Le leggi della fisica ci dicono che i gas con la temperatura aumentano di pressione. La stessa taratura che utilizziamo d’inverno non andrà bene anche d’estate e quando la sospensione si surriscalda varia la resistenza all’affondamento.
La temperatura, quindi, influenza il funzionamento delle sospensioni ad aria.
La pressione di un gas contenuto in un recipiente chiuso indeformabile (come può essere la camera pneumatica di una sospensione) dipende dalla sua temperatura.
Maggiore è la temperatura, maggiore sarà l’agitazione termica delle molecole che costituiscono il gas e maggiore sarà la spinta esercitata dal gas sulle pareti del contenitore (pressione).
A questo punto la domanda sorge spontanea: le variazioni di temperatura che interessano le nostre sospensioni, sono tali da generare variazioni di pressione e quindi di funzionamento che siano percepibili?
Per rispondere a questa domanda utilizzeremo alcune nozioni di fisica elementare.
Volendo fare una trattazione qualitativa e non rigorosa al centesimo, possiamo prendere come riferimento un modello semplificato, ovvero l’equazione dei gas perfetti:
in cui:
– p è il valore della pressione del gas;
– V è il volume occupato dal gas;
– n sono le moli del gas;
– R è la costante universale dei gas, il cui valore varia in funzione delle unità di misura adottate per esprimere le altre grandezze nell’equazione;
– T è la temperatura assoluta del gas, espressa in kelvin.
Consideriamo una condizione statica, in configurazione di bici scarica e sospensione completamente estesa. La classica condizione in cui si regola una sospensione, insomma.
La nostra camera pneumatica in questa configurazione è a tutti gli effetti un contenitore il cui volume rimane costante ed è sempre uguale, in quanto dipende dalle dimensioni fisiche della camera stessa.
Facciamo quindi variare la temperatura. Ci troviamo nella condizione di poter applciare la 2° legge di Gay Lussac:
In cui:
– P(t) è la pressione in relazione alla tempertatura t
– P0 è la pressione di partenza
– α è detto coefficiente di espansione dei gas e vale per tutti i gas circa 1/273
– t è la variazione di temperatura
Trascrivendo l’equazione in un grafico che riporti in ascissa la temperatura ed in ordinata la pressione, otteniamo un diagramma lineare:
Oltre a notare che la pressione si annulla alla temperatura di -273,15° (zero assoluto) notiamo come con l’aumentare della temperatura, aumenti la pressione del gas.
Per cui se la temperatura della sospensione aumenta (per variazione della temperatura esterna o per surriscaldamento dovuto all’attrito tra gli elementi di scorrimento), anche la pressione dell’aria aumenta e di conseguenza la sospensione risulta più dura. Naturalmente vale anche il viceversa con il freddo.
In pratica
Che un gas se riscaldato aumenti di pressione è piuttosto ovvio, come facilmente deducibile dall’esperienza quotidiana.
La domanda però viene spontanea: queste variazioni sono percepibili nel normale utilizzo della nostra mountain bike?
Alle alte pressioni cui solitamente lavorano gli ammortizzatori, si hanno variazioni di pressione del 10%, una variazione che non è certo trascurabile.
D’altronde non è certo una novità che le sospensioni ad aria in condizioni di particolari sollecitazioni (discese veloci su tratti sconnessi, brake bumps affrontati ad alta velocità) tendano ad indurirsi a causa del surriscaldamento.
Una bicicletta da down hill che scende ad elevata velocità su un tracciato pieno di bumps, magari in una giornata estiva, spesso fa si che le temperature arrivino ben oltre i 50° ed è quindi facile che la sospensione ad aria vada in crisi.
Non a caso è uno dei motivi per cui spesso per uso gravity si preferiscano sospensioni a molla.
Per quanto riguarda il freddo invece bisogna considerare un secondo aspetto. Gli oli dell’idraulica risentono parecchio le temperature basse e tendono a diventare più viscosi mano a mano che la temperatura scende. Questo rende quindi più pigra la sospensione, riducendo la corsa utilizzata.
Per cui se in teoria dovremmo utilizzare più corsa a causa della riduzione di pressione per il freddo, l’aumento di viscosità dell’olio aumenta il freno in compressione riducendo la corsa utilizzata.
Per questo le sospensioni d’inverno sembrano più pigre, anche se in teoria dovrebbero essere più morbide.
Non dimentichiamoci poi delle guarnizioni in gomma che diventano più rigide col freddo e della differente dilatazione termica di materiali diversi.
Spesso infatti le sedi degli OR sono in materiali polimerici che si restringono meno con il freddo dei metalli.
Gli steli e le altre parti in alluminio al cui interno scorrono gli OR quindi si “stringono” sulle guarnizioni ed aumentano l’attrito.
Per questi motivi quindi d’inverno le sospensioni sembrano meno fluide e funzionano peggio.
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