Suspensión de motocicleta - Motorcycle suspension

La suspensión de una motocicleta tiene un doble propósito: contribuir al manejo y frenado del vehículo, y brindar seguridad y comodidad al mantener a los pasajeros del vehículo cómodamente aislados del ruido de la carretera, los golpes y las vibraciones.

La motocicleta típica tiene un par de tubos de horquilla para la suspensión delantera y un basculante con uno o dos amortiguadores para la suspensión trasera.

Suspensión delantera

La forma más común de suspensión delantera para una motocicleta moderna es la horquilla telescópica . Otros diseños de horquillas son horquillas de viga, suspendidas en eslabones paralelos con resortes (no comunes desde la década de 1940) y diseños de eslabones principales inferiores, no comunes desde la década de 1960.

Algunos fabricantes (por ejemplo, Greeves) utilizaron una versión del brazo oscilante para la suspensión delantera en sus diseños de motocross. Una versión de una sola cara de la idea también se utiliza en scooters como la Vespa .

La dirección hub-center desarrollada por Ascanio Rodorigo , en un concepto asociado a Massimo Tamburini, es un complejo sistema alternativo de basculante delantero que implica suspensión y dirección, como se ve en proyectos como las motocicletas Bimota Tesi y Vyrus .

Horquillas telescópicas

Scott produjo una motocicleta con horquillas telescópicas en 1908 y continuaría usándolas hasta 1931. En 1935 BMW se convirtió en el primer fabricante en producir una motocicleta con horquillas telescópicas amortiguadas hidráulicamente. La mayoría de las motocicletas de hoy utilizan horquillas telescópicas para la suspensión delantera. Las horquillas se pueden entender más fácilmente como simplemente grandes amortiguadores hidráulicos con resortes helicoidales internos . Permiten que la rueda delantera reaccione a las imperfecciones de la carretera mientras aíslan al resto de la motocicleta de ese movimiento.

La parte superior de las horquillas está conectada al bastidor de la motocicleta en una abrazadera de árbol triple (conocida como "yugo" en el Reino Unido), que permite girar las horquillas para dirigir la motocicleta. La parte inferior de las horquillas está conectada al eje de la rueda delantera.

En las horquillas telescópicas convencionales, la parte inferior o los cuerpos de la horquilla ( "deslizadores de horquilla" en el Reino Unido), se deslizan hacia arriba y hacia abajo por los tubos de la horquilla ( "montantes de horquilla" en el Reino Unido). Los tubos de la horquilla deben ser lisos como un espejo para sellar el aceite de la horquilla dentro de la horquilla. Algunos tubos de horquilla, especialmente en los primeros roadsters y motocicletas todoterreno, están encerrados en polainas protectoras de plástico .

Las horquillas "invertidas " (USD) , también conocidas como horquillas invertidas, se instalan invertidas en comparación con las horquillas telescópicas convencionales. Los cuerpos deslizantes están en la parte superior, fijados en las abrazaderas triples , y los tubos de los puntales están en la parte inferior, fijados al eje . Esta disposición en USD tiene dos ventajas: (i) disminuye el peso no suspendido de la motocicleta; y (ii) aumenta la rigidez a la torsión , lo que puede mejorar el manejo. Dos desventajas de las horquillas USD son: (i) son más caras que las horquillas telescópicas convencionales; y (ii) pueden perder todo su aceite de amortiguación si falla un sello de aceite. Las horquillas en USD se encuentran típicamente en motos deportivas , aunque la Honda Valkyrie incluía horquillas en USD.

Ajuste de precarga

Las suspensiones de motocicleta están diseñadas para que los resortes estén siempre bajo compresión, incluso cuando están completamente extendidos. La precarga se utiliza para ajustar la posición inicial de la suspensión con el peso de la motocicleta y el conductor que actúa sobre ella.

