Tecnica
Catena, corona e pignone: l'effetto poligono e i multipli
Scritto da TommyTheBiker - Pubblicato 20/01/2016 18:08
Sostituire il pignone e/o la corona con altri di dentatura diversa è una pratica molto comune, ma nella scelta bisogna fare molto attenzione ad evitare certe combinazioni; vediamo perché.

PREMESSA: nella stesura di questo articolo ho dato per scontato che chi legge sappia, almeno per sommi capi, come lavora una trasmissione finale a catena; se avete dei dubbi, vi consiglio caldamente di leggervi questo articolo scritto dall'utente e moderatore soffoco (che saluto):
Arrow Tutto (o quasi) sul cambio corona o pignone



L'EFFETTO POLIGONO

Quando si accorcia il rapporto finale, il primo pensiero di molti è: "cambio solo il pignone". I motivi sono molteplici: costo molto basso, variazione marcata anche con un solo dente di differenza, spesso si può evitare di cambiare catena (cosa invece quasi sempre obbligatoria quando si mette una corona più grande), eccetera eccetera. Bisogna però prestare attenzione a non scegliere un pignone troppo piccolo, per evitare il cosiddetto "effetto poligono".


Di che si tratta? Il modo migliore per spiegarlo è un esempio. Immaginate una ruota, che anziché essere liscia è formata da tantissimi lati; anche se è spigolosa, gli spigoli sono tantissimi e molto poco accentuati, così tanti che la nostra ruota riesce comunque a rotolare sull'asfalto in modo molto fluido. Ora, immaginiamo di ridurre progressivamente il numero di lati della nostra ruota, fino ad arrivare ad una assurda "ruota quadrata": diminuendo i lati diminuiranno anche gli spigoli, che diventeranno sempre più marcati facendo sobbalzare sempre più bruscamente la ruota durante la rotazione.


Il pignone funziona all'incirca allo stesso modo: meno denti ha, più la nostra ruota ideale diventa spigolosa. Il cosiddetto "effetto poligono" è esattamente questo; l'unica differenza con il nostro esempio è che nel caso del pignone non è lui a sobbalzare (non a livello macroscopico almeno), ma il suo "asfalto", ossia la catena di trasmissione.


Ma questo "effetto poligono", quindi, che problemi ci crea? In sostanza, più questo effetto è accentuato (quindi, più piccolo è il nostro pignone), più la catena scorre male... e questo comporta un'usura precoce di tutta la trasmissione finale. Se non vi fosse chiaro il concetto, date un'occhiata a questa immagine:



Come regola generale quindi, ricordate: nel dubbio, anziché prendere un pignone più piccolo prendete una corona più grande! Up




I "MULTIPLI", OSSIA: PERCHÉ BISOGNA SCEGLIERE DENTI (E MAGLIE) PRIMI TRA LORO

Cambiando dentatura, bisogna fare attenzione a non creare dei multipli, non solo tra i denti di corona e pignone (es: 45/15) ma anche tra i denti degli ingranaggi e le maglie della catena (es: corona da 40, catena da 120). Se ciò avvenisse, si avrebbe lo stesso dente che insiste sulla stessa maglia molto più spesso; in tal modo si creerebbero dei punti deboli (o, se già presenti per difetti di costruzione o altri motivi, verrebbero sollecitati molto più spesso).

Sembra una piccolezza, ma in realtà la differenza in termini di usura è notevole. Facciamo un esempio: poniamo di avere una moto con corona da 45 denti e pignone da 16, e di voler accorciare il rapporto finale. Nel caso in cui cambiassimo il pignone con uno di un dente più piccolo, avremmo questa situazione:
• pignone Z15, corona Z45: 45/15 = 3
ossia, prendendo in considerazione un dente specifico, il fenomeno di cui sopra avviene ogni tre giri della ruota.


Proviamo ad evitarlo, lasciando il pignone da 16 e scegliendo una corona più grande (così riduciamo anche l'effetto poligono Wink ). Dato che un dente di pignone "vale" circa come 2,75 denti di corona la scelta più logica è prendere una corona di tre denti più grande... ma anche così si creerebbe un multiplo (48/16=3) e dunque tanto vale. Scegliamo allora un rapporto finale comunque più corto dell'originale, ma un pochino meno del precedente, optando per un ingranaggio condotto da 47 denti:
• 47/16 = 2,9375
Dato che non ha senso parlare di "due virgola..." o di "quasi tre" giri di ruota, procediamo fino a trovare un numero intero:
• 2,9375*2= 5,8750
• 8,8125 (2,9375*3)
• 11,750 (*4)
• 14,6875 (*5)
...e così via fino ad arrivare al numero tondo, che prevedibilmente è
• 2,9375*16 = 47,0000


Come vedete, adottando una rapportatura comunque alquanto più corta dell'originale, tutti gli eventuali punti deboli verranno sollecitati una volta ogni quarantasette giri di ruota anziché una volta ogni tre. Una bella differenza, no? Smile


Ovviamente, come scritto all'inizio del paragrafo, tutto il discorso precedente va fatto anche per la catena: non deve avere un numero di maglie multiplo rispetto ai denti degli ingranaggi, neanche di uno solo dei due. Badare a questo aspetto è un pochino più complesso, perché una catena troppo corta non si riesce a chiudere, mentre una catena troppo lunga vi costringerà a mettere i registri più arretrati del dovuto, allungando l'interasse e facendoli arrivare più facilmente a fine corsa.


