X CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERIA DE PROYECTOS

VALENCIA, 13-15 Septiembre, 2006

MOTOCICLETAS CONSTRUIDAS CON COMPONENTES DE VEHÍCULOS AUTOMÓVILES DE CUATRO RUEDAS. RECOMENDACIONES PARA SUS DISEÑADORES.

A. de Vicente Jofre(p)

Abstract

The target of this paper is to show solutions that can be adopted by the designers to palliate the inconveniences derived from the use of four wheels automotive vehicle components to build motorcycles.

This paper will make easier that the designers of this strange form of motorcycles, which is a growing demand, can express their creativity at the same time that they design useful vehicles for their users and the society.

Keywords: Analysis, reengineering, functionality

Resumen

La finalidad de este trabajo, es la de divulgar soluciones que pueden adoptar los diseñadores para paliar los inconvenientes que derivan de la utilización de componentes de vehículos automóviles de cuatro ruedas en la construcción de motocicletas.

Este trabajo facilitara que los diseñadores de esta rara modalidad de motocicletas, para la que existe un mercado cada vez más extenso, puedan poner de manifiesto su creatividad, elevando como mínimo hasta el límite inferior de la usabilidad este tipo de realizaciones, diseñando vehículos útiles para sus usuarios y para la sociedad en general.

Palabras clave: Análisis, reingeniería, funcionalidad

1. Introducción

Siempre ha existido una apreciable demanda de motocicletas de elevadas prestaciones dinámicas, cilindrada y, sobretodo, apreciada originalidad. Por este motivo es comprensible que, en según que casos, se ceda a la tentación de incorporar motores propios de una categoría superior en el diseño de vehículos, para conseguir un vehículo manifiestamente personalizado y de mejores prestaciones de un modo simple, considerando en el caso que nos ocupa, los vehículos de dos ruedas diseñados con grupos y elementos propios de vehículos de cuatro ruedas [1], [2]. Este tipo de realizaciones adolecen de inconvenientes que conviene paliar de la mejor manera posible. En este trabajo se presentan listados en primer lugar los inconvenientes y, en segundo lugar, siguiendo el mismo orden en el que se han listado los inconvenientes, se proponen las correspondientes soluciones, fruto de la experiencia del autor de este trabajo.

723

2. Objetivos Divulgar soluciones para paliar los inconvenientes que derivan de la utilización de componentes de vehículos automóviles de cuatro ruedas en la construcción de motocicletas.

3. Inconvenientes derivados del diseño y construcción de motocicletas con componentes de vehículos de cuatro ruedas

3.1 Progresividad limitada del mecanismo de embrague

En los vehículos de cuatro ruedas, en general (como excepción, en vehículos deportivos de altas prestaciones algunos fabricantes incorporan discos de embrague múltiples), se utilizan mecanismos que incorporan un único disco de fricción para transmitir la potencia del motor térmico (embragar) al mecanismo para variar la relación de transmisión de la energía que transforma el motor térmico (mecanismo que denominaremos coloquialmente a partir de ahora “cambio de velocidades” tal como es habitual dentro del sector del automóvil).

Este mecanismo pasa de mantener desconectados el motor térmico y el cambio de velocidades, a mantenerlos conectados mediante una fase de transición muy corta, pues al ser único el disco que además trabaja en seco (sin estar sumergido en aceite lubricante), pasa de un estado de reposo a otro de trabajo en un periodo de tiempo muy corto que depende, sobretodo, de la habilidad del conductor del vehículo para hacer progresivo el avance de la prensa que presiona este disco contra el volante de inercia del motor térmico en la operación de desembrague.

Aunque estos discos de embrague están equipados con muelles para hacer menos brusca la conexión es sabido que la energía absorbida por estos muelles en el instante de hacerse efectiva la adhesión, del material de los forros que incorpora el disco, a la prensa del embrague y el volante de inercia del motor térmico, no se disipa más que en una pequeña parte dentro del elemental dispositivo para disipar energía que puede equipar un sencillo muelle, motivo por el cual, se produce un efecto “rebote” que no es suficientemente amortiguado como para hacer cómoda la utilización de los vehículos objeto de este trabajo.

En las motocicletas esta generalizado el uso de mecanismos de embrague multidisco en baño de aceite. Estos mecanismos facilitan una progresividad en el proceso de desembragado que hace que las reacciones de la motocicleta durante esta operación sean fácilmente controlables por su conductor sin necesidad de disponer de una habilidad exquisita para realizar esta maniobra.