La diferencia entre la longitud completamente extendida de la suspensión y la longitud comprimida por el peso de la motocicleta y el conductor se denomina "pandeo total" o "pandeo de carrera". El hundimiento total está configurado para optimizar la posición inicial de la suspensión para evitar tocar fondo o tope en condiciones normales de conducción. "Tocar fondo" ocurre cuando la suspensión se comprime hasta el punto en que mecánicamente ya no puede comprimirse. El llenado se produce cuando la suspensión se extiende completamente y no puede extenderse más mecánicamente. El aumento de la precarga aumenta la fuerza inicial sobre el resorte, lo que reduce el pandeo total. Disminuir la precarga disminuye la fuerza inicial en el resorte, lo que aumenta el pandeo total.

Algunas motocicletas permiten el ajuste de la precarga cambiando la presión de aire dentro de las horquillas. Las válvulas en la parte superior de las horquillas permiten agregar o liberar aire de la horquilla. Más presión de aire da más precarga y viceversa.

Amortiguación de la horquilla

Los diseños básicos de horquillas utilizan un sistema simple de varilla amortiguadora , en el que la amortiguación se controla mediante el paso del aceite de la horquilla a través de un orificio. Aunque es barato de fabricar, es difícil ajustar estas horquillas, ya que tienden a dar muy poca amortiguación a bajas velocidades de deslizamiento, pero demasiada amortiguación a velocidades de deslizador más altas. Cualquier ajuste de ajuste siempre será un compromiso, lo que proporcionará una amortiguación demasiado blanda y demasiado rígida. Dado que las horquillas actúan como amortiguadores hidráulicos, cambiar el peso del aceite de la horquilla alterará la tasa de amortiguación. Algunas horquillas telescópicas tienen ajustes externos para amortiguar.

Un enfoque más sofisticado es la horquilla de cartucho , que utiliza cartuchos internos con un sistema de válvulas. La amortiguación a velocidades de deslizamiento bajas se controla mediante un orificio mucho más pequeño, pero la amortiguación a velocidades de deslizador más altas se controla mediante un sistema de cuñas flexibles, que actúan como una válvula de derivación para el aceite de la horquilla. Esta válvula tiene una serie de calzas de diferentes espesores que cubren los orificios de la válvula para controlar la amortiguación de la horquilla en baches de velocidad alta y media.

Algunas de las calzas (o "ballestas") se levantan con poca fuerza permitiendo que el fluido fluya a través del orificio. Otros resortes requieren mayor fuerza para levantarse y permitir el flujo. Esto le da a la horquilla una amortiguación digresiva , lo que le permite estar rígida sobre pequeños baches, pero relativamente más suave sobre baches más grandes. Además, los resortes (o calzas) solo permiten el flujo en una dirección, por lo que un juego de resortes controla la amortiguación de compresión y otro la amortiguación de rebote. Esto permite configurar las amortiguaciones por separado.

Los emuladores de cartucho son piezas del mercado de accesorios que hacen que las horquillas de varilla de amortiguación se comporten prácticamente como horquillas de cartucho. El orificio de amortiguación en la varilla de amortiguación se hace tan grande que prácticamente no tiene ningún efecto sobre la amortiguación y, en cambio, un "emulador" se hace cargo de la función de amortiguación. El emulador tiene un orificio muy pequeño para una amortiguación de baja velocidad de la horquilla y una pila de calzas ajustable para una alta amortiguación de la velocidad de la horquilla.

Las horquillas de cartucho cargadas con gas , que estuvieron disponibles en 2007, consisten en cartuchos cargados con gas instalados dentro de las horquillas estándar. Este kit es adecuado para las clases de carreras supersport, donde las regulaciones prohíben un reemplazo completo de la horquilla pero permiten la modificación de las horquillas originales.

Zambullida de freno

Aplicar los frenos de una motocicleta en movimiento aumenta la carga soportada por la rueda delantera y disminuye la carga soportada por la rueda trasera debido a un fenómeno llamado transferencia de carga . Para obtener una explicación detallada y un cálculo de muestra, consulte la sección de frenado del artículo Dinámica de bicicletas y motocicletas .

