Muelle amortiguador

Muelle amortiguador. El elemento que aporta la elasticidad al tren trasero es el conjunto muelle-amortiguador, que combina un resorte, generalmente en forma de muelle helicoidal, y un pistón hidráulico, que trabaja en la carrera de compresión y en la de extensión. Los amortiguadores hidráulicos más sencillos disponen de una estructura cilíndrica cerrada, en cuyo interior se encuentra un pistón dotado de válvulas y unido a un vástago, de manera que ambos forman un mecanismo telescópico.

El trabajo elástico lo realiza el muelle helicoidal, el cual se encuentra en el exterior rodeando al amortiguador. Cuando el muelle se comprime el pistón se introduce en el cilindro, estando este movimiento frenado por el paso del fluido hidráulico por las válvulas. La retención a compresión suele ser muy baja, si bien es cierto que complementa la resistencia a la deformación que ofrece el muelle, añadiendo por tanto una precarga al mismo.

En la actualidad se han desarrollado amortiguadores de mayores prestaciones, añadiendo cámaras de gas para mantener la presión del fluido hidráulico, e incluso depósitos exteriores para facilitar la refrigeración de dichos gases. Además, el aire o gas que queda por encima del aceite transvasado, al comprimirse, actúa como un elemento elástico de tipo neumático.

Amortiguador con muelle helicoidal y con precarga ajustable de forma continúa a través de la tuerca almenada. Los amortiguadores más actuales permiten en muchos casos la regulación de la amortiguación tanto en extensión como en compresión e incluso seleccionar diferentes modos de trabajo para alta y baja velocidad de la motocicleta. 

Son tres los parámetros que podemos regular: la precarga del muelle, la extensión y la compresión. Se puede regular la suspensión actuando sobre la dureza del muelle o sobre el comportamiento hidráulico.

 La precarga es la diferencia entre la longitud libre del muelle y la longitud cuando está instalado en el amortiguador. La precarga de un amortiguador consiste en la presión la que es sometida su muelle. Es decir, una presión que le forzamos incluso cuando la suspensión no tiene que entrar en funcionamiento. Esta carga del muelle determina la altura de trabajo de la suspensión, pues con ella alargamos o acortamos la longitud del muelle, y con ello su recorrido al comprimirse y estirarse. Una precarga muy blanda hará que se hunda mucho al frenar y muy dura afectará a nuestro propio confort. La precarga determina el máximo desplazamiento que se permite en la rueda trasera, y por tanto también la capacidad de la suspensión para seguir las irregularidades.

La precarga se suele ajustar en la parte superior de las barras de la horquilla y en la parte superior del amortiguador trasero. Algunas horquillas más sencillas no permiten regulación alguna, y en el caso de los amortiguadores traseros puede hacerse mediante dos grande tuercas (tuerca y contratuerca) o mediante un pomo externo cerca del asiento, un mando que gira hacia los lados. 

La parte hidráulica se puede regular tanto en la fase de compresión y de extensión. Para regular la compresión , es decir lo que se hunde la horquilla se actúa sobre un pomo giratorio o tornillo que regulan el paso de aceite; si se van cerrando los pasos costará más hundir la horquilla, suspensión dura, se comprime más lentamente y si se abren dichos pasos se absorben antes las irregularidades. 

La extensión se hace frenando el retorno del muelle a su posición inicial, regulando el paso de aceite mediante un tornillo. En las horquillas suele estar en su parte superior, sobre las roscas de la precarga, y en la parte inferior en los amortiguadores traseros, aunque en algunos se encuentra en la parte superior. Abriendo el paso se consigue una suspensión más viva y cerrándolo el retorno se hace más lento con lo que tenemos una suspensión más controlada.

Este tipo de suspensión es el más común y utilizado actualmente en la mayoría de motocicletas para la parte delantera;  por un lado soporta a la rueda a la vez que permite bascularla de lado a lado para la dirección.

La horquilla telescópica es un sistema de suspensión hidráulico. Su éxito se basa principalmente en su sencillez y efectividad, facilidad de mantenimiento, rigidez y coste razonable. A la hora de clasificar este tipo de suspensión podemos hablar de horquilla convencional y horquilla invertida.