3.2 Fuerza elevada para accionar el mecanismo de desembrague

En los vehículos de cuatro ruedas, el accionamiento del mecanismo para proceder a desconectar el motor térmico del cambio de velocidades, se efectúa mediante empuje del pie izquierdo del conductor sobre el pedal para desembragar, y, en las motocicletas modernas, esta operación se realiza mediante presión de la mano izquierda sobre la palanca para el desembrague que se encuentra situada sobre su manillar.

Es conocido que la fuerza que se puede ejercer cómodamente con un pie acostumbra a ser varias veces superior a la que se puede ejercer cómodamente con una mano (menor de 120 N con el pie y de alrededor de 20 N con la mano), consecuentemente, para un momento del motor equivalente, con la mano solamente podremos realizar la operación de desembrague más penosamente que con el pie, con el resultado de una mayor fatiga y exigencia en la calidad del montaje del mecanismo para el desembrague de una motocicleta para paliar en lo posible este inconveniente.

724

3.3 Nivel del aceite del motor térmico y nivel del aceite del mecanismo para cambio de velocidades, no coincidentes con los prescritos por sus fabricantes

Los conjuntos motrices que equipan los vehículos de cuatro ruedas, acostumbran a posicionar su eje longitudinal de manera muy próxima a la posición horizontal.

Puede resultar, de las necesidades de montaje de estos conjuntos en una motocicleta, que la inclinación (según sus ejes transversal o longitudinal) de estos conjuntos (figuras 1 y 3), den lugar a montajes que generen inconvenientes, como pueden ser los derivados del exceso de altura de la lámina superficial de aceite con respecto a algunos de los dispositivos de sellado previstos por su fabricante con pérdida de lubricante a la calzada y riesgo para la circulación del propio vehículo o de los que le siguen, o los derivados de un exceso de volumen de aceite removido por la mecánica interna de los conjuntos afectados, con los inconvenientes de pérdida de potencia y/o emulsión excesiva de aire en la masa de lubricante por causa de un exceso de barboteo.

Por otra parte, esta inclinación de la lámina superficial de lubricante no coincidente con las prescripciones del fabricante de estos conjuntos, puede dar lugar a insuficiencia de altura de esta lámina en alguna zona en la que esté previsto un determinado nivel, con el resultado de una insuficiente lubricación con desgaste mecánico acelerado, disminución de potencia útil, calentamiento de las piezas afectadas, etc.

Figura 1. Motocicleta con motor, cambio de velocidades y rueda trasera de la marca Renault, modelo Dauphine

3.4 Niveles de vibración molestos para el usuario

El montaje del motor térmico sobre un bastidor o una carrocería en un vehículo de cuatro ruedas se realiza interponiendo elementos elásticos de sujeción entre este motor y su bastidor o su carrocería, que limitan la molestia por vibración a los que se somete al usuario. Igualmente se procede en la disposición del motor sobre el bastidor de una motocicleta.

Dado que en el diseño y fabricación de los vehículos objeto de este trabajo es frecuente el aprovechamiento del conjunto motriz como elemento portante del vehículo, la transmisión de vibraciones hacia la horquilla delantera, los estribos y el asiento, es inevitable.

3.5 Nivel de la cuba para la gasolina del carburador del motor térmico no coincidente con el prescrito por sus fabricantes

Puede resultar, de las necesidades de montaje de estos conjuntos en una motocicleta, que la inclinación (según sus ejes transversal o longitudinal, principalmente transversal cuando el eje del conjunto motriz se dispone paralelamente al del sentido de la marcha) de estos conjuntos (figuras 1 y 3), den lugar a montajes que generen inconvenientes, como pueden ser los derivados del exceso o del defecto de altura de la lámina superficial de gasolina en la

725

cuba de los motores equipados con carburador, con respecto a algunos de los dispositivos de contención previstos por su fabricante con pérdida de combustible por desbordamiento y riesgo de incendio del propio vehículo o, en el mejor de los casos, exceso de alimentación de combustible con los inconvenientes de una combustión demasiado rica: excesivo consumo, emisión excesiva de compuestos orgánicos volátiles, etc. o déficit de alimentación de combustible con los inconvenientes de una combustión pobre: calentamiento del motor, explosiones en el carburador, poca potencia, etc.

