La complessità della frenata: Moto e auto

Sulla carta abbiamo i risultati di misurazioni effettuate con strumenti di precisione; sullo schermo del computer abbiamo i fotogrammi di una ripresa video. Mentre li esamino, non posso fare a meno di sentirmi sollevato per il fatto che ero sulla moto, posizionata circa tre metri dietro l’auto. Stiamo per risolvere il dibattito su quale sia lo spazio di frenata più breve: quello di un’auto o quello di una moto. Per coloro che concludono il loro incontro con i risultati del nostro esperimento unico sulla pista di prova di Dmitrov con questo, permettetemi di sottolineare il punto più cruciale: in situazioni di frenata di emergenza, le auto si fermano quasi sempre più rapidamente! E questa intuizione non è rilevante solo per i motociclisti (almeno per quelli sensibili), ma anche per gli automobilisti.

L’idea errata che le moto debbano decelerare con la stessa efficacia con cui accelerano (soprattutto su superfici asciutte e lisce) deriva probabilmente dalla loro impressionante dinamica di accelerazione. Anche un’apparentemente modesta BMW G 310 R, con il suo modesto motore monocilindrico da 34 cavalli, è in grado di raggiungere il traguardo del secolo di vita in soli sette secondi! Ci si può quindi aspettare che le moto frenino in modo altrettanto impressionante, giusto?

Ora parliamo della pista di prova. A rappresentare il contingente a quattro ruote c’erano la BMW M4, la Kia Stinger GT e la BMW X3. Per quanto riguarda le due ruote, abbiamo avuto una gamma variegata, che spaziava dalla sostanziosa cruiser da turismo BMW K 1600 Grand America alla modesta roadster BMW G 310 R. Nel mezzo, c’erano tre moto da turismo d’avventura (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS e BMW R 1200 GS Rallye), insieme alla moto sportiva BMW S 1000 RR. Se consideriamo la BMW GS Rallye, equipaggiata con pneumatici da fuoristrada, la nostra selezione di tipi di moto era davvero completa.

Abbiamo scelto intenzionalmente strade non perfettamente lisce, simili a quelle che si incontrano nella guida quotidiana. La pressione degli pneumatici è stata impostata secondo le raccomandazioni del produttore. Durante la frenata, abbiamo simulato la pressione del pedale del freno (leva del freno anteriore e pedale del freno posteriore per le moto) fino a quando l’ABS si è inserito e ci ha portato a un arresto completo.

L’efficacia della frenata di una moto è influenzata da una moltitudine di fattori. Si parte dalle caratteristiche di aderenza degli pneumatici e dalla loro costruzione per arrivare alle forze, ai momenti di inerzia, alle variazioni di compressione della forcella durante la decelerazione, al posizionamento e ai movimenti del pilota, alla progettazione dell’impianto frenante e alla presenza dell’ABS, tra gli altri sistemi di assistenza avanzati. Tuttavia, il nostro capo redattore, appassionato di motociclette ma implacabilmente meticoloso, insisteva sulla necessità di discutere concetti come “bassa forza di frenata” o, peggio ancora, “più largo è il pneumatico, più grande è l’area di contatto”. Prontamente produceva un foglio di carta, coperto di vettori sia in senso longitudinale che trasversale, e si impegnava in un’incessante ricerca di un accordo ben ragionato sull’entità della forza di attrito nell’area di contatto del pneumatico con la strada.

In poche parole, più lungo è l’interasse e più basso è il baricentro, minore è lo spazio di frenata. Ciò si traduce in un minor numero di effetti collaterali indesiderati durante le decelerazioni intense, come gli “stoppies” o i “tail wiggles”, a cui le sportbike e le naked a passo corto sono particolarmente soggette. Oltre a questo, ci sono sfumature che vale la pena esplorare.

I piloti professionisti utilizzano un concetto noto come “compressione della sospensione” per massimizzare la trazione sulla superficie. I corridori di varie serie “appiattiscono” la forcella anteriore e il monoammortizzatore per caricare entrambe le ruote, aumentando così l’area di contatto. Sebbene le relazioni lineari definiscano molti aspetti (la forza di attrito nell’area di contatto è il prodotto del coefficiente di attrito per il peso appoggiato sulla ruota), nel contesto della frenata, un’area di contatto più ampia è effettivamente un vantaggio. Tuttavia, molto prima che il pneumatico anteriore perda aderenza, la maggior parte delle moto a passo corto inizia a sollevare la ruota posteriore in aria. Per ritardare questo fenomeno, i piloti si inclinano il più possibile all’indietro durante la frenata, spostando il centro di gravità verso la ruota posteriore. Tuttavia, queste strategie sono prevalenti nelle gare professionali su circuiti chiusi, dove le frazioni di secondo fanno la differenza. Ma cosa succede sulle strade normali?

