El Efecto Giroscópico en la Moto 1



Cigüeñal motor bicilíndrico

Cigüeñal, protagonista del efecto giroscópico en las motos

Existe una gran variedad de vehículos motorizados, aviones, tractores, trenes, etc. pero ninguno utiliza el motor como un elemento activo dentro de la dinámica de su movimiento. El equilibrio o el direccionamiento de una motocicleta se basa en el efecto giroscópico de tres cuerpos en movimiento: las dos ruedas y el cigüeñal del motor. Para recordar que es el efecto giroscópico tenemos este corto vídeo donde se muestra claramente su efecto:


Y ¿de donde salen las fuerzas que hacen que nuestro cigüeñal pueda ser considerado vital para nuestra moto? Para poder responder a esta pregunta debemos conocer unos aspectos del motor. Sin entrar en detalles intrínsecos, en cuestión de evaluación del conjunto, no nos importa si el motor es cuatro tiempos, dos tiempos, gasolina, diésel o eléctrico; fundamentalmente todos ellos generan un movimiento circular en una transmisión mecánica que termina en un eje donde se sitúa el piñón, polea o una cruceta para la transmisión secundaria.

La característica más importante es el par motor, aunque siempre hablamos de potencia. La potencia no es más que el par motor por el régimen de giro (P = T*rpm), por esta razón en varias competiciones para limitar la potencia, se limitan las revoluciones del motor. Para comprender esta ecuación entre el par motor y la potencia, recordemos cuando vamos montados en bicicleta (aunque parezca mentira todavía existen engendros de dos ruedas sin motor) cuando tenemos el pedal pasado el punto máximo superior, empezamos a presionar fuertemente con el pie al pedal haciéndolo bajar con energía. ¿Cuando queremos coger mucha velocidad que es lo que hacemos? Pedalear muy rápido y vamos a tanta velocidad que los pies van locos y no tenemos que hacer fuerza sino mantener una cadencia de pedaleo alta.

Pues bien, la fuerza que hacemos con la pierna es el par motor (Nm), la cadencia es el régimen de revoluciones (rpm) y la potencia (kW) es la energía máxima que desarrollamos al pedalear. Si entendemos como una pierna al pedalear el funcionamiento de un pistón podemos asimilar el comportamiento de los motores. Por ejemplo, un motor bicilíndrico se asimilaría a dos fuertes piernas con un gran par pero poca capacidad de revolucionar y un tetracilíndrico se asimilaría a una tándem a cuatro piernecitas que generan menos par pero mayor cadencia. Estás son las configuraciones de motor más populares, pero el mundo del motociclismo ha habido gran cantidad de motores: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 8; también ha habido motores rotativos y actualmente se ha abierto una brecha de futuro con los eléctricos.

La fuerza giroscopio en un motor de explosión no es constante, ya que cada cilindro debe realizar una serie de acciones según los tiempos que tiene definidos: para motores de dos tiempos admisión/compresión + expansión/escape y para cuatro tiempos admisión + compresión + expansión + escape. Como ya se ha indicado anteriormente, la fuerza sobre el pistón empieza durante explosión hasta llegar a un punto máximo durante la expansión. Idealmente, un cigüeñal perfecto debería recibir un fuerza constante para generar un efecto giroscópico equilibrado, pero esto solamente sucede en motores eléctricos, en los cuales la fuerza en el cigüeñal es constante para todo un ciclo. Este par es conocido como el par de combustión, que sumado al par inercial provoca un efecto nada amigable para nosotros. En el siguiente vídeo podréis ver como un cambio pequeño en la distribución de los cilindros en el cigüeñal del motor BigBang de Yamaha, este efecto es corregido.


Por otra parte cada una de estas explosiones tiene un efecto contrario en la capacidad de tracción. Un gran numero de explosiones repartidas en todo el neumático puede comprometer la capacidad de agarre del neumático. A través de la fórmula mágica de Pajecka en los años ochenta, se pudo modelar el comportamiento de los neumáticos. Fue entonces cuando solucionaron el problema haciendo que un motor de 4 cilindros actuara sobre el neumático como un motor de 2 cilindros, el cual tras un fuerte explosión deja trabajar durante un espacio de tiempo al neumático de forma ideal. Honda compitió en 1990 con esta configuración Big Bang, aunque la leyenda dice que fue por la casualidad de un error del mecánico. Nota importante: en Honda nunca nada es casual, y cuando se introdujeron los motores 4 tiempos de motoGP, ellos usaron una configuración de 5 cilindros en V que no eran más que una mezcla de un motor convencional y uno Big Bang, esto fue conocido por la explosión irregular y avalado por varios campeonatos mundiales a las manos de Rossi y Hayden. En la siguiente imagen podéis ver de izquierda a derecha el patrón convencional, el patrón BigBang y el patrón Irregular

Big Bang no es la única solución a los problemas de tracción, Ducati, gracias a su experiencia en los motores de 2 cilindros, utiliza en motoGP y motores de serie el denominado Twin Pulse. Este patrón de encendido se podría considerar como un doble motor bicilíndrico en paralelo.


Finalmente, para que vayamos degustando el futuro, este año Honda – de forma encubierta con su preparador Mugen – correrá en la Isla de Man con una moto eléctrica de la mano del piloto en activo que más TT de Man ha ganado: John McGuiness. Ya sabéis, si quieres que el mundo te respete, debes ganar en ManGP



[EXPERIMENTO]

Si queréis experimentar el efecto giroscópico del motor, en un circuito cerrado y con las medidas de seguridad necesarias, maniobrad la moto con velocidad en punto neutro o motor desembragado y sin dar gas. Repetid la maniobra con velocidad en punto muerto o motor desembragado y con el motor revolucionado. ¿Notáis la diferencia?

Foto BRIAN-MN.

  • lluis terminyonis

    Muy buen articulo…….y he aquí el carácter de las motos……el porque en una moto guzzi cuando le das gas en punto muerto la moto tiende a caerse al lado izquierdo…..lo mismo en la bmw…..el porque algunos dicen que los motores tetracilíndricos son como batidoras….la patada de un monocilíndrico…..
    Particularmente después de probar muchas motos…..me quedo con el bicilíndrico…..una delicia conducirlo…….