Si la motocicleta está equipada con horquillas telescópicas , la carga adicional en la rueda delantera se transmite a través de las horquillas, que se comprimen. Este acortamiento de las horquillas hace que la parte delantera de la bicicleta se mueva hacia abajo, y esto se denomina picado de frenado . Las horquillas telescópicas son particularmente propensas a esto, a diferencia de los diseños de eslabones principales.

La zambullida del freno puede ser desconcertante para el conductor, que puede sentir que está a punto de ser arrojado por la parte delantera de la motocicleta. Si la bicicleta se sumerge hasta tocar fondo con las horquillas delanteras, también puede causar problemas de manejo y frenado. Uno de los propósitos de una suspensión es ayudar a mantener el contacto entre el neumático y la carretera. Si la suspensión ha tocado fondo, ya no se mueve como debería y ya no ayuda a mantener el contacto.

Si bien el picado excesivo de los frenos es desconcertante y tocar fondo puede causar la pérdida de tracción, una cierta cantidad de picado de los frenos reduce el rastro y el rastro de la motocicleta, lo que le permite girar más fácilmente. Esto es especialmente importante para los corredores que frena en pista al entrar en las curvas.

La inmersión del freno con horquillas telescópicas se puede reducir aumentando la tasa de resorte de los resortes de la horquilla o aumentando la amortiguación de compresión de las horquillas. Sin embargo, todos estos cambios hacen que la motocicleta sea menos agradable de conducir en carreteras en mal estado, ya que la parte delantera se sentirá más rígida, en la década de 1980 varios fabricantes intentaron solucionar esto mediante métodos anti-inmersión como:

• ACT: Desarrollado por Marzocchi y montado en motocicletas Buell como la Buell RR 1200 (1988).
• ANDF (horquillas antipinchazos): se instaló en varios modelos Suzuki GSX y RG250.
• AVDS (sistema automático de amortiguación variable): se instaló en varias motocicletas Kawasaki.
• NEAS (nueva suspensión activada eléctricamente): como se instala en Suzuki GSX-R 1100 y GSX-R 750 Limited Edition.
• PDF (Posi Damp Fork): se instaló en Suzuki RG500, GSX1100E / GS1150E y GSX-R 750 y fue una mejora de las unidades Anti Dive anteriores (que funciona mediante la presión del líquido de frenos que cierra una válvula en el mecanismo cuando se frena se aplican, restringiendo el flujo de aceite de amortiguación y ralentizando la compresión de la horquilla). Las unidades PDF funcionan de manera similar, excepto que se basan completamente en el trazo de compresión en sí. Las válvulas están cargadas por resorte, por lo que si la rueda golpea un bache, rebotan en sus asientos y restablecen el flujo de aceite por un momento para permitir que la suspensión absorba el impacto.
• TCS (Travel Control System): sistema anti-inmersión con amortiguación variable. TCS se introdujo en la FZ 400 R (1984, solo para el mercado japonés).
• TRAC (Torque Reactive Anti-dive Control): desarrollado por Honda, es un sistema mecánico simple que está completamente contenido en la suspensión delantera. La pinza del freno delantero está montada sobre una bisagra y utiliza el par creado en la acción de frenado para operar una válvula en la horquilla, que inhibe el flujo de aceite durante el frenado. Este sistema se instaló en varias motocicletas, especialmente la serie Goldwing de 1983 a 2000, la costa del Pacífico , CB1100F , CB1000C y VFR750F .

Con la llegada de las horquillas de cartucho, que permiten más amortiguación a baja velocidad y menos amortiguación a alta velocidad que las horquillas de varilla de amortiguación anteriores, los mecanismos anti-inmersión separados generalmente han dejado de utilizarse.

Otro método para reducir o eliminar la caída de los frenos en las horquillas telescópicas es utilizar un eslabón reactivo o un brazo de torsión para conectar los componentes de frenado al cuadro de la motocicleta mediante la abrazadera triple.