Tutti i veicoli a quattro ruote, decelerando rapidamente da una velocità di 100 km/h, hanno prodotto una serie di risultati che vanno da 36,3 metri (BMW M4) a 39,1 metri (BMW X3). Naturalmente non abbiamo disattivato l’ABS, soprattutto perché le moto sono da tempo dotate di sistemi antibloccaggio. Infatti, dal 2015 l’ABS è obbligatorio per tutte le nuove moto con motore superiore a 125 cc vendute in Europa. Per inciso, BMW è stata tra i pionieri, introducendo la BMW K 100, un modello di serie con ABS, già nel 1987!

Tuttavia, anche i piloti più esperti, come si è visto nelle gare della classe regina della MotoGP, possono commettere l’errore critico di bloccare la ruota anteriore: uno scenario che garantisce un disastro, che va da una scivolata relativamente dolce verso il suolo fino, in circostanze sfortunate, al lancio del pilota nel cielo. È importante notare che anche i piloti dotati di ABS possono subire il bloccaggio della ruota anteriore. Se l’ABS fosse consentito nelle gare, è sicuro che il desiderio di spettacolo della folla e la ricerca di profitto degli organizzatori degli eventi e delle emittenti porterebbero probabilmente a un maggior numero di incidenti.

Tra l’altro, anche il bloccaggio della ruota posteriore è altamente indesiderabile. Anche se non sempre provoca una caduta, il retrotreno di una moto è tutt’altro che un amico della stabilità e della riduzione dello spazio di frenata.

Ora spostiamo la nostra attenzione sulle moto. Inizierò con la più performante della nostra gamma: la pesante (364 kg a pieno carico) BMW K 1600 Grand America si è fermata nella distanza più breve, appena 42 metri. È sorprendente che non abbia richiesto alcuna manovra di compensazione o di difesa da parte mia. È quasi impossibile indurre questa limousine a due ruote a fermarsi, e possiamo attribuire il merito al passo più lungo (1618 mm) tra i nostri soggetti di prova. Inoltre, la carta vincente di BMW è la sospensione anteriore Duolever della “Big America”. La caratteristica principale di questo design quasi automobilistico è che, indipendentemente dalla forza della frenata, la tendenza al sollevamento della ruota anteriore rimane minima. In altre parole, durante la decelerazione non si verificano scossoni o instabilità: la moto rimane decisamente stabile.

La prossima nella nostra lista di “performer dei freni” è la moto sportiva BMW S 1000 RR, con uno spazio di frenata di 42,5 metri, nonostante sia dotata di un’elettronica simile a quella di una mela high-tech con tutti i crismi. Vanta il Dynamic Damping Control (DDC), l’Automatic Stability Control (ASC), il Dynamic Traction Control (DTC) e il sensore intelligente di Bosch per l’usura delle pastiglie dei freni, tutti integrati in un sistema frenante collegato. Questo sistema avvia l’applicazione parziale del freno posteriore quando viene premuta la leva del freno anteriore. Vale la pena notare che lo stesso sistema frenante è installato su tutte le BMW “grandi” del nostro test, comprese la BMW K 1600 GA e le due “oche”, rispettivamente.

Tornando alla nostra discussione sulle moto, una verità innegabile rimane inattaccabile: più corto è l’interasse, più precaria diventa la moto durante le frenate più intense e più evidente è la sua tendenza a ribaltarsi.

La Honda Africa Twin Adventure Sports, dotata di un ABS a due canali di serie, di un’escursione delle sospensioni eccezionalmente lunga, di pinze dei freni anteriori e posteriori che si affidano esclusivamente agli input del pilota e di una ruota anteriore con un diametro di 21 pollici – che ricorda quasi la ruota di una bicicletta – ha tenuto testa in modo eccellente. Sorprendentemente, nonostante queste caratteristiche, ha superato la sua compagna di classe, la BMW R 1200 GS, che monta una ruota anteriore da 19 pollici con un profilo largo 120 mm. Vale la pena ricordare che, secondo le formule formali, l’area dell’area di contatto non è direttamente influenzata dalla larghezza, ma altera la forma e l’orientamento dell’area di contatto, ridistribuendo potenzialmente i carichi al suo interno pur mantenendo la stessa area complessiva. Per quanto riguarda l’“oca”, è degno di nota il fatto che, nonostante la sua configurazione carica di elettronica simile a quella della sua controparte sportiva, ha richiesto comunque 45,4 metri per arrestarsi completamente.

