Guida alla revisione del mono-ammortizzatore della Pegaso

Guida alla revisione del mono-ammortizzatore della Pegaso
Premesse e principi generali di funzionamento.
Qualsiasi componente ammortizzante e costituito da due elementi principali: la molla e lo smorzatore.
Funzionando con principi completamente diversi, la molla e lo smorzatore si completano a vicenda e per tale
motivo e assolutamente impensabile realizzare una sospensione priva di uno di questi due elementi.
Molto spesso la loro funzione viene confusa e quindi necessario fare subito chiarezza sulle loro profonde
differenze: se alle sospensioni di una motocicletta togliessimo le componenti smorzanti lasciando solo quelle
elastiche, esteriormente non si noterebbe nessuna differenza, senonchè la moto una volta in movimento
risulterebbe assolutamente inguidabile a causa delle notevolissime oscillazioni. Se invece accadesse il
contrario, cioè togliessimo le molle lasciando solo gli smorzatori la moto si affloscerebbe sulle sospensioni
eliminando completamente la capacità di assorbire le asperità. Risulta allora chiara la differenza esistente fra
molla e smorzatore: la prima è efficace sia staticamente che dinamicamente (cioè sia a moto ferma che in
movimento), mentre il secondo lo è solo dinamicamente.
Cos’è lo smorzamento?
Lo smorzamento è il processo di attenuazione di un fenomeno ondulatorio tramite dissipazione di energia.
Esistono vari tipi di smorzamento, ma quello che a noi interessa è lo “smorzamento di tipo viscoso”: come il
nome fa intuire, è quello che si genera durante il moto delle particelle di un fluido.
Nella revisione che segue si andrà proprio a intervenire sul fluido contenuto all’interno del corpo
dell’ammortizzatore.
L'ammortizzatore che equipaggia le Pegaso dal 1995 ad oggi è del tipo monotubo a gas con possibilità di
regolazione del precarico della molla tramite ghiere o apposito comando manuale di regolazione e
regolazione della frenatura idraulica in estensione con apposita vite.
Questi tipi di ammortizzatori hanno un disegno abbastanza semplice: si tratta di un cilindro metallico
separato da un diaframma mobile che divide l'olio dal gas (tipicamente azoto). Nella versione Sachs adottata
da Aprilia per la Pegaso 650 il diaframma mobile (chiamato anche separatore) è situato all'interno del corpo
dell'ammortizzatore. Nel compartimento "olio" scorre lo stelo che porta su una delle sue estremità quello che
può essere considerato come il "cuore" dell'ammortizzatore: un pistone sul quale sono alloggiati i pacchi
lamellari. Nel loro movimento lo stelo e il pistone sono liberi di muoversi all’interno del corpo grazie allo
spazio lasciato libero dal gas, infatti se il corpo fosse completamente riempito d’olio lo stelo non potrebbe
neanche penetrarvi. La resistenza incontrata al passaggio dell'olio attraverso opportuni fori sul pistone,
insieme alla flessione delle lamelle, generano l'effetto smorzante capace di assorbire le oscillazioni che a
causa della molla si generano ogniqualvolta la sospensione subisce una sollecitazione esterna. La pressione è
necessaria per scongiurare la cavitazione indotta dalle differenze di volume di olio mosso fra i comparti
separati dal pistone e per innalzare il punto di ebollizione dell'olio.
Schema classico di ammortizzatore Monotubo a gas senza regolazione idraulica in estensione
con particolari interni:
Nelle foto successive si può vedere la disposizione dei gruppi lamellari che regolano il comportamento
dell’ammortizzatore della Pegaso.
Nella foto di sinistra (indicate dalla freccia nera) sono visibili le 5 lamelle che regolano il passaggio dell’olio
(flettendosi) nella fase di estensione.
Nella foto di destra sono visibili le lamelle che regolano il passaggio dell’olio nella fase di compressione e il
pistone a 4 superfici.
Il pistone è definito a 4 superfici in quanto è realizzato in maniera da presentare su ogni lato 2 superfici con
forature effettuate su piani diversi.
Questa particolare conformazione, oggetto di profondi studi e patrimonio progettuale di ogni casa
costruttrice, permette la parzializzazione della foratura mediante le lamelle quando il pistone si muove in un
verso pur permettendo il deflusso dell’olio quando il pistone inverte il suo movimento. In questa maniera il
pistone è libero di muoversi all’interno del corpo più o meno velocemente attraverso la parzializzazione dei
fori praticati sul pistone mediante le lamelle.
