Cerchi: la larghezza è veramente importante?

Cerchi: la larghezza è veramente importante?

Daniel Naftali, 19/09/2012
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Daniel Naftali, 19/09/2012

di Daniel Naftali

Sfogliando un catalogo di ruote o di cerchi, notiamo che di anno in anno i cerchi si fanno sempre più larghi. Sono oramai tante le case che propongono cerchi con ampi canali interni ed allo stesso tempo leggeri. Come mai? Si tratta di sola moda o un cerchio più largo comporta realmente vantaggi tangibili?

La larghezza di un cerchio

Per i più esperti sarà sicuramente scontato, ma non tutti i cerchi sono uguali. Ogni modello di cerchio ha un suo profilo specifico e delle sue misure particolari. Le principali misure possono essere riassunte nel seguente schema:

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– Larghezza esterna: si tratta della larghezza esterna del cerchio, misurata dall’esterno di una spalla all’altra, come in figura. Questa misura dipende da due fattori: larghezza del canale interno e spessore delle pareti, quindi a parità di larghezza esterna, due cerchi che hanno pareti più o meno spessa possono avere diverso canale interno. Non si tratta, per quello che andremo ad analizzare, di un buon valore da prendere come riferimento insomma…
– Larghezza canale interno: la larghezza del canale interno è la più importante nel valutare le dinamiche cerchio/copertone, perché determina l’effettiva distanza tra le due spalle del copertone. Al variare di questa misura varia la forma che assume il copertone una volta montato e per questo motivo sezioni di copertone diverse avranno bisogno di larghezze di canale diverse.
– Altezza H: un parametro importante per quanto riguarda la ruota e la rigidità del cerchio, è però ininfluente per quel che riguarda l’accoppiamento gomma/cerchio.

Se una volta la larghezza del canale interno era un parametro secondario e si tendeva spesso a montare cerchi relativamente stretti per risparmiare peso, oggi la filosofia costruttiva è cambiata. Come vedremo in seguito, sono numerosi i vantaggi che un cerchio largo può offrire: i costruttori l’hanno capito e si stanno muovendo sempre più in questa direzione.

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Largo si, ma il giusto

Approfondiremo in seguito il discorso larghezza, però prima di entrare nello specifico dobbiamo ricordarci che ci sono dei limiti oltre i quali la larghezza del cerchio comporta una serie di inconvenienti. A seconda della sezione di pneumatici che si monta, il cerchio dovrà essere più o meno largo. Un cerchio troppo largo o troppo stretto in relazione alla sezione delle gomme crea infatti una serie di problemi.

Vediamo un piccolo schema:
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Nel primo caso abbiamo un corretto accoppiamento cerchio/pneumatico. Come possiamo vedere i talloni del copertone rimangono a perfetto contatto con la spalla del cerchio, incastrandosi completamente nell’apposita scanalatura.

Pensiamo ora di montare un copertone di sezione abbondante su un cerchio stretto. Il copertone assumerà una forma “a pera”. Come vediamo nel disegno qui sotto, i talloni, a causa della ridotta larghezza del canale, si troveranno molto vicini e l’angolo tra il cerchio e la spalla del copertone sarà elevato. L’aria all’interno del copertone spingerà la spalla verso l’esterno, tendendo a far ruotare i talloni, con il rischio di ribaltamento oltre il profilo del cerchio, con conseguente stallonamento.

Prendiamo ora il caso di un cerchio piuttosto largo, si cui è stato montato un copertone troppo stretto. In questo caso i talloni si trovano troppo distanti l’uno dall’altro. La carcassa della gomma risulta troppo piccola per questa posizione dei talloni, con il risultato che li tirerà verso l’interno. Questo, specialmente in condizioni dinamiche di forti sollecitazioni laterali, può provocare il distacco del tallone dal cerchio, con il rischio di perdere aria se si montano gomme tubeless (temporaneo distacco del tallone dal cerchio).

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La misura del cerchio in parole povere dev’essere correlata alla sezione delle gomme che andremo a montare. Per questo generalmente cerchi da XC-marathon (specialità in cui in genere si montano gomme più strette per aver miglior scorrevolezza) sono più piccoli mentre cerchi per discipline gravity (enduro, FR e DH) sono generalmente più larghi, proprio per poter ospitare senza problemi coperture più grosse.

Largo è meglio? Aspetti dinamici

La scelta di un cerchio più largo del normale, senza ovviamente andare a ricadere nella situazione sopra descritta di cerchio troppo largo in relazione alla sezione dei copertoni che andremo a montare, spesso si rivela vantaggiosa per una serie di motivi che andremo ora ad analizzare.

MAGGIOR VOLUME D’ARIA

E’ abbastanza semplice intuirlo, ma se aumentiamo la distanza tra i bordi otteniamo un maggior volume d’aria all’interno dello pneumatico.
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Un volume d’aria maggiore significa una maggiore capacità di assorbimento dei piccoli ostacoli ed in parole povere anche una miglior scorrevolezza sui fondi sconnessi, nonché una maggior trazione.