Ma, come dice il proverbio, si ottiene ciò che si paga. L’Africa Twin Adventure Sports di Honda sollevava la ruota posteriore in aria durante la frenata, mentre la BMW R 1200 GS rimaneva ferma e stabile, grazie alla sua caratteristica sospensione anteriore Telelever. È interessante notare che l’economica BMW G 310 R, dotata di un solo disco freno (anche se con un diametro notevole di 300 mm) e di una pinza radiale a quattro pistoncini Bybre (un prodotto Brembo su licenza), è riuscita ad arrestarsi da 100 km/h quasi come un treno merci, coprendo una distanza sostanziale di 48,7 metri. Tuttavia, è importante notare che, secondo i calcoli di Podorozhansky, la massa non influisce in modo significativo sull’equazione che descrive la decelerazione massima. Questo modello “indoeuropeo”, assemblato nello stabilimento TVS in India, ha mostrato un comportamento decente con il suo semplice ABS a due canali. Non ha tentato di perdere il controllo, ma un’occhiata più attenta al risultato rivela…

Passiamo alla “gallina dalle uova d’oro”: la BMW R 1200 GS Rallye, equipaggiata con pneumatici Michelin Anakee Wild da fuoristrada relativamente “aggressivi”, che ha avuto bisogno di 49,9 metri per fermarsi. La spiegazione di questo risultato risiede nelle peculiarità delle prestazioni del battistrada dei pneumatici da fuoristrada sull’asfalto. Tuttavia, ciò comporta un effetto collaterale sgradito: in curva, la moto mostra un’oscillazione che si manifesta anche su pendenze che sarebbero irrilevanti per i pneumatici stradali. Questo è il prezzo da pagare per la capacità di conquistare i terreni fuoristrada e un motivo significativo per modificare il proprio stile di guida quando si è su asfalto. È fondamentale ricordare che tutti questi lodevoli spazi di frenata sono stati preparati in condizioni controllate; in caso di emergenza reale, dovreste aggiungere altri cinque o addirittura dieci metri a questi spazi.

Distanze di frenata

Approfondiamo ora un aspetto cruciale dell’ABS. Se questo sistema contribuisce a ridurre lo spazio di frenata, è soprattutto perché aumenta la stabilità in fase di decelerazione, riducendo così le possibilità che il processo di frenata (e, per carità, una situazione di pericolo di vita) si affidi esclusivamente agli pneumatici piuttosto che ad altri componenti della struttura della moto e alle capacità del pilota. Inoltre, su superfici stradali sconnesse, l’ABS può talvolta comportare un aumento dello spazio di frenata.

Ma potrei, come motociclista, superare le capacità di frenata almeno del crossover BMW X3? La possibilità esiste, anche se si tratta di uno scenario largamente ipotetico. Per riuscirci, avremmo bisogno di condizioni di asfalto impeccabili, del passo più lungo tra i nostri soggetti di prova, la BMW K 1600 Grand America, e di pneumatici da corsa riscaldati a temperature operative ottimali, il tutto con l’ABS disattivato. Anche in questo caso, il miglioramento della frenata sarebbe probabilmente marginale. Inoltre, immaginare uno scenario del genere nella vita quotidiana di chi possiede una cruiser sembra inverosimile. Nel nostro esperimento, abbiamo misurato lo spazio di frenata della BMW S 1000 RR a partire da 200 km/h. La sportiva “tedesca” ha rimbalzato allegramente sulle irregolarità, cercando di sfidare la gravità, facendo oscillare il posteriore e raggiungendo quasi la velocità di fuga – fermandosi dopo ben 177 metri!

Per quanto riguarda le moto con interassi più corti che tendono a fermarsi, il nostro meticoloso capo redattore insiste sul fatto che la probabilità di ottenere un’intensità di frenata simile a quella di un’automobile aumenta con la diminuzione del coefficiente di attrito. Vorrei aggiungere che ciò rimane improbabile a causa dei nuovi ostacoli introdotti dalle strade scivolose, che spesso vanificano qualsiasi tentativo di frenata intensa.