Le lamelle si flettono sotto la spinta idraulica dell’olio in base al loro numero e al loro spessore controllando
il passaggio dell’olio e garantendo così lo smorzamento delle oscillazioni desiderato.
Le regolazioni esterne della frenatura idraulica in estensione nel nostro caso funzionano by/passando le
lamelle principali con una opportuna foratura coassiale allo stelo che mette in comunicazione le zone a
monte e a valle del pistone.
Questa regolazione, attuabile mediante l’apposita vite, è efficace principalmente alle basse velocità di
scorrimento del pistone, oltre una certa velocità di scorrimento dello stelo, la foratura coassiale non è più
sufficiente a far defluire l’olio da monte a valle del pistone.
A questo punto (medie e alte velocità di scorrimento), per frenare (smorzare) in maniera efficiente il pistone,
entrano in funzione le lamelle che, flettendosi in maniera più o meno elevata, garantiscono una idonea
frenatura.
Solo modificando il numero o/e lo spessore delle lamelle si riuscirà a modificare il comportamento
dell’ammortizzatore in maniera cospicua ma, nel nostro caso, si vuole solo ripristinare la funzionalità originale
e, se mai, ottimizzarla utilizzando un olio idraulico con caratteristiche elevate .
Le principali caratteristiche di un olio idraulico per questa applicazione sono:
•
Una bassa viscosità, cioè essere molto fluido onde limitare l’attrito di primo distacco e per
permettere un miglior funzionamento ad elevate accelerazioni;
•
Un elevato indice di viscosità che è la caratteristica che permette alla viscosità dell’olio di rimanere
costante con l’aumentare della temperatura e quindi limitare gli sbalzi di taratura;
•
Un indice di viscosità che perduri nel tempo anche dopo notevoli stress termici.
•
Avere spiccate caratteristiche antischiuma
Infine sarà indispensabile applicare una adeguata pressione interna per scongiurare i fenomeni di cavitazione
che si possono verificare a causa delle forti depressioni generate nella corsa del pistone.
Note tecniche per la revisione.
L’intervento di revisione è possibile per le unità Sachs che equipaggiano i modelli Pegaso dal 1995 ad oggi.
L’ammortizzatore della Pegaso ha diametro interno del corpo da 46 mm e diametro dello stelo da 16 mm.
Sostanzialmente
la
revisione
prevede
la
sostituzione
dell’olio
idraulico
contenuto
all’interno
dell’ammortizzatore e la successiva pressurizzazione applicando una apposita valvola di gonfiaggio.
Con il passare dei chilometri, l’olio contenuto in origine si degrada facendo perdere parte della funzionalità
dell’ammortizzatore; il risultato è quello di ritrovarsi con un ammortizzatore non più in grado di controllare
l’escursione della ruota posteriore a causa della perdita dell’effetto smorzante delle oscillazioni che comporta
rimbalzi sempre più ampi del retrotreno.
La revisione inizia disassemblando la molla dal resto del corpo, dopo aver allentato fin dove possibile le due
ghiere di registrazione del precarico molla.
Facendo leva con un cacciavite è stato possibile sfilare il fermo molla d’alluminio anodizzato color azzurro
che provvede, tramite le ghiere regolabili, a tenere la molla compressa nelle normali condizioni di utilizzo.
Successivamente è possibile con l’aiuto di un taglierino e di un martello (come evidenziato nella foto
precedente) iniziare ad aprire il corpo estraendo inizialmente il parapolvere.
Dopo aver aperto leggermente il parapolvere si può continuare nell’apertura con l’aiuto di un cacciavite.
Una volta allontanato il parapolvere è possibile accedere alla tenuta idraulica, bloccata in posizione da un
anello di acciaio a C (indicato dalle frecce gialle) posto all’interno del corpo rimovibile SOLO DOPO AVER
ELIMINATO IL GAS CONTENUTO NELL’AMMORTIZZATORE.
E’ NECESSARIO RICORDARE CHE L’OLIO E LE PARTI INTERNE DELL’AMMORTIZZATORE LAVORANO IN
CONDIZIONI DI ELEVATA PRESSIONE.
SONO ASSOLUTAMENTE DA EVITARE MANOVRE SULLE PARTI INTERNE PRIMA DI AVER ELIMINATO LA
PRESSIONE PRESENTE ALL’INTERNO DELL’AMMORTIZZATORE.