Para entender mejor cómo funciona el sistema vamos a explicar la secuencia de amortiguación:

-En un primer momento la irregularidad del suelo es absorbida por la deformación del neumático, es por esto que a nivel técnico el neumático también es considerado como parte de la amortiguación. -Una vez comprimido el neumático la fuerza ejercida sigue empujando, comprimiendo a su vez al muelle de la suspensión. El muelle puede ser lineal o progresivo, éste último tiene el espacio entre vueltas o “pitch” reducido paulatinamente para que sea suave el principio y se vaya endureciendo progresivamente.

Mejoras del sistema

Aunque hay muchas maneras de mejorar la suspensión delantera de una moto, quizás la más sencilla y económica sea aumentar la calidad del aceite y los muelles de las horquillas.

El aceite se degrada con el tiempo y absorbe residuos y humedad, perdiendo cualidades. Dependiendo de nuestro estilo de conducción podemos cambiarlo por otro ligeramente más denso (no demasiado) y que disponga de mejores aditivos incorporados.

Los muelles se «fatigan» con el uso prolongado volviéndose menos firmes. Si los sustituimos por componentes de alto rendimiento y de funcionamiento progresivo (suaves y «rápidos» al principio y más firmes y duros con compresiones más altas) disfrutaremos de más seguridad y calidad en la conducción.

Horquilla invertida

La horquilla invertida es básicamente una horquilla convencional montada “al revés”, donde la botella está en la parte superior, sujeta a la tija, y la barra se desliza dentro de ésta. Aunque más cara de producir, ofrece mejores resultados ya que disminuye la “masa no suspendida” del tren delantero, es decir el peso de los componentes que suben y bajan respecto al chasis, eliminando inercias y mejorando la conducción.

El sistema de la horquilla telescópica invertida, en el cual los tubos superiores (tubos fijos) poseen un mayor diámetro que los inferiores (tubos de inmersión o deslizantes). La horquilla invertida incluye en su interior unos cartuchos. Se trata de un sistema independiente de cilindro y pistón hidráulicos que posee distintas opciones de ajuste para la precarga y las fases de compresión/extensión.

La horquilla invertida que, con sus gruesas botellas entre las tijas, limitan el radio de giro de la motocicleta.

Problemas de la horquilla

Así que vamos a repasar los problemas que plantea este tipo de suspensión. La suspensión telescópica es una estructura que podríamos simplificar como dos tubos cilíndricos y de gran longitud, esto provoca que sea fácil que sufran de pandeo o, lo que es lo mismo, sean demasiado flexibles. Además, debido a su longitud y su esquema similar a una viga en voladizo (empotrada en la pipa de la dirección que se haya en un extremo y sufriendo cargas en el otro), produce unos grandes esfuerzos en el punto de anclaje. De este modo y para evitar estos problemas se requieren grandes diámetros de barras (mucho material y mucho peso) además de tener que sobredimensionar en gran medida el chasis por la zona de la pipa de la dirección (más material y más peso).

Otro aspecto son los rozamientos que se producen entre los distintos componentes que endurecen la respuesta de la suspensión por las cargas a flexión y, otra vez, provocadas por el propio diseño del sistema.

El último problema estructural es el hecho de que cada barra puede tener movimientos independientes (existen modelos que incluso trabajan de maneras distintas, donde una barra controla la compresión y la otra la extensión). Para que ambas barras trabajen como un único elemento se soluciona añadiendo ejes cada vez mayores y más rígidos (mayor peso, incrementando la masa no suspendida).

Además de los anteriores problemas estructurales también encontramos que las horquillas telescópicas sufren un gran hundimiento durante la fase de frenada. Esto supone que durante esos segundos el recorrido del amortiguador disminuye y corren el riesgo de colapsarse.  Además, debido a la progresividad de los muelles, se comportan como suspensiones más duras. De este modo no gestionan de manera óptima la absorción de baches durante la frenada.

Durante las fases de frenada y aceleración, al comprimirse o extenderse la suspensión telescópica, la geometría de la moto varía, modificando tanto la distancia entre ejes como el avance y el ángulo de dirección. Con las suspensiones alternativas se intentan evitar estas variables.

Diversas acciones realizadas a través del Proyecto Enlaza, han tenido eco en diversos medios de comunicación. Tanto la televisión canaria RTVC y el periódico «La Provincia» reflejan dichas actuaciones .

https://www.laprovincia.es/sociedad/2019/04/04/alumnos-cifp-cruz-piedra-vinculan/1162853.html