Algunos diseños de horquillas mitigan la inmersión, la eliminan o incluso la invierten sin afectar negativamente a la suspensión delantera. La bifurcación Earles se encuentra entre las últimas; al frenar con fuerza el freno delantero, la parte delantera de la motocicleta se eleva. La horquilla Telelever de BMW está diseñada para eliminar casi la inmersión, y podría haber sido diseñada para eliminarla por completo si el fabricante decidiera hacerlo. Las horquillas delanteras de eslabón principal, como las que se utilizan en algunas motocicletas Ural , también pueden diseñarse para reducir o eliminar la inmersión.

Horquilla Saxon-Motodd (Telelever)

El Saxon-Motodd (comercializado como Telelever por BMW ) tiene un basculante adicional que se monta en el cuadro y soporta el resorte. Esto hace que la inclinación y el rastro aumenten durante el frenado en lugar de disminuir como con las horquillas telescópicas tradicionales.

Horquilla Hossack / Fior (Duolever)

El Hossack / Fior (comercializado como Duolever por BMW ) separa completamente la suspensión de las fuerzas de dirección. Fue desarrollado por Norman Hossack aunque utilizado por Claude Fior y John Britten en bicicletas de carrera. El propio Hossack describió el sistema como un "volante en posición vertical". En 2004, BMW anunció el K1200S con una nueva suspensión delantera que se basa en este diseño.

De un solo lado

En la Yamaha GTS1000 , introducida en 1993, se utilizó una suspensión delantera de basculante de un solo lado . La GTS utilizó la suspensión delantera RADD, Inc. diseñada por James Parker. Se utilizó una horquilla de viga de un solo lado en la motocicleta alemana Imme R100 entre 1949 y 1951, y el scooter Vespa tiene una horquilla de enlace de arrastre de un solo lado . Más recientemente, entre 1998 y 2003, el scooter ItalJet " Dragster " también utilizó una suspensión de basculante de un solo lado, aunque a diferencia del GTS1000 no tenía un brazo de control superior; la parte superior de la suspensión del Dragster solo servía para transmitir la entrada de la dirección.

Dirección del centro del cubo

La dirección del centro del buje se caracteriza por un basculante que se extiende desde la parte inferior del motor / cuadro hasta el centro de la rueda delantera en lugar de una horquilla.

Las ventajas de utilizar un sistema de dirección del centro del eje en lugar de una horquilla de motocicleta más convencional son que la dirección del centro del eje separa las funciones de dirección, frenado y suspensión.

Con una horquilla, las fuerzas de frenado se transfieren a la suspensión, situación que hace que la suspensión se comprima, gastando una gran cantidad de recorrido de la suspensión, lo que dificulta enormemente el manejo de baches y otras irregularidades de la carretera. A medida que las horquillas se hunden, la geometría de la dirección de la bicicleta también cambia, lo que hace que la bicicleta se ponga más nerviosa y, a la inversa, al acelerar se vuelve más perezosa. Además, el hecho de que la dirección funcione a través de las horquillas provoca problemas de fricción , lo que reduce la eficacia de la suspensión. La longitud de la horquilla de motocicleta típica significa que actúan como grandes palancas sobre el cabezal, lo que requiere que las horquillas, el cabezal y el cuadro sean muy robustos, lo que aumenta el peso de la bicicleta.

El corredor de resistencia "Nessie", construido por el equipo de carreras Mead & Tomkinson , utilizó una versión adaptada de la dirección del centro del buje de Difazio , en la que las fuerzas de frenado se dirigían al cuadro a través de una horquilla giratoria (en lugar de a través del cabezal de dirección ). Esto permitió una dirección neutral y una ausencia de picado del freno.

Suspensión trasera

Suspensiones traseras anticipadas

Si bien las suspensiones delanteras se adoptaron casi universalmente antes de la Primera Guerra Mundial, varios fabricantes no usaron la suspensión trasera en sus bicicletas hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, las motocicletas con suspensión trasera se ofrecieron al público antes de la Primera Guerra Mundial. Entre ellas se destacan la ASL de 1909 que tenía suspensión neumática delantera y trasera, la Indian Single de 1913 con un basculante suspendido de una ballesta y la Pope de 1913 con ruedas. apoyado en un par de émbolos, cada uno de los cuales estaba suspendido por un resorte helicoidal .