Come regola empirica, se aggiungete 1, 2 o 3 denti alla corona dovete aggiungere due maglie alla catena, mentre cambiando pignone non occorre modificare il numero di maglie; per un conto più preciso, esistono degli appositi calcolatori online: basta cercare "chain link calculator" e spulciare i risultati. Dopodiché, se si verificano dei multipli... cambiate dentatura agli ingranaggi finché non trovate una quadra Smile




CONSIDERAZIONI FINALI

Ci tengo a sottolineare che questi sono principi teorici; se non li rispettate, non rischiate certo che vi si rompa la moto dopo cento metri Razz Tuttavia, prestare attenzione a queste cose male non fa di certo: dubito che qualcuno tra di noi abbia di che lamentarsi se può sostituire una catena dopo (ipotesi) 25mila kilometri anziché dopo 15mila, no? Wink


In particolare però, queste semplici regole devono diventare legge per:
• chi ha una moto con una coppia molto elevata, perché la trasmissione finale è già molto sollecitata di suo e non è il caso di indebolirla ulteriormente
• chi ha una guida molto sportiva, per lo stesso motivo
• quelli che scelgono componenti più leggeri (kit trasmissione con passo ridotto, corone in ergal...) poiché tendenzialmente meno durevoli già di loro
• i grandi viaggiatori, perché può portare a risparmiare una cifretta non indifferente a fine anno


Per quanto riguarda tutti gli altri... beh, come ho detto, rispettare queste semplici regolette non fa male, anzi, si ha solo da guadagnarne; perciò, perché non spendere qualche minuto in più a verificare che tutto torni? Smile


Spero che l'articolo vi sia piaciuto e vi sia stato utile! Un saluto a tutti Doppio Lamp Green

 

Commenti degli Utenti (totali: 18)
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Commento di: frenk_RS_125 il 22-01-2016 21:10
Oh, bene! Uno che capisce la tecnica della moto Up
Hai tralasciato un altro motivo per cambiare corona e non il pignone: che sappia io, la maggior parte (grande maggior parte..) delle moto rileva la velocità al pignone. Cambiarlo vuol dire alterare la precisione del tachimetro.
Quindi, approfittare del cambio per usura (con una guida "normale" circa 25-30.000 km) per cambiare Catena-Corona-Pignone insieme e preferire l' acciaio, o al limite l' ergal più duro possibile.
Bell' articolo Smile
Commento di: JO74 il 23-01-2016 00:08
Vero che molte moto leggono la velocità al pignone, ma è anche vero che la lettura viene sfalsata sia che si cambi pignone, sia che si cambi la corona.
Commento di: TommyTheBiker il 23-01-2016 00:18
Grazie per i complimenti Smile

Ha ragione Jo, il tachimetro si "sballa" pure cambiando corona; il motivo è che il sistema sa che "tot giri del pignone = tot giri della ruota", e da lì tramite la circonferenza di rotolamento (preimpostata) ti calcola tutto... ma se cambi corona, l'equazione di partenza non è più valida, e allora buonanotte.

Poco male, hanno inventato gli SpeedoHealer apposta! ASD
Commento di: Cliff_Fox il 22-01-2016 23:29
Un approfondimento molto interessante. La faccenda dei multipli non mi era mai passata per la testa. Ora mi domando però: è possibile variare il rapporto di trasmissione con una moto con cardano? Shocked Shocked Shocked
Commento di: TommyTheBiker il 23-01-2016 00:11
Certo: basta tirar giù il cardano, aprirlo e sostituire la coppia conica (gli ingranaggi interni, diciamo). Comodissimo, immediato ed economico, devo dire.

Altro che l'inutilmente complessa trasmissione a catena... ASD
Commento di: 42 il 23-01-2016 11:24
Moltiplica il numero di volte che ti tocca pulire la catena per la durata della procedura
Poi calcola quante volte in vita tua ti può capitare di cambiare la coppia conica Wink
Commento di: TommyTheBiker il 23-01-2016 12:34
Il discorso è che per certe persone, pulire la catena è un inconveniente da nulla, e anzi talvolta diventa un piacere (io ne approfitto anche per lavare la moto, controllare i serraggi e tutto il resto, così mi prendo un pomeriggio di relax e distrazione da tutto il resto).