Ma è possibile superare l’ABS su una moto? La risposta è sì, ma con delle avvertenze non indifferenti. Ho compiuto con successo questa impresa su piste da corsa diverse volte. Tuttavia, sono necessarie condizioni ideali, come pneumatici da corsa riscaldati, asfalto immacolato e punti predefiniti della pista in cui avviare la frenata. Inoltre, non ho portato la moto a un arresto completo, ma ho semplicemente ridotto la velocità prima di entrare in curva. Queste condizioni sono molto lontane dalla guida reale. Pertanto, sulla mia KTM 990 SMT, dove l’ABS può essere comodamente disattivato premendo un solo pulsante, di solito lo tengo attivato. E se piove, il manto stradale è irregolare o altri utenti della strada fanno manovre inaspettate? In tutti questi scenari, l’ABS supera le capacità di frenata del 99,9% dei motociclisti, indipendentemente dal loro livello di esperienza.

Consideriamo ora uno scenario in cui la moto è del tutto priva di ABS. In questi casi, è consigliabile “immergere” la sospensione posteriore azionando il freno posteriore e innestando contemporaneamente e dolcemente la leva del freno anteriore, assicurandosi che la ruota anteriore sia in bilico sul bordo del bloccaggio. È interessante notare che questo consiglio vale anche per le moto dotate di ABS. Tuttavia, i proprietari di motociclette avanzate con sistemi di frenata combinati possono azionare esclusivamente la leva del freno anteriore, mentre i sistemi di controllo elettronico si occupano del resto. In futuro, questi sistemi elettronici potrebbero non solo determinare come applicare i freni, ma anche prendere decisioni sulla nostra traiettoria di guida. In attesa di questo futuro, la scelta di acquistare una moto con o senza ABS si riduce a una semplice domanda: Ho la fortuna e la salute fisica per permettermi una moto senza ABS?

Sfumature dell’ABS a due ruote

L’ABS a due canali si basa sui dati dei sensori che misurano la velocità angolare delle ruote anteriori e posteriori. Quando rileva una differenza (che indica la possibilità che una ruota si blocchi), modula la pressione nel circuito dei freni corrispondente, riducendola e poi aumentandola. Tuttavia, c’è una differenza fondamentale tra auto e moto. Le auto, se si inclinano, lo fanno solo leggermente e spesso in direzione opposta al centro della curva. Le moto, invece, si inclinano sempre durante la curva. Nel 2014, il produttore austriaco KTM, in collaborazione con Bosch, ha introdotto il cosiddetto “Cornering ABS” sulla KTM 1190 Adventure, diventando un pioniere di questa tecnologia. I produttori di BMW hanno seguito l’esempio nel 2015, denominando la loro versione “ABS Pro” (ovviamente con il coinvolgimento di Bosch). Questi sistemi vanno oltre i sensori di velocità delle ruote, incorporando un sensore di inclinazione. Non solo identificano l’angolo di piega, ma analizzano anche i dati relativi alle accelerazioni longitudinali e laterali, alla posizione dell’acceleratore, alla marcia selezionata, alla modalità del motore e altro ancora. Sulla base di questi dati, decidono come distribuire il carico di lavoro tra i freni anteriori e posteriori nel sistema frenante combinato. Bosch sostiene che queste decisioni vengono prese ben 100 volte al secondo.

Continuiamo ad analizzare cosa si prova nella pratica reale. Quando porto la mia KTM 990 SMT in pista, spesso mi accorgo che il normale ABS tende a intervenire in modo troppo aggressivo durante le curve. Rilascia i freni ben prima di raggiungere i momenti veramente critici, anche se con un involontario raddrizzamento della traiettoria. Tuttavia, quando si tratta dell’intervento dell’ABS “in curva” sulla BMW S 1000 RR o sulla KTM 1190, si tratta di un’esperienza quasi impercettibile. Eppure, fa miracoli consentendomi di estendere i punti di frenata senza aumentare il raggio di sterzata. Anche durante la fase più attiva della frenata, mantengo un controllo preciso sulla moto, permettendomi di modificarne la traiettoria e di eseguire manovre che non avrei mai immaginato prima.

La presa con il dito destro

Passiamo ora a uno degli argomenti più dibattuti tra i motociclisti: quante dita bisogna usare sulla leva del freno – una, due o forse tutte e quattro? La risposta è semplice: utilizzate il numero di dita necessario per decelerare efficacemente la vostra moto specifica, assicurandovi di mantenere il controllo completo sulla presa del manubrio. 

Autore: Vladimir Zdorov
Foto: Nikita Kolobanov

Questa è una traduzione. Potete leggere qui l’articolo originale: Точка невозврата: разбираемся в тонкостях торможения на мотоцикле и на автомобиле