Nella sospensione vi sono due parti fondamentali:
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Elemento elastico, assorbe energia e successivamente la rilascia per permettere alla sospensione di distendersi;
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Elemento di smorzamento idraulico, circuito pieno d’olio che gestisce la velocità con cui si muove la forcella in compressione ma soprattutto durante il ritorno;
L’aspetto idraulico è fondamentale in quanto evita che la riestensione e la compressione dell’elemento elastico si propaghi nel tempo e che sia troppo violenta.
Vi sono tre grosse famiglie principali di sospensioni:
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1. Idrauliche open bath
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Di derivazione motociclistica, le idrauliche open bath utilizzano l’olio sia per lubrificare lo stelo che per lo smorzamento idraulico.
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Struttura
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All’interno dello stelo della forcella e del fodero troviamo tutte le parti dell’assieme (asta che sostiene le valvole idrauliche). Nella parte superiore è presente un tappo a tenuta ermetica. La valvola che scorre all’interno dello stelo è un dischetto che presenta una serie di orifizi che permettono il passaggio dell’olio tra le due camere; la dimensione degli orifizi è spesso regolabile, permettendo così la regolazione dello smorzamento (riducendo la sezione di passaggio aumenta la frenatura).
Tipici della configurazione open bath sono lo stelo aperto sul fondo e l’olio che riempie tutto il fodero e la quasi totalità dello stelo, alla cui sommità vi è una sacca d’aria.
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Funzionamento
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In configurazione di sospensione compressa, riducendosi il volume all’interno del fodero, l’olio tende a passare attraverso le valvole idrauliche fluendo verso la parte superiore, nella quale si trova la sacca d’aria che viene compressa. Le valvole idrauliche gestiscono il passaggio dell’olio tramite orifizi o sistemi di lamelle, gestendo la quantità di olio che può fluirvi attraverso.
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Vantaggi e svantaggi:
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Quantità di olio all’interno è estremamente elevata (fino a 500 ml) questo comporta pregi e difetti della sospensione.
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PRO:
-eventuali particelle all’interno dell’olio risultano diluite, diminuisce così il rischio di malfunzionamento;
-possibilità di modificare la curva di compressone della forcella rendendola più o meno progressiva variando il livello del pelo libero (e quindi il volume della sacca d’aria);
-costo basso (pochi e semplici componenti);
-facile manutenzione (sostituzione olio);
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CONTRO:
-peso dell’olio non permette realizzazione di sospensioni leggere;
-vi è una sola guarnizione tra l’olio all’interno e l’ambiente esterno: il raschia polvere. Essendo l’unico elemento di separazione vi è una possibile contaminazione dell’olio da parte di particelle estranee dall’esterno (polvere/sporco, acqua) che a sua volta può causare malfunzionamento o degrado delle valvole;
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2. Idrauliche semi-open bath
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Questo tipo di sospensioni derivano dalle open bath con le dovute differenze costruttive.
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Struttura
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L’olio idraulico, che qui è contenuto solo all’interno dello stelo dal fondo chiuso, ha il compito di smorzare i movimenti della forcella. Nel fodero è presente un altro olio che ha il solo compito di lubrificare lo stelo. I due oli sono completamente separati e spesso hanno viscosità diversa (vista la differente funzione smorzante/lubrificante).
La tenuta dinamica sulla parte inferiore dello stelo è garantita da opportune guarnizioni (o-ring) che evitano il mescolamento dei due oli. Nella parte superiore vi è sempre la sacca d’aria che permette la compressione della forcella.
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Funzionamento
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In compressione, asta e valvola di ritorno solo spinte verso la parte superiore dello stelo. Di conseguenza l’olio viene spostato anch’esso verso l’alto, comprimendo la sacca d’aria. L’asta penetrando all’interno del serbatoio superiore, occupa un volume sempre maggiore, riducendo lo spazio disponibile all’olio. Di conseguenza quest’ultimo va a comprimere l’aria.