Quando si guida fuoristrada è infatti il copertone che, deformandosi, assorbe tutta una serie di piccole asperità del terreno (sassolini, piccole radici, ecc). Se il copertone si deforma attorno a questi ostacoli aumenta il grip e migliora la scorrevolezza, in quanto i movimenti verticali dell’insieme bici e rider saranno minimi.

MAGGIOR IMPRONTA A TERRA

Variando la curvatura della carcassa dello pneumatico, varia anche la sua impronta a terra, sia in condizioni statiche che dinamiche.

In condizioni statiche è facile intuirlo:
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Se è maggiore la curvature delle spalle, anche il battistrada risulterà più curvato con una conseguente riduzione della superficie di contatto. Se invece le spalle risultano più verticali, come nel caso di un cerchio largo, la curvatura del battistrada sarà minore e questo risulterà più piatto, aumentando la superficie di contatto con il terreno.

In parole povere con un cerchio stretto la gomma risulta più tonda, mentre con un cerchio largo più squadrata.

In condizioni dinamiche, la differente impronta a terra, unita alla diversa deformazione del battistrada, determina una notevole differenza di comportamento.
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Nel disegno abbiamo due cerchi, uno più largo (SX) ed uno più stretto (DX) su cui è montato lo stesso pneumatico alla stessa pressione.

Come vediamo nel caso del cerchio più largo, la minore curvatura del battistrada tende a spingere anche i bordi a contatto con il terreno permettendo di avere una maggiore superficie di contatto, quindi più grip.

MIGLIORE TENUTA DI SPIGOLO

Un altro miglioramento riguarda la migliore tenuta di spigolo della gomma.

Un disegno vale più di mille parole:
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Come si vede chiaramente, con un cerchio più largo la forza cha va ad agire sulla spalla interna attraversa praticamente la spalla stessa in vertocale prima di scaricarsi sul cerchio. La spalla lavora quindi a compressione, configurazione in cui si deforma meno e rimane più rigida. Nel caso invece di cerchio più stretto, la forza tende a scaricarsi esternamente rispetto alla spalla, facendola lavora a flessione e deformandola quindi maggiormente.

Per questo motivo un cerchio più largo rende la stessa gomma più reattiva, nervosa e con una migliore presa di spigolo.

MIGLIOR RESISTENZA ALLO STALLONAMENTO

Un ulteriore vantaggio di un cerchio largo è anche la migliore resistenza allo stallonamento ed alle perdite di aria. Questa caratteristica è estremamente importante per chi monta gomme tubeless, visto che stallonamenti e perdite d’aria sono problemi piuttosto comuni a tutte le discipline (dall’XC all’enduro).

Vediamo di capire in che modo un cerchio più largo può aiutarci e qual è la dinamica che sta dietro a questo fastidioso fenomento:
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Quando curviamo, il terreno scarica una sollecitazione (F) sulla gomma che è data dalla composizione del vettore aderenza del terreno e del peso. Il verso e la direzione di questa forza è rappresentata dal vettore F (blu), il punto di applicazione è il centro del battistrada, per una questione di simmetria.

A parità di inclinazione e di velocità, il disegno evidenzia come nel caso di cerchio più largo il vettore cada all’interno della larghezza del cerchio. In questo caso non c’è praticamente pericolo di stallonamento.

Se però prendiamo in considerazione il cerchio più stretto, vediamo che lo stesso vettore cade all’esterno del cerchio. In questo caso il vettore è fuori di poco, ma tanto più aumentiamo l’inclinazione della bici e la velocità, tanto più il vettore risulterà all’esterno del profilo del cerchio. Se il vettore cade oltre il tallone della gomma, si crea una forza che tende a far ruotare il copertone attorno al tallone interno curva, quello più basso per intenderci (DX nel disegno). Sul tallone esterno curva (SX nel disegno) questa forza Fs (giallo) tende a far fuoriuscire il copertone dal tallone, tirandolo verso il basso. Maggiore è la forza Fs, maggiore sarà il rischio di stallonare.

C’è poi un ulteriore aggravante: la maggior deformazione del copertone che caratterizza una gomma montata su un cerchio più stretto tende a stirare maggiormente la spalla esterna (SX), aumentando ulteriormente il rischio che il tallone fuoriesca dalla gola sul cerchio.

Non sempre comunque la forza Fs è sufficiente a far stallonare il copertone, anzi. Di solito è difficile che si arrivi allo stallonamento completo e conseguente fuoriuscita della gomma dal cerchio (situazione che significherebbe una disastrosa caduta), molto spesso il tallone si solleva leggermente causando perdite d’aria. Spesso è poi la perdita di aria a causare lo stallonamento. L’aria fuoriesce, quindi la pressione nello pneumatico si riduce. Minore pressione significa minore forza con cui il tallone è tenuto in sede e quindi maggior facilità che questo esca fuori durante la curva o la contropendenza successiva.

Tutto rose e fiori quindi? Sembrerebbe di si, fino a che non si va a vedere l’ago della bilancia. Sebbene un cerchio più largo significhi più materiale e quindi più peso, una maggior larghezza significa però anche una maggior robustezza laterale. Non a caso in commercio ci sono numerosi cerchi con canale largo e pesi molto contenuti, soprattutto se confrontati con altri prodotti con canale più stretto.

Voi cosa ne pensate? E’ vero che “wider is better”?