Il confort in moto. Questione di vibrazioni

La dinamica della moto

Il team, nel quale lavora l'ingegner Pezzola, svolge studi di alto livello, molto lontani dalla facile comprensione dei non addetti del settore. Le equazioni differenziali sono il pane quotidiano e i movimenti che tutti i giorni facciamo sulle nostre due ruote vengono descritti da una serie di righe e di caratteri per lo più incomprensibili, che però servono all’industria motociclistica per progredire nella conoscenza e nello sviluppo del proprio settore.
Gli ingegneri motociclisti, dediti alla ricerca universitaria, sembrano vivere la loro passione su un crinale tra l’estrema sofisticazione del loro know-how e le più consuete sfaccettature della passione per il motociclismo, dal tifare Valentino Rossi al partecipare ai raduni.
Potevamo stupirvi con effetti speciali ed equazioni mirabolanti, ma non lo facciamo perché non è il nostro mestiere e non ne siamo in grado, ma dai lavori di ricerca in corso al Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano abbiamo tratto gli spunti per presentare alcune nozioni fondamentali della dinamica della motocicletta, provando a riassumerli in forma basilare e semplice.
Nel nostro primo approfondimento abbiamo parlato dell'influenza del pilota sul comportamento della moto. Oggi apriamo la seconda puntata, dedicata al confort. Infine tratteremo la stabilità.
 

Il confort

Dicesi “Confort” la sensazione, sentita dall'utente in diverse condizioni di utilizzo, del livello di benessere percepito. Tra tutti i fattori che possono influenzare la percezione del comfort ci sono le condizioni climatiche e come esse siano subite dal conducente del veicolo, la protezione aerodinamica, l’ergonomia, la visibilità, ma anche le vibrazioni. Una parte importante dello studio di interazione uomo-macchina si riconduce alla misura di una vibrazione sia in campo meccanico, ossia fenomeni misurabili con frequenze basse 0,5-80Hz, sia in campo acustico, 60-16.000Hz.

Ad esempio i nostri organi interni, in particolare lo stomaco, sono particolarmente sensibili alle frequenze tra i 2 ed i 9 Hz, gli occhi e la colonna vertebrale tra i 15 ed i 50 Hz, mentre il nostro orecchio dai 30 Hz in su.

Dal punto di vista del confort, il veicolo è come un filtro che non deve lasciar passare quelle vibrazioni che infastidiscono il nostro corpo, mentre dal punto di vista dell’handling le vibrazioni sono uno strumento che ci consente di sentire il feeling con la moto.

Nel misurare il confort non si deve però dimenticare la soggettività della sensazione, che si traduce, a parità di condizione testata, in feedback diversi su persone diverse che possono scaturire dalle diversità umane o da condizionamenti psicologici: quanto volte ci sarà capitato di sentire la moto diversa da un giorno all’altro?

Lo stato dell’arte per la ricerca sul confort è nel settore automotive e in quello ferroviario; solo in seconda battuta il travaso di informazioni, provenienti dall’industria automobilistica, ha iniziato a portare benefici nel mondo delle due ruote: a partire dal legame delle vibrazioni al manubrio sull’affaticamento di braccia e spalle sino alla vera e propria definizione dei modelli multi-body per il design predittivo, ossia tramite sofisticate tecniche di modellazione software, del comportamento confort dei motocicli.

L’attività di sviluppo ingegneristica vive sempre di un’importante fase di sperimentazione e in questo caso si procede alla validazione del modello tramite prove sperimentali destinate, da un lato, a verificare la bontà e quindi correttezza del modello, dall’altro a stabilire parametri di confronto tra la sensazione soggettiva di vari piloti e gli output matematici del modello stesso.

Le prove sperimentali per la misura del confort sono normalmente condotte tramite l’utilizzo di accelerometri piezoelettrici in grado di misurare, sui 3 assi dello spazio, le accelerazioni; questi sensori sono posti nei punti tipici di contatto pilota-moto ossia le pedane, la sella e il manubrio.
I test per la caratterizzazione del confort di un veicolo sono solitamente condotti, con la moto strumentata, su diverse superfici ruvide (tipo asfalto rovinato, pavé, ecc.) e sul singolo ostacolo (tipo dosso, buca ecc.), in entrambi i casi con attenzione alla ripetitività e alla scelta delle condizioni di prova; questo tipo di test è quindi oggettivo.

Seconda tipologia di test è la prova soggettiva, eseguita da un campione di un certo numero di piloti, ad esempio 5-10, di diversa età, sesso ed esperienza di guida, per condurre il veicolo sulla stessa pista di prova già usata per i test oggettivi.
Durante questi test ogni driver potrebbe interpretare la pista di prova seguendo le sue capacità di guida e con diverse velocità. Al termine di ciascuna prova ogni conducente classifica il comportamento del veicolo in termini di percezione di confort, fornendo una valutazione (molto buono, buono, scarso o molto scarso) per manubrio, pedana, sella e per l'intero veicolo (risposta globale).

Le aree di ricerca sono indirizzate sia alla modellazione dei comportamenti con modelli al computer, sia a fornire legami di correlazione tra il comportamento oggettivamente misurato e i parametri soggettivi a essi correlati: in sintesi si cerca di approfondire quali comportamenti del veicolo sono più positivamente accolti come percezione di confort, da un più ampio spettro di possibili motociclisti.

In questi termini il Politecnico di Milano sviluppa studi di ricerca e di analisi delle possibili correlazioni di dati, e strumenti di calcolo più significativi al fine di raggiungere l’obiettivo finale: rendere la progettazione più efficace dal punto di vista delle performance di confort.
 

Antonio Gola
Andrea Perfetti