TALI PRESSIONI SE NON ELIMINATE POSSONO FAR FUORIUSCIRE LE COMPONENTI INTERNE A VELOCITÁ
ELEVATISSIME PROVOCANDO GRAVI DANNI A PERSONE O A COSE CHE SI TROVANO SULLA TRAIETTORIA.
QUINDI PORRE LA MASSIMA ATTENZIONE!!! PRIMA DI INTERVENIRE
Per permettere la fuoriuscita del gas inserito in fabbrica è possibile praticare un foro da 3 mm nel punto
indicato nella foto successiva. Il gas esce con un semplice soffio per lo più coperto dal rumore del trapano
che utilizzerete per forare il corpo.
Il punto di foratura iniziale va attentamente valutato (rispettato) perché vi permetterà, successivamente
dopo averlo allargato, di effettuare la maschiatura necessaria per istallare la valvolina di ricarica.
In questo caso è stata effettuata una maschiatura da 1/8 NPT (passo gas) ma esistono in commercio altre
valvoline simili che hanno passo M 8x1,25 quindi, prima di forare, controllate il passo della vostra valvolina!
Nella foto successiva sulla sinistra il foro è pronto per essere maschiato.
Una volta allontanato il gas è possibile rimuovere i due l’anelli a C di bloccaggio delle parti interne
dell’ammortizzatore.
Per togliere il primo anello a C è necessaria un minimo di abilità manuale e l’aiuto di un piccolo cacciavite.
In alternativa, se proprio non ci riuscite, è possibile praticare un piccolo foro da 3 mm sul corpo,
lateralmente all’altezza della sede dell’anello a C in prossimità dell’apertura dell’anello stesso per spingerlo
fuori dalla propria sede.
Successivamente questo piccolo foro può essere richiuso con del silicone senza provocare problema alcuno
all’ammortizzatore.
Una volta rimosso il primo anello a C sarete in grado di sfilare verso l’alto la tenuta idraulica oramai non più
vincolata al corpo.
A Questo punto vi renderete conto che non è ancora possibile sfilare completamente lo stelo e il pistone dal
corpo per la presenza di un secondo anello a C che funge da “finecorsa” in estensione dell’ammortizzatore
stesso.
Questo secondo anello è più semplice del precedente da rimuovere, basta fare un po’ di attenzione e aiutarsi
con un piccolo cacciavite da orologiaio.
Una volta tolto il secondo anello potrete finalmente separare l’unità mobile (lo stelo e il pistone con la parte
idraulica) dal resto del corpo. Nella foto successiva di destra si può vedere la parte idraulica interna con, dal
basso verso l’alto, rispettivamente:
•
Pistone cosiddetto a “4 superfici” realizzato in ghisa rettificata che mediante le lamelle regola il
flusso idraulico (freccia gialla)
•
Foro comunicante con la foratura coassiale realizzata all’interno dello stelo per permettere mediante
la vite esterna ( S – H) la regolazione della frenatura idraulica in estensione (freccia rossa)
•
Tenuta idraulica (freccia celeste)
•
Parapolvere (freccia marrone)
Parapolvere
Tenuta idraulica
Foro di ritorno regolato dalla
vite esterna.
Pistone in ghisa con lamelle installate
All’interno del corpo dell’ammortizzatore, è contenuto un diaframma mobile (separatore) costituito nel nostro
caso da un cilindro in alluminio ricoperto di gomma vulcanizzata alto 15 mm e di diametro leggermente
inferiore al diametro interno del corpo dell’ammortizzatore.
Realizzato dalla CORTECO, in materiale resistente alle sollecitazioni dinamiche, il separatore non è stato
immortalato nelle foto per un problema tecnico, il suo scopo è quello di mantenere separato l’olio idraulico
dal gas nel normale utilizzo.
Nel mono Sachs, in origine, il separatore è posizionato a circa 120 mm dal bordo di appoggio del
parapolvere. Durante la revisione il separatore và estratto dal corpo con l’aiuto di aria compressa applicata
dal foro praticato per il montaggio della valvola. È necessario adottare le necessarie precauzioni in
questa fase perché il separatore potrebbe fuoriuscire con violenza dal corpo, in maniera
improvvisa nel momento della pressurizzazione, non trovando nulla davanti a se.
Prima di procedere all’estrazione del separatore è comunque buona norma prendere nota del suo
posizionamento facendo riferimento al bordo di appoggio del parapolvere.