Suspensión de émbolo

Varias motocicletas antes e inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial usaban suspensión de émbolo en la que el movimiento vertical del eje trasero estaba controlado por émbolos suspendidos por resortes.

Los fabricantes notables de bicicletas con suspensión de émbolo incluyen Adler , Ariel , BMW , BSA , Indian , MZ , Saroléa , Norton , Cossack / Ural y Zündapp .

Aunque la suspensión de émbolo podía ser sofisticada, con resorte y amortiguación tanto en compresión como en rebote, tenía tres desventajas (en comparación con el basculante casi universal que lo sucedió), como sigue: (i) el recorrido de la rueda era limitado, (ii) la rueda podía moverse fuera del eje vertical requerido, y (iii) era más costoso de producir y mantener.

Basculantes

El basculante básico de la motocicleta es un cuadrilátero, con un lado corto conectado al bastidor de la motocicleta con cojinetes para que pueda pivotar. El otro lado corto es el eje trasero alrededor del cual gira la rueda trasera. Los lados largos están conectados al cuadro de la motocicleta o al subchasis trasero con uno o dos amortiguadores con resortes helicoidales.

En las motocicletas de producción, los basculantes no son exactamente rectangulares, pero su función puede entenderse más fácilmente si se los considera como tales.

Cuando hay un basculante en un solo lado de la motocicleta, esto se conoce como basculante de un solo lado . En 1981, BMW introdujo el basculante de un solo lado (palanca mono) a las motocicletas en su modelo R 80 GS. Ejemplos notables incluyen el Honda VFR800 y las series BMW R y K. Los basculantes de un solo lado facilitan la extracción de la rueda trasera, aunque generalmente aumentan el peso no suspendido de la suspensión trasera. Esto se debe al material adicional necesario para proporcionar una rigidez torsional idéntica a una configuración de basculante convencional (de dos lados). Por esta razón, las bicicletas deportivas rara vez se ven usando la configuración. Las exclusiones notables son la Ducati 916, que estaba destinada a las carreras de resistencia, la MV Agusta f4, que tiene un interior hueco para reducir el peso (también está disponible una versión de magnesio), y la Ducati 1098, que recibió un basculante de un solo lado exclusivamente para razones de estilo.

En muchas motocicletas de transmisión por eje, el eje de transmisión está contenido en uno de los lados largos del basculante. Ejemplos notables incluyen todos los modelos de BMW posteriores a 1955 antes de que BMW usara los basculantes de un solo lado, los Urales , muchos gemelos Moto Guzzi , el Honda Goldwing , el Yamaha XS Eleven y el Yamaha FJR1300 .

Las series BMW R y K combinan un eje de transmisión contenido en el brazo oscilante con un basculante de un solo lado, y la combinación se comercializa como Paralever . Las motocicletas Moto Guzzi más nuevas utilizan una disposición similar comercializada como CA.RC ("CArdano Reattivo Compatto" - Compact Reactive Shaft Drive).

Para motocicletas con transmisión por cadena, el eje trasero generalmente se puede ajustar hacia adelante y hacia atrás en relación con el basculante, para ajustar la tensión de la cadena, pero algunos modelos (como algunos 1971/72 Triumph y BSA de cuatro tiempos y Ducati 860 GTS y Darmah 900s) realice el ajuste en el punto de pivote del basculante.

Amortiguadores

Los amortiguadores hidráulicos utilizados en las suspensiones traseras de las motocicletas son esencialmente los mismos que se utilizan en otras aplicaciones de vehículos.

Los amortiguadores de motocicleta difieren ligeramente en que casi siempre usan un resorte en espiral. En otras palabras, el resorte de la suspensión trasera es un resorte helicoidal que se instala sobre o alrededor del amortiguador.

En términos de ajuste, los amortiguadores traseros abarcan desde ningún ajuste hasta ajustes de precarga solo y amortiguadores de carrera con ajustes de longitud, precarga y cuatro tipos diferentes de amortiguación. La mayoría de los amortiguadores tienen depósitos de aceite internos, pero algunos tienen externos y algunos ofrecen amortiguación asistida por aire.