3.6 Necesidad de un mecanismo inversor del sentido de marcha

Puede resultar, de las necesidades de montaje de estos conjuntos en una motocicleta, que el sentido de giro del elemento transmisor de movimiento de salida del mecanismo de cambio de velocidades no coincida con el de la rueda motriz para las habituales condiciones de marcha, en estos casos será necesario prever un mecanismo inversor que puede instalarse en el exterior de la carcasa del conjunto cambio de velocidades con los inconvenientes que ello supone: necesidad de protección contra la entrada de suciedad, necesidad de proteger al usuario de la motocicleta contra el atrapamiento cuando se encuentre en marcha el vehículo (en general estos inversores de construyen con engranajes) necesidad de lubricación, preferiblemente mediante aceite, que obligará a dotar de una envolvente al mecanismo sometido a solicitaciones elevadas.

3.7 Autorización administrativa para circular por la vía pública

Los vehículos que han de circular por la vía pública dispondrán de autorización de la autoridad competente en materia de Tráfico (Ministerio del Interior en España) fundamentada en la homologación de tipo que el fabricante de una serie de vehículos obtiene después de someter a unos primeros prototipos a un protocolo de ensayos (algunos de ellos destructivos) y de documentación técnica., de acuerdo con lo que dispone la legislación vigente para este tipo de trámites: Instrucció DGCSI 14/99 sobre la aplicación del RD 1204/1999 - RD 2140/1985, de 9 de octubre, por el que se dictan normas sobre homologación de tipos de vehículos automóviles, remolques y semirremolques, así como de partes y piezas de dichos vehículos - RD 1204/1999, de 9 de julio, por el que se modifica el real Decreto 2140/1985, de 9 de octubre, por el que se dictan normas sobre homologación de tipos de vehículos automóviles, remolques y semirremolques, así como de partes y piezas de dichos vehículos - RD 3237/1981, de 30 de octubre, por el que se regula la inspección técnica de vehículos.

A las motocicletas objeto de este trabajo, no se las puede someter a ensayos destructivos ni a cierto tipo de ensayos excesivamente costosos, ni a una tramitación documental excesivamente complicada, pues, en caso contrario, nos encontraríamos frente a una denegación de facto de la autorización administrativa para circular por la vía pública.

3.8 Mecanismo para mando del cambio de velocidades complicado y/o ergonómicamente incómodo

Los mecanismos para cambio de velocidades equipados con mando manual, utilizados comúnmente en Europa en los vehículos de cuatro ruedas, funcionan mediante el engrane secuencial (4, en la figura 2) de los distintos pares de engranajes, desplazando con movimientos lineales los dispositivos de engrane. Estos mecanismos de mando acostumbran a necesitar del desplazamiento manual del embarrado de mando (2, en la figura 2) a razón de un desplazamiento (siempre en la misma dirección que la del eje longitudinal del vehículo) por cada relación de transmisión (una en el sentido de la marcha y la otra en el sentido opuesto al de la marcha), con el resultado de tener por cada eje de desplazamiento dos relaciones, disponiéndose en paralelo tantos pares (o planos) de relaciones como se necesiten.

726

Figura 2.

Los movimiento descritos de desplazamiento lateral para cambiar de plano, que con la mano son muy fáciles de realizar con la palanca (1, en la figura 2), son incompatibles con un mando del cambio de velocidades al pie tal como es habitual en las motocicletas, pues, con el pie, solamente es posible realizar movimientos verticales de presión y de tracción sobre la palanca de mando que, en general, en las motocicletas se conecta a un complicado dispositivo de levas [5] que transforma estos elementales movimientos verticales en los de desplazamiento longitudinal y transversal usuales también para introducir las distintas relaciones de transmisión y para seleccionar los distintos planos de trabajo de cada par de relaciones (figura 2 ), pues, en una motocicleta, se necesita mantener las manos sujetando el manillar permanentemente y de manera simultanea al accionamiento de la maneta de desembrague en la mano izquierda y al accionamiento del puño para gobernar la carga del motor térmico y, ocasionalmente, la maneta para accionar el freno de la rueda delantera.

3.9 Cinemática de la transmisión secundaria complicada

El basculante de la suspensión trasera en motocicletas que hayan sido concebidas con el aprovechamiento del conjunto cambio de velocidades y/o del motor térmico como conjunto resistente que hace las veces de bastidor, precisa amarrarse a una zona sólida en cualquiera de estos dos conjuntos. Esta particularidad da lugar a que, en muchos casos, no coincidan los centros de pivotamiento del piñón de la transmisión secundaria y el centro de pivotamiento del basculante de la suspensión trasera (figura 3), con el resultado de someter a la cadena de la transmisión secundaria a situaciones de destensado según la posición del basculante a lo largo de la marcha del vehículo, tanto más acusadas cuanto más alejados se encuentren estos centros y cuanto más amplio sea el movimiento del basculante.

Figura 3.