Inoltre, devi considerare che ci sono persone che se non sono completamente soddisfatti della moto, o si accontentano o se ne prendono una diversa; altri, invece, sono pronti a metterci mano per cucirsela su misura... e questo è molto più comodo con una catena, come tempi e come costi.

Sono modi diversi di vivere la moto, non ce n'è uno sbagliato o uno giusto. Se uno cerca prestazioni, sicuramente non deve puntare su una moto con trasmissione cardanica, perché da quel punto di vista lì ha millemila difetti (estrema scomodità nel variare la rapportatura, peso elevato, molta più coppia persa nel passaggio motore-ruota...); viceversa, se uno vuol fare tanti kilometri senza pensarci su più di tanto, diventa quasi una scelta obbligata, perché la catena va oliata, la catena va tesa, la catena va sostituita, e via discorrendo.

Comunque, la catena secondo me viene troppo spesso sottovalutata: sì, richiede più cure, ma non è che devi metterci mano ogni cento kilometri. E c'è gente che su moto con la catena ha superato traguardi inimmaginabili. Prendi Nick Sanders, ad esempio: la catena richiede più cure, le sportive sono scomode e tutto il resto, ma intanto si è fatto oltre trecentomila (!) kilometri su una R1, passando per deserti, steppe e lande innevate... e infrangendo per ben due volte il record di velocità (per le moto ovviamente) nel compiere il giro del mondo. Cosa che dubito sarebbe riuscito a fare con un cardàno Razz
Commento di: 42 il 24-01-2016 13:36
Sono modi diversi di vivere la moto, non ce n'è uno sbagliato o uno giusto
Bingo.<BR> <BR> Sui traguardi inimmaginabili... beh, se il traguardo è battere il record di velocità nel fare il giro del mondo (IMHO) lo lascio volentieri ai "catenari". Ai noi "cardanici" (sempre in tema di diversità) piace più pensare a John Boettcher o a Karl Werth, che con una non performanti, pesanti moto a cardano hanno superato il mezzo milione di miglia (sì, son americani e hanno l'abitudine di misure in miglia), usando il loro tempo viaggiando e non in garage a recuperare 5 CV di potenza o 10 Nm di coppia. Campione
Commento di: track21 il 10-02-2016 17:49
Oltre al fatto che montando un oliatore automatico della catena, con una spesa pure abbastanza contenuta, ti scordi pure di averla la catena....
Commento di: JO74 il 23-01-2016 00:09
Bravo Tommy. Up
Commento di: TommyTheBiker il 23-01-2016 00:19
Grazie. Doppio Lamp Green
Commento di: Cliff_Fox il 23-01-2016 14:16
Effetto poligono, multipli, tachimetro sballato: sulle moto a cardano questi inconvenienti sono assenti cambiando le coppie coniche ?
Commento di: TommyTheBiker il 23-01-2016 15:07
Ma siete tutti fissati con questo benedetto cardano qui? Rotfl

Onestamente mi cogli impreparato, del cardano ne so ben poco (e quel poco che so non me lo fa apprezzare ASD ). Per quanto riguarda il tachimetro sballato, temo di sì perché il sensore velocità è proprio sul cardano, ma non conoscendo così bene quel tipo di trasmissione potrei pure sbagliarmi.

Sul resto, ahimé, posso solo fare ipotesi (servirebbe qualcuno che ha quantomeno studiato meccanica al liceo, e io non l'ho fatto, ho imparato tutto come autodidatta) e quindi piuttosto che sparare qualche 'zzata preferisco dirti "non lo so". Mi spiace! Sad
Commento di: frenk_RS_125 il 24-01-2016 11:24
A chi chiede se l' effetto poligono sia presente anche sul cardano, sì. Non ne ho mai aperto uno, e condivido l' opinione che la catena sia un metodo più "furbo", ma l' effetto poligono è comune a qualsiasi dentatura. Lo so perchè faccio ingranaggi, e so che ad un minor numero di denti sull' ingranaggio corrisponde una maggior superficie d' attrito, con tutto ciò che questo comporta.

E IMMAGINO vari anche la lettura velocità, se fatta al cardano e non alla ruota.. anche se è solo un ragionamento, ho già sbagliato sulla sostituzione corona ASD ASD
Commento di: jocek60 il 29-01-2016 14:11
Complimenti! E' sempre bello saperne di più, anche se poi per le mie limitate capacità certe nozioni non verranno applicate... ma almeno la curiosità è appagata.
Commento di: endurista00 il 29-01-2016 22:14
grazie di avermelo fatto imparare sapevo che se mettevi corona e pignone più grandi la catena durava di più ma non sapevo il motivo Very Happy
Commento di: INTERCETTORE il 01-02-2016 13:33
Complimenti per l'articolo TommytheBiker, davvero interessante. Lamps
Commento di: _UBER_ il 03-02-2016 12:33
Articolo chiaro, scritto bene, comprensibile a tutti. Bravo.