Motorcycle suspension

Las suspensiones de las motocicletas están diseñadas para que los muelles permanezcan siempre comprimidos, incluso cuando están completamente extendidos. La precarga se utiliza para ajustar la posición inicial de la suspensión en función del peso de la motocicleta y del piloto.

La diferencia entre la longitud de la suspensión totalmente extendida y la longitud comprimida por el peso de la motocicleta y el piloto se denomina "hundimiento total" o "hundimiento de carrera". El hundimiento total se ajusta para optimizar la posición inicial de la suspensión y evitar que toque fondo o que toque el tope en condiciones normales de conducción. El "hundimiento total" se produce cuando la suspensión se comprime hasta el punto en que mecánicamente no puede comprimirse más. El tope se produce cuando la suspensión se extiende por completo y no puede extenderse más mecánicamente. Aumentar la precarga incrementa la fuerza inicial sobre el muelle, reduciendo así el hundimiento total. Disminuir la precarga disminuye la fuerza inicial sobre el muelle, aumentando así el hundimiento total.

Algunas motocicletas permiten ajustar la precarga modificando la presión del aire dentro de las horquillas. Las válvulas en la parte superior de las horquillas permiten añadir o liberar aire. ^{[ 6 ]} A mayor presión de aire, mayor precarga, y viceversa.

Los diseños básicos de horquillas utilizan un sistema sencillo de varilla amortiguadora , donde la amortiguación se controla mediante el paso del aceite a través de un orificio. Si bien su fabricación es económica, resulta difícil ajustar estas horquillas, ya que tienden a ofrecer poca amortiguación a bajas velocidades de deslizamiento y demasiada a velocidades más altas. Cualquier ajuste siempre implicará un compromiso, resultando en una amortiguación demasiado blanda o demasiado rígida. Dado que las horquillas actúan como amortiguadores hidráulicos, modificar la viscosidad del aceite alterará la tasa de amortiguación. Algunas horquillas telescópicas cuentan con ajustes externos para la amortiguación.

Un enfoque más sofisticado es la horquilla de cartucho , que utiliza cartuchos internos con un sistema de válvulas. ^{[ 7 ]} La amortiguación a bajas velocidades del deslizador se controla mediante un orificio mucho más pequeño, pero la amortiguación a velocidades más altas se controla mediante un sistema de láminas flexibles, que actúan como una válvula de derivación para el aceite de la horquilla. Esta válvula tiene varias láminas de diferentes grosores que cubren y se flexionan para dosificar los orificios de la válvula y controlar la amortiguación de la horquilla durante el movimiento del deslizador a alta velocidad sobre baches de tamaño medio y alto.

Algunas de las láminas (o resortes de lámina) 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 proporciona a la horquilla una amortiguación digresiva , lo que le permite ser rígida sobre pequeños baches, pero relativamente más suave sobre baches más grandes. Además, los resortes (o láminas) solo permiten el flujo en una dirección, por lo que un conjunto de resortes controla la amortiguación de compresión y otro la de rebote. Esto permite ajustar la amortiguación de forma independiente.

Los emuladores de cartucho son piezas de recambio que hacen que las horquillas con vástago amortiguador se comporten prácticamente como horquillas de cartucho. ^{[ 8 ]} El orificio de amortiguación en el vástago amortiguador es tan grande que prácticamente no tiene efecto sobre la amortiguación, y en su lugar un "emulador" asume la función de amortiguación. El emulador tiene un orificio muy pequeño para la amortiguación a baja velocidad de la horquilla y un conjunto de láminas ajustables para la amortiguación a alta velocidad de la horquilla.

Las horquillas con cartuchos de gas , disponibles desde 2007, consisten en cartuchos de gas integrados en horquillas estándar. Este kit es adecuado para las categorías de competición Supersport, donde la normativa prohíbe la sustitución completa de la horquilla, pero permite la modificación de la original.

Al frenar una motocicleta en movimiento, aumenta la carga que soporta la rueda delantera y disminuye la que soporta la trasera debido a un fenómeno llamado transferencia de carga . Para una explicación detallada y un ejemplo de cálculo, consulte la sección de frenado del artículo sobre dinámica de bicicletas y motocicletas .

