piedino tra le ganasce dotate di feltro di protezione, in modo da non rovinarlo.
Si procede poi togliendo il tappo superiore, che mantiene in posizione tutti gli elementi interni. Si sfilano dunque la molla, l’asta e lo spillo, che consentono di regolare il freno idraulico in estensione. Si deve ora separare la canna dal fodero e, a questo punto, è possibile sostituire il paraolio presente nel bicchierino, dopo aver tolto il parapolvere e il seeger di fermo.
Le operazioni di smontaggio dello stelo della forcella devono essere effettuate su un banco di lavoro pulito. Inoltre, occorre fare molta attenzione a come sono posizionate le diverse parti che vengono scomposte, in modo tale da poterle reinstallare correttamente.
Dopo il rimontaggio, prima di rimettere il tappo superiore, occorre versare l’olio nello stelo e azionare l’asta, permettendo all’olio stesso di scorrere occupando tutto il circuito in cui deve avere la possibilità di spostarsi.
Verificare sempre che la canna e il fodero possano svolgere correttamente il loro movimento telescopico (scorrendo liberamente).
Dopo aver rimontato tutte le parti sulla moto, bisogna procedere a una taratura media dei freni idraulici e, infine, a un'accurata rifinitura con una prova su strada.
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