Una volta estratto il separatore si può effettuare un accurato controllo dell’interno del corpo che di solito
presenta tracce di ruggine nel punto di scorrimento del separatore.
Il separatore si muove di alcuni millimetri ad ogni compressione dello stelo (a causa della non comprimibilità
dei liquidi) per poi ritornare nella posizione iniziale per effetto della spinta derivante dalla pressione applicata
all’interno del corpo.
La forza che si oppone a questo movimento, che costituisce una vera e propria molla ad aria (obbligatoria
nel momento in cui lo stelo entra nel corpo visto che i liquidi non sono comprimibili) è data dalla pressione
applicata dalla parte opposta alla faccia a contatto dell’olio idraulico.
La pressione applicata sul separatore, che nel nostro caso è stata di 8 bar, è fondamentale per permettere
all’olio contenuto nel corpo di non cavitare sotto la forte depressione creata dal movimento del pistone e
quindi inglobare al suo interno minuscole bolle di aria che vanificherebbero la frenatura idraulica in
estensione.
La scelta degli 8 bar è stata ponderata e in parte cautelativa non conoscendo i dati progettuali della tenuta
idraulica che sopporta la pressione pur permettendo lo scorrimento dello stelo.
Nelle moto alcune unità ammortizzanti lavorano a pressioni molto superiori agli 8 bar e vicine ai 15 bar.
Un intervallo accettabile che allontana i pericoli della cavitazione per unità non destinate alle competizioni
varia fra i 6 e i 12 bar.
Si rammenta che la frenatura idraulica in estensione è regolabile tramite l’apposita vite esterna che
parzializza come un vero e proprio rubinetto a spillo il passaggio dell’olio all’interno dello stelo. Nel
rimontaggio, una volta reinserito il separatore aiutandosi con un battitoio di diametro adeguato, è possibile
procedere al rimontaggio delle altre componenti idrauliche.
Note tecniche per il riassemblaggio.
Dopo aver inserito il separatore, immettere olio idraulico specifico SAE 2,5 ad elevato indice di viscosità
(consigliato > di 350) fino a circa 2 cm dal bordo superiore.
E’ il momento di applicare in prossimità del bordo superiore dello stelo un recipiente in plastica tagliato in
precedenza a tronco di cono del diametro inferiore uguale al diametro del corpo e del diametro maggiore a
vostro piacimento.
Per questo va benissimo una bottiglia da 1,5 lt in PET tagliata in precedenza e bloccata nella posizione che vi
occorre (per fungere da imbuto) con alcuni giri di scotch per alzare ulteriormente il livello dell’olio oltre il
bordo superiore.
A questo punto inizia il lavoro forse più difficile e cioè il reinserimento della parte idraulica costituita da stelo,
pistone e tenuta idraulica all’interno del corpo.
Per evitare che anche la più piccola bolla d’aria rimanga inglobata all’interno del corpo occorre “spessorare”
le lamelle che lavorano in compressione facendo in modo di lasciarle aperte. Per questo spessoramento si
possono usare dei pezzi di spessimetro in acciaio da pochi decimi di spessore (0,10 – 0,15 mm) piegati ad
angolo retto e applicati come evidenziato nella foto successiva dalle frecce gialle.
Inserire il pistone e lo stelo a bagno nell’olio mantenendolo verticale e contemporaneamente immettere olio
dal foro presente sulla estremità dello stelo con l’aiuto di una siringa collegata ad un tubicino flessibile di
diametro 2,5 mm (ottenibile eliminando la parte in rame da un filo elettrico da 1,5 mm/quadri) inserito nel
punto indicato dalla freccia rossa nella foto precedente di destra.
È necessario immettere olio (almeno 10 cc ) in questo punto (sempre con il pistone verticale e sommerso)
per far fuoriuscire le bolle d’aria presenti nella canalizzazione coassiale dello stelo che mette in
comunicazione le zone a valle e a monte del pistone permettendo così la regolazione della frenatura idraulica
in estensione attraverso la vite esterna (S – H).
Far compiere allo stelo alcune corse avanti e indietro nel corpo dopo aver tolto il tubicino flessibile collegato
alla siringa non facendolo mai fuoriuscire dall’olio.
Alcune bollicine compariranno dopo alcune “lente” escursioni; dopo circa una decina di escursioni lo spurgo
può considerarsi finito e, sempre con lo stelo completamente immerso nell’olio, togliete con un paio di
pinzette a becco sottile gli spessori posti sotto le lamelle in precedenza collocati.