Nel fodero è presente una piccola quantità di olio che permette alle boccole al cui interno scorre lo stelo, di rimanere lubrificate. Questo secondo olio è fondamentale in quanto garantisce lo scorrimento della forcella e di conseguenza un buon funzionamento della sospensione.
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Vantaggi e svantaggi:
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Caratteristica peculiare della semi-open bath è proprio la separazione tra i due diversi oli. Ciò apporta vantaggi ma anche determinati impedimenti.
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PRO:
-eventuali particelle che riescono a superare il raschia polvere non contaminano l’olio idraulico ma al massimo quello di lubrificazione. Si ottiene miglior funzionamento e durata dell’idraulica;
-minore volume d’olio, ottenendo una sospensione più leggera senza intaccare le sospensioni;
-presenza del pelo libero permette di variare la curva di compressione, rendendo più o meno progressiva la curva, tramite intervento sulla quantità di olio (tuning);
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CONTRO:
-manutenzione molto complicata data da più parti da smontare;
-maggior numero di componenti che possono rompersi e maggiori tenute che possono dare problemi;
La manutenzione in compenso è più complicata: non basta togliere i foderi e cambiare l’olio, ci sono più parti da smontare. Il sistema poi è più complesso e ci sono più parti che si possono rompere e più tenute che possono dare problemi.
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3. Idrauliche a cartuccia sigillata
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In questa particolare tipologia, tutta l’idraulica è contenuta in una cartuccia. La sua struttura è simile a quella dei pistoncini utilizzati per sostenere i bagagliai delle auto.
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Struttura
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All’interno della cartuccia vi sono l’olio e le valvole di regolazione. Diversamente dai casi precedenti, non vi è una sacca d’aria a contatto con l’olio: l’espansione necessaria per consentire al pistone di entrare (permettendo la compressione della sospensione) è data da una membrana deformabile in gomma (polmone) o da un IFP in alcuni modelli.
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Funzionamento
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E’ qui evidente l’assenza di contatto aria-olio. La risalita del pistone comporta la riduzione dello spazio occupato dall’olio. La variazione di volume è compensata dal polmone in gomma deformabile che espandendosi verso l’esterno permette l’aumento di volume necessario allo scorrimento del pistone. Come per le forcelle semi-open bath, la lubrificazione dello stelo sulle boccole è garantita da un adeguato olio posto nel fodero.
Il polmone deformabile può essere sostituito da un IFP (internal floating piston), un piattello che separa l’olio dall’aria (solitamente azoto in pressione). Questa configurazione con l’IFP risulta particolarmente vantaggiosa nel caso in cui si volesse modificare il comportamento della sospensione; basta infatti variare la pressione o il volume nella camera di azoto.
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Vantaggi e svantaggi:
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PRO:
- l’olio dell’idraulica è completamente isolato (da qui il nome cartuccia sigillata). Difficilmente l’olio può essere contaminato, garantendo una lunga durata della cartuccia;
-la quantità di olio è la minima tra tutte le configurazioni, si risparmia così molto peso. Questo tipo di forcelle è fino a 10 volte più leggero;
-l’assenza di contatto tra lo stelo e l’olio risente meno delle variazioni termiche esterne e del surriscaldamento (da sfregamento dello stelo con le boccole e il raschia polvere). Miglior funzionamento anche sotto stress;
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CONTRO:
- polmone in gomma (la maggioranza) non permette interventi sulla progressività; il problema è risolubile adottando le cartucce con IFP e camera d’azoto, sebbene queste sono più complesse e richiedono più manutenzione;
-manutenzione delle cartucce nettamente più complessa: la manutenzione in casa è molto difficile;
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Quale configurazione scegliere?
Chiaramente in relazione alle proprie esigenze si sceglierà quella più adatta.
Sicuramente le cartucce sigillate sono quelle che pesano di meno, mentre dal punto di vista della manutenzione l’open bath è la configurazione vincente. I primi due sistemi (open bath e semi-open bath) sono migliori per quanto riguarda la possibilità di personalizzazione.
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