2.Se R>1 la sospensione posteriore tende a comprimersi, con conseguente abbassamento del retrotreno del

veicolo;

Sistema Tracklever :
c'è una nuova corona coassiale con il perno del forcellone, della stessa dimensione della corona originaria. La catena è guidata, nel tratto inferiore, da un pignone libero che costringe la catena a rimanere sempre parallela al forcellone. Il perno del forcellone è sempre montato in modo da rendere il forcellone parallelo alla direzione del trasferimento di carico. E' un sistema più semplice da costruire rispetto al precedente, ma presenta il leggero svantaggio che soddisfa le condizioni necessarie per evitare fenomeni sgraditi solo approssimativamente per quanto riguarda il tratto inferiore della catena.

Sistema A.T.K. (Anti-Tension Kettensystem):
quest'ultimo schema consta di un forcellone di diverso disegno, al quale sono applicati due pignoni secondari che hanno lo scopo di mantenere la catena parallela al forcellone stesso. I pignoni secondari sono posizionati in modo tale che la retta d'azione della forza reattiva che il pignone secondario stesso esercita sul forcellone passi per il perno del forcellone, in modo da non esercitare alcun momento aggiuntivo.
Il perno della ruota posteriore, il perno del forcellone e il perno del pignone principale giacciono sulla stessa retta, inclinata dell' angolo di trasferimento di carico.

Il motociclo è stato modellizzato a due dimensioni utilizzando il software di simulazione dinamica "Working Model 2D " versione 4.0 di Knowledge Revolution , un software di tipo "multi-body" che ha permesso di realizzare il modello di moto nel modo seguente:

-telaio, di massa equivalente a moto+pilota;
-ruote anteriore e posteriore con relative masse;
-forcellone posteriore, con relativa massa;
-inerzia di tutte le masse rotanti situate tra motore e ruota posteriore ridotta alla ruota posteriore;
-pignone, vincolato rigidamente al telaio;
-mozzo della ruota anteriore, la cui massa comprende quella della forcella e di una parte dell'impianto frenante;
-sospensioni: la sospensione anteriore è stata realizzata tramite una molla e uno smorzatore situati tra mozzo e telaio, la sospensione posteriore con un gruppo molla-smorzatore rotazionale collocato sul perno del forcellone;
-motore: il motore è stato supposto a coppia costante, dato che serve soltanto a far mantenere alla moto la velocità di crociera;
-trasmissione: la potenza erogata dal motore arriva alla ruota motrice per mezzo di un attuatore che trasmette la forza tiro della catena dal pignone, vincolato al telaio, alla corona. La catena viene supposta infinitamente rigida;
-forze in gioco: spinta e reazioni normali vengono realizzate tramite le formule del Pacejka, che tengono conto dell'elasticità del pneumatico e del tipo di fondo stradale. La resistenza aerodinamica è supposta applicata nel baricentro del veicolo ed è calcolata in funzione del coefficiente di drag e della sezione frontale dello stesso.

Si può osservare che le sospensioni dotate dei sistemi tradizionali di trasmissione con R=0.7 e R=1.3 vengono rispettivamente mantenute estesa e compressa dalla forza tiro della catena a regime, mentre il sistema tradizionale con R=1 riesce a mantenere pressoché neutro l'assetto del veicolo, confermando quanto detto precedentemente in via teorica.

I modelli dotati dei sistemi Bilever e Tracklever mantengono la sospensione posteriore molto compressa a regime, rivelandosi equivalenti a un sistema con R>>1, mentre quello che più si avvicina al comportamento di un sistema con R=1 è il sistema ATK.

A parità di spinta la moto bianca (Tracklever) impenna prima e si solleva meno della moto viola (tradizionale) . Alla fine della simulazione la ruota anteriore della moto bianca risulta in contatto con il terreno mentre la moto viola risulta ancora impennata.

situazione di regime; il motociclo viaggia a velocità costante. La forza elastica e la risultante delle forze di contatto tendono a ruotare nel verso antiorario il forcellone (estensione rispetto al telaio) mentre la forza tiro tende a ruotare nel verso orario il forcellone (compressione del forcellone rispetto al telaio).

2.

improvviso slittamento della ruota motrice: La perdita di aderenza annulla la forza di spinta. Le forze rimanenti generano un momento che comprime improvvisamente la ruota posteriore.

Il sistema ruota-forcellone non é più in equilibrio.

3.

La ruota accelera e il trasferimento di carico si annulla. La sospensione tende ad estendersi . Anche il telaio tende ad alzarsi posteriormente, mentre l'avantreno si abbassa.

All'improvviso slittamento della ruota motrice sono connessi due fenomeni di instabilità del motociclo.