Si la motocicleta está equipada con horquillas telescópicas , la carga adicional sobre la rueda delantera se transmite a través de las horquillas, que se comprimen. Este acortamiento de las horquillas provoca que la parte delantera de la moto se hunda, un fenómeno conocido como hundimiento de la suspensión al frenar . Las horquillas telescópicas son particularmente propensas a este efecto, a diferencia de las horquillas con brazo oscilante.

La inclinación de la suspensión al frenar puede resultar desconcertante para el piloto, quien puede sentir que está a punto de salir despedido por encima de la parte delantera de la motocicleta. Si la moto se inclina tanto como para que las horquillas delanteras lleguen al tope, también puede causar problemas de manejo y frenado. Una de las funciones de la suspensión es mantener el contacto entre el neumático y la carretera. Si la suspensión ha llegado al tope, ya no se mueve como debería y deja de contribuir a mantener dicho contacto.

Si bien un hundimiento excesivo al frenar resulta preocupante y tocar fondo puede provocar pérdida de tracción, un cierto grado de hundimiento reduce el ángulo de ataque y el avance de la motocicleta, facilitando así los giros. Esto es especialmente importante para los pilotos que frenan en curva al entrar en ella.

El hundimiento de la suspensión al frenar con horquillas telescópicas se puede reducir aumentando la rigidez de los muelles de la horquilla o aumentando la amortiguación de compresión de la misma. Sin embargo, todos estos cambios hacen que la motocicleta sea menos agradable de conducir en carreteras irregulares, ya que la parte delantera se sentirá más rígida. En la década de 1980, varios fabricantes intentaron solucionar esto mediante métodos antihundimiento como:

• ACT: Desarrollado por Marzocchi e instalado en motocicletas Buell como la Buell RR 1200 (1988).
• Horquillas ANDF (Anti Nose Dive): Este sistema se instaló en varios modelos Suzuki GSX y en la RG250.
• AVDS (Sistema de Amortiguación Variable Automática): Este sistema se instaló en varias motocicletas Kawasaki.
• NEAS (Nueva Suspensión Activada Eléctricamente): Equipada en las Suzuki GSX-R 1100 y GSX-R 750 Edición Limitada.
• PDF (Posi Damp Fork): Este sistema se instaló en la Suzuki RG500, la GSX1100E/GS1150E y la GSX-R 750, y representó una mejora con respecto a las unidades Anti Dive anteriores (que funcionan mediante la presión del líquido de frenos, que cierra una válvula en el mecanismo al aplicar los frenos, restringiendo el flujo de aceite amortiguador y ralentizando la compresión de la horquilla). Las unidades PDF funcionan de manera similar, con la diferencia de que dependen completamente de la propia carrera de compresión. Las válvulas están accionadas por resorte, de modo que si la rueda golpea un bache, rebotan en sus asientos y restablecen el flujo de aceite momentáneamente para permitir que la suspensión absorba el impacto.
• TCS (Sistema de Control de Recorrido): Sistema antidive con amortiguación variable. El TCS se introdujo en la FZ 400 R (1984, solo para el mercado japonés).
• TRAC (Torque Reactive Anti-dive Control): Developed by Honda, this is a simple mechanical system which is completely contained in the front suspension. The front brake caliper is mounted on a hinge, and uses the torque created in the braking action to operate a valve in the fork, which inhibits the flow of oil during braking. This system was fitted to a number of motorcycles, most notably the Goldwing series from 1983 through 2000, the Pacific Coast, CB1100F, CB1000C, and VFR750F.

With the advent of cartridge forks, which allow more low speed damping and less high speed damping than the previous damping rod forks, separate anti-dive mechanisms have generally fallen out of use.

Another method to reduce or eliminate brake dive in telescopic forks is to use a reactive link or torque arm to connect the braking components to the motorcycle frame via the triple clamp.

Some fork designs mitigate dive, eliminate it, or even reverse it without affecting the front suspension adversely. The Earles fork is among the latter; when braking the front brake hard, the front end of the motorcycle actually rises. BMW's Telelever fork is designed to nearly eliminate dive, and could have been designed to eliminate it completely if the manufacturer chose to do so. Leading link front forks, such as used on some Ural motorcycles, can also be designed either to reduce or eliminate dive.

The Saxon-Motodd (marketed as Telelever by BMW) has an additional swingarm that mounts to the frame and supports the spring. This causes the rake and trail to increase during braking instead of decreasing as with traditional telescopic forks.