Se incautamente uno spessore dovesse precipitarvi nell’olio (come successo) non preoccupatevi, mantenete
sempre lo stelo sommerso e recuperate lo spessore con un cacciavite a calamita (gli spessori vanno fatti di
acciaio anche per questo !)
A questo punto è il momento di inserire l’anello di fermo a C (fine corsa) che blocca, senza permetterne lo
sfilamento, lo stelo nel corpo.
Indossando dei guanti adatti, visto che state lavorando a bagno d’olio, è abbastanza semplice trovare la
sede dell’anello e avvertire il classico “clack” che vi avvisa che l’anello a C in acciaio armonico è posizionato
al suo posto.
A questo punto vi troverete con lo stelo immerso e l’olio che supera il bordo superiore dell’ammortizzatore
ma non fuoriesce perché trattenuto dall’imbuto che avete posizionato in precedenza.
Con l’olio a questo livello provate a far scendere la tenuta idraulica aiutandovi con qualche piccola escursione
dello stelo............in questa fase il separatore dovrà spostarsi di qualche millimetro per far spazio alla tenuta
che entra nel corpo, perché ciò avvenga è necessario non installare la valvolina nel corpo in
precedenza…………dopo qualche tentativo ci si riesce.
Una volta che la tenuta è arrivata alla sua posizione di lavoro, potete applicare il secondo anello a C (il primo
che avete tolto allo smontaggio) che la bloccherà in maniera definitiva.
A questo punto potete svuotare con la siringa l’olio in eccesso solo dopo aver provato a sfilare
completamente lo stelo dal corpo.
E’ in questa posizione (massima estensione) che dovete eliminare l’olio in eccesso......non fatevi tentare dalla
voglia di spingere lo stelo nel corpo non è ancora il momento!!.
Montate a questo punto la valvolina di ricarica dopo aver pulito accuratamente la filettatura e averla
cosparsa di un pò di frenafiletti.
Se vi è possibile lavorate sempre in posizione verticale con il corpo sotto e lo stelo sopra (l’opposto di come
l’ammortizzatore lavora sulla moto)
Applicate una leggera pressione alla valvolina (un paio di bar vanno bene) e solo a questo punto provate a
comprimere lo stelo per farlo entrare nel corpo con la regolazione dell’idraulica in estensione (vite esterna)
completamente aperta.
Provate diverse volte a far compiere tutta la corsa allo stelo e se non notate impuntamenti e lo stelo scorre
con uniformità sarete già a buon punto, perchè sarete riusciti a non far rimanere al suo interno bolle d’aria.
Se ciò non avviene dovrete rismontare tutto e iniziare da capo........ purtroppo.
Aumentate la pressione di gonfiaggio fino a 8 bar e reinserite il parapolvere dopo averlo lubrificato con del
grasso al silicone.
Rimontate la molla e precaricatela attraverso le ghiere arrivando ad una lunghezza della molla di circa 150
mm (questo precarico è valido per un pilota che pesa circa 75 kg) la pressurizzazione, effettuabile attraverso
la valvolina, non andrà più regolata............in alternativa alla gratuita aria, che contiene comunque già di per
se il 78% di azoto, potete utilizzare l’azoto reperibile da qualche gommista complice della vostra revisione.
L’utilizzo dell’azoto è consigliabile da chi queste revisioni le effettua per mestiere e quindi revisionerà anche
unità da competizione.
L’azoto o l’aria contenuta nell’ammortizzatore è veramente poca all’interno del corpo quindi dovete agire con
rapidità nel momento dello sfilaggio della tubazione di gonfiaggio altrimenti l’aria o il gas fuoriusciranno
abbassando la pressione.
Lista della spesa:
1 lt di olio idraulico ( con specifiche citate nel testo).................................................................. 7,5 euro
1 valvolina per ricarica gas ..........................................................................................................6 euro
Grasso al silicone.........................................................................................................................6 euro
Frenafiletti medio.........................................................................................................................8 euro
Serie di maschi per filettare da 1/8 NPT (passo gas).....................................................................15 euro
Tempo necessario (lavorare con calma e fondamentale in questi casi)..............................................6 ore
Informazioni utilizzate per la redazione dell’articolo tratte da:
Internet e Mototenica.
Un particolare ringraziamento và a Lucaweb, che ha fornito l’ammortizzatore da revisionare fotografato in
questo articolo e l’ ha successivamente collaudato, a Hi – Octane e a Trudo che hanno ottimizzato l’articolo
per la pubblicazione.