Il primo, il 'pitching', si verifica in particolar modo mentre il motoveicolo sta accelerando ai limiti dell'aderenza. Considerando la forza tiro della catena costante durante l'accelerazione del veicolo, lo slittamento della ruota motrice può generare un fenomeno di oscillazioni del retrotreno; i valori della risultante della spinta e del trasferimento di carico a sua volta oscillano intorno al proprio valore di equilibrio. Questo fenomeno conduce ad una compressione ed estensione del forcellone che può rendere instabile il motociclo.

Le fasi principali del fenomeno sono le seguenti:

a) nell'istante del primo slittamento della ruota posteriore, la ruota motrice accelera.
b) Il momento dato dal tiro catena, maggiore di quello dato dalla risultante delle forze di contatto, tende ad estendere la sospensione posteriore. Il carico verticale sulla ruota diminuisce e quindi lo slittamento aumenta.
c) Raggiunta l'estensione massima l'azione di richiamo della molla comprime la sospensione. La compressione della molla comporta un aumento del carico verticale L'aumento del carico verticale tende a rallentare la ruota motrice.
d) In questa fase il momento dato dalla risultante delle forze di contatto supera quello dato dal tiro catena e la sospensione posteriore si comprime.
e) Comprimendosi, la sospensione origina un nuovo calo del carico verticale che porta a un nuovo slittamento, e così via. Simile comportamento è prerogativa di un motociclo con basso rapporto peso-potenza.

Più pericolosi sono gli effetti del secondo fenomeno noto con il nome di 'high sider'.
Il fenomeno è connesso con l'improvvisa perdita di aderenza della ruota motrice, che comporta, come già visto, una brusca estensione della sospensione posteriore e la sensazione, da parte del pilota, ad essere sbalzato di sella (effetto comunque parzialmente assorbito dall'ammortizzatore).

Le fasi sono le seguenti:

a) la moto è in piega e in fase di spinta la ruota perde aderenza principalmente nella direzione della stessa spinta.
b) La diminuzione della risultante della spinta e del trasferimento di carico comporta l'estensione della sospensione;
c) L'estensione causa una perdita di aderenza laterale e un aumento del carico sulla ruota nel piano del motociclo che tende a rallentare la ruota motrice;
d) La forza peso non più equilibrata dalla forza centrifuga tende ad accentuare l'angolo di rollio del veicolo.
e) La ruota, maggiormente caricata nel suo piano recupera aderenza bruscamente e la sospensione tende a comprimersi. La moto tende a raddrizzarsi improvvisamente.
Al momento del recupero improvviso dell'aderenza, la moto si raddrizza e la sospensione posteriore si estende, sbalzando il pilota verso l'esterno della curva.

Le simulazioni relative al superamento di un tratto di strada scivoloso hanno dimostrato che i sistemi di trasmissione Bilever, Tracklever e ATK (proposti per ridurre o annullare le sgradite reazioni tipiche di un'improvvisa perdita di aderenza del motociclo) in regime transitorio si comportano come i sistemi tradizionali e quindi non comportano evidenti vantaggi.

Mantenere la catena parallela al forcellone non comporta quindi un miglioramento tangibile per quanto riguarda le reazioni del forcellone in fase di slittamento.
Inoltre se il forcellone è inclinato dell'angolo del trasferimento di carico il comportamento peggiora rispetto al sistema tradizionale.
Nei sistemi Tracklever e Bilever, la riduzione dei picchi delle accelerazioni di compressione ed estensione rispettivamente in fase di slittamento e recupero dell'aderenza è causata proprio dalla forte tendenza dei sistemi citati a comprimere la sospensione posteriore, la cui molla esercita un intenso momento elastico.
Le conclusioni che si possono trarre sono le seguenti:
I sistemi Tracklever e Bilever con catena parallela al forcellone non rendono la sospensione posteriore più "neutra" rispetto alle variazioni della forza tiro della catena, ma hanno un comportamento equivalente a un sistema tradizionale con R>>1.
La soluzione di montare il forcellone inclinato di un angolo pari all'angolo del trasferimento di carico a regime non dà dei risultati positivi. I sistemi Tracklever, Bilever e ATK presentano una complessità costruttiva che ne compromette inevitabilmente l'affidabilità e comporta un aumento del peso complessivo del veicolo.
Per migliorare il comportamento dinamico del motociclo è consigliabile lo studio di un corretto posizionamento del pignone rispetto al perno del forcellone e un corretto dimensionamento del forcellone mantenendo un sistema di trasmissione "tradizionale". Ad esempio, per ridurre la tendenza del motociclo ad impennare, si può agire in modo da ottenere un rapporto del tiro catena R>>1.