Varias motocicletas anteriores e inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial utilizaban suspensión de émbolo, en la que el movimiento vertical del eje trasero se controlaba mediante émbolos suspendidos por resortes. ^{[ 13 ]}

Entre los fabricantes más destacados de motocicletas con suspensión de émbolo se incluyen Adler , Ariel , BMW , BSA , Indian , MZ , Saroléa , Norton , Cossack/Ural y Zündapp .

Aunque la suspensión de émbolo podía ser sofisticada, con resortes y amortiguación tanto en compresión como en rebote, tenía tres desventajas (en comparación con el basculante casi universal que la 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 costosa de producir y mantener.

El término «doble amortiguador» se refiere a las motocicletas que cuentan con dos amortiguadores. Generalmente, se utiliza para designar una época específica de motocicletas, y se emplea con mayor frecuencia al describir motocicletas todoterreno .

Durante finales de la década de 1970 y la de 1980, el diseño y el rendimiento de la suspensión trasera de las motocicletas experimentaron avances extraordinarios. El objetivo principal de estos avances fue aumentar el recorrido de la rueda trasera, medido en la distancia que podía moverse verticalmente. Antes de este periodo de intensa atención al rendimiento de la suspensión trasera, la mayoría de las motocicletas todoterreno tenían un recorrido de la rueda trasera de entre 9 y 10  cm (3,5 a 4  pulgadas). Al final de este periodo, la mayoría de estas motocicletas tenían un recorrido de la rueda trasera de aproximadamente 30  cm (12  pulgadas). Al principio de este periodo, se utilizaron diversos diseños de suspensión trasera para alcanzar este nivel de rendimiento. Sin embargo, al final del periodo, un diseño que consistía en utilizar un solo amortiguador (en lugar de dos) se generalizó y se utilizó. El rendimiento de las suspensiones con un solo amortiguador era muy superior al de las motocicletas con doble amortiguador. Por consiguiente, esta distinción de diseño se utiliza habitualmente para clasificar las motocicletas. Con la excepción del sistema Bentley y Draper ( New Imperial y Brough Superior ) y el sistema HRD (más tarde Vincent ), ambos desarrollados y patentados en la década de 1920, las motocicletas monoamortiguador se han convertido en la norma desde la década de 1980. Actualmente, el término "twinshock" se utiliza para clasificar las motocicletas clásicas. Esta distinción es importante, ya que proporciona categorías para las competiciones de motocicletas clásicas. Por ejemplo, las carreras de motocross clásicas se celebran para motocicletas de motocross antiguas. Para evitar que las motocicletas monoamortiguador de mejor rendimiento dominen la competición, existen categorías separadas para motocicletas monoamortiguador y twinshock, lo que impide que compitan directamente entre sí.

En una motocicleta con suspensión trasera de un solo amortiguador, un único amortiguador conecta el basculante trasero al chasis de la motocicleta. Normalmente, este único amortiguador se encuentra delante de la rueda trasera y utiliza un sistema de bieletas para conectarse al basculante. Estas bieletas suelen diseñarse para proporcionar una tasa de amortiguación progresiva para la parte trasera. ^{[ 15 ]} En 1972, Yamaha introdujo el sistema de suspensión trasera de un solo amortiguador Mono-Shock en sus motocicletas que competían en el Campeonato Mundial de Motocross . ^{[ 16 ]} La suspensión, diseñada por Lucien Tilkens, tuvo tanto éxito que otros fabricantes de motocicletas desarrollaron sus propios diseños de amortiguadores únicos. ^{[ 16 ]} La versión de Honda se llama Pro-link , la de Kawasaki es Uni-Trak y la de Suzuki es Full-Floater . ^{[ 17 ] [ 18 ]} El sistema Unit Pro-Link de Honda , utilizado primero en la motocicleta de carreras Honda RC211V de MotoGP y luego en la motocicleta deportiva Honda CBR600RR de 2003 , tiene como objetivo aislar el chasis y la pipa de dirección de las fuerzas indeseables transmitidas por la suspensión trasera al tener el soporte superior de los amortiguadores contenido dentro del subchasis del basculante trasero, en lugar de conectarlo al propio chasis. ^{[ 19 ]}