727

3.10 Costes de diseño y de fabricación por unidad, potencialmente elevados

Estos costes, en los vehículos de fabricación seriada, son proporcionalmente mucho más bajos que en los vehículos de tipo único o que en los fabricados en pequeñas series, pues los costes de su diseño se reparten entre todos los componentes de la serie y, su fabricación, se optimiza al utilizar utillajes y procedimientos exhaustivamente estudiados.

3.11 Insuficiente caudal de aire para el enfriamiento del radiador para el líquido refrigerante del motor térmico

En ciertas disposiciones de los diferentes conjuntos y grupos que configuran una motocicleta como la que es objeto de estudio en este trabajo se puede dar el caso en el que el diseñador haya previsto (quizá por se ha que visto obligado) montar el radiador de manera que no se encuentre en el punto de paso de una corriente de aire suficientemente intensa como para prescindir de algún dispositivo de enfriamiento mediante aire forzado.

En el caso del prototipo que ilustra este trabajo, se ha instalado el radiador por delante de la rueda trasera, detrás del depósito para combustible y del motor térmico (figuras 1 y 3) tanto por razones estéticas y de originalidad del diseño, como por exigencias de espacio en la zona donde es más habitual encontrarlo (delante del motor térmico entre éste y la horquilla delantera) para no incrementar excesivamente la longitud de la motocicleta.

3.12 Necesidad de reducir el volumen ocupado por el acumulador eléctrico

Los acumuladores eléctricos (comúnmente llamados baterías) necesarios para satisfacer los requerimientos de una motocicleta, es preciso que sean de dimensiones menores que los necesarios para los vehículos de cuatro ruedas, pues, en la motocicleta, las necesidades de espacio son mucho más restrictivas y, en cambio, en estos otros vehículos, la capacidad eléctrica necesaria de la batería es bastante superior por causa de un mayor consumo de los distintos elementos que equipan a un vehículo moderno (calefacción, alumbrado, aire acondicionado, eleva cristales eléctricos, señalización, etc.) aunque, los requerimientos de potencia de arranque en frío que ha de garantizar la batería de una motocicleta construida con un motor térmico procedente de un vehículo de cuatro ruedas, acostumbran a ser iguales o, incluso más exigentes, que los de una batería instalada en este tipo de vehículo al estar el motor térmico y la batería desprotegidos de carrocería en la motocicleta.

4. Soluciones que se proponen a los inconvenientes derivados del diseño y construcción de motocicletas con componentes de vehículos de cuatro ruedas

4.1 Mejora de la progresividad limitada del mecanismo de embrague

Existen desde antaño ingeniosas soluciones aplicadas a las motocicletas para evitar una excesiva brusquedad en la transmisión de la energía que proporciona el motor térmico a la cadena cinemática que, finalmente, se emplea para movilizar el vehículo. Estas soluciones pasan habitualmente por elastificar la transmisión primaria (transmisión que enlaza el cigüeñal y el mecanismo de embrague) interponiendo un dispositivo mecánico (M, en figura 4) [3] que, contrariamente a los montajes rígidos de los piñones empotrados sobre el eje de salida del cigüeñal que son corrientes, permite un limitado giro angular del piñón de salida del cigüeñal con respecto al propio cigüeñal sobre el que se encuentra montado y/o, también, por el montaje de tacos de caucho interpuestos entre la corona posterior de la transmisión secundaria y el cubo de la rueda trasera motriz [4] (A, en figura 5), dispositivo este último más sencillo pero de efecto amortiguador menos efectivo.

728

Figura 4.

Figura 5.

Figura 6.

La solución descrita para la transmisión primaria no puede utilizarse en las motocicletas objeto de este estudio, pues lo deseable de la unión del conjunto motor térmico con el conjunto cambio de velocidades, es que permanezca unido tal como ha previsto su fabricante, para, de esta manera, evitar aumentar la complicación que ya de por sí representan el diseño y la construcción de este tipo de vehículos.

También, tal como se ha comentado durante la exposición de los inconvenientes propios de este tipo de vehículos, en las motocicletas es habitual montar mecanismos de embrague multidiscos que son más progresivos que los mecanismos de embrague monodisco.

Para suplir el efecto suavizador de la aplicación de la energía que proporciona el motor térmico, facilitada por la combinación de los dispositivos utilizados habitualmente en los mecanismos de transmisión primaria descritos anteriormente, el autor propone para los vehículos estudiados, la interposición de algún dispositivo elastificador en la transmisión secundaria (único grupo sobre el que se puede actuar con cierta facilidad) entre el eje de salida del mecanismo cambio de velocidades (C, en figura 6) y el piñón de la transmisión secundaria, que