Varias empresas ofrecen amortiguadores traseros personalizados para motocicletas. Estos amortiguadores se ensamblan para una combinación específica de motocicleta y conductor, teniendo en cuenta las características de la motocicleta, el peso del conductor y el estilo de conducción / agresividad preferido del conductor.

Amortiguadores gemelos

Twin shock se refiere a motocicletas que tienen dos amortiguadores. Generalmente, este término se usa para denotar una era particular de motocicletas y se usa con mayor frecuencia cuando se describen motocicletas todoterreno .

A finales de los años setenta y ochenta, el diseño y el rendimiento de la suspensión trasera de las motocicletas experimentaron tremendos avances. El objetivo principal y el resultado de estos avances fue aumentar el recorrido de la rueda trasera, medido en la distancia que la rueda trasera podía moverse hacia arriba y hacia abajo. Antes de este período de intenso enfoque en el rendimiento de la suspensión trasera, la mayoría de las motocicletas todoterreno tenían un recorrido de la rueda trasera de aproximadamente 3,5 a 4 pulgadas (9 a 10 cm). Al final de este período, la mayoría de estas motocicletas tenían un recorrido de la rueda trasera de aproximadamente 12 pulgadas (30 cm). Al comienzo de este período, se utilizaron varios diseños de suspensión trasera para alcanzar este grado de rendimiento. Sin embargo, al final de este período, un diseño que consistía en usar solo un amortiguador (en lugar de dos) fue aceptado y utilizado universalmente. El rendimiento de las suspensiones de amortiguador único fue muy superior al de las motocicletas de doble amortiguador. En consecuencia, esta distinción de diseño se usa fácilmente para categorizar motocicletas. Con la excepción del sistema Bentley y Draper ( máquinas New Imperial y Brough Superior ) y el sistema HRD (más tarde Vincent ), ambos desarrollados y patentados en la década de 1920, solo desde la década de 1980 las motocicletas monoshock han sido la norma, el término "twinshock". ahora se utiliza para categorizar motocicletas antiguas. Esta distinción es importante porque proporciona clases utilizadas para la competición de motocicletas antiguas. Por ejemplo, las carreras de motocross antiguas se realizan para motocicletas de motocross más antiguas. Para evitar que las motocicletas monoshock de mejor rendimiento dominen la competencia, existen clases de competencia separadas para motocicletas monoshock y twinshock, lo que les impide competir directamente entre sí.

Amortiguador individual

En una motocicleta con suspensión trasera de un solo amortiguador, un solo amortiguador conecta el basculante trasero al bastidor de la motocicleta. Por lo general, este amortiguador solitario se encuentra en la parte delantera de la rueda trasera y utiliza un enlace para conectarse al brazo oscilante. Con frecuencia, estos enlaces están diseñados para proporcionar una tasa creciente de amortiguación para la parte trasera. En 1972, Yamaha introdujo el sistema de suspensión trasera de amortiguador único Mono-Shock en sus motocicletas que compiten en los Campeonatos del Mundo de Motocross . La suspensión que fue diseñada por Lucien Tilkens tuvo tanto éxito que otros fabricantes de motocicletas desarrollaron sus propios diseños de amortiguadores individuales. La versión de Honda se llama Pro-link , la de Kawasaki es Uni-Trak y la de Suzuki es Full-Floater . La unidad Pro-Link de Honda , utilizada primero en la Honda RC211V MotoGP racer, y luego en la motocicleta deportiva Honda CBR600RR 2003 , está destinada a aislar el cuadro y el cabezal de dirección de las fuerzas no deseadas transmitidas por la suspensión trasera al contener el soporte superior de los amortiguadores. dentro del bastidor auxiliar del basculante trasero, en lugar de conectarlo al bastidor mismo.

Ver también

• Suspensión de bicicleta
• Lista de fabricantes de suspensión de motocicletas

Notas

Referencias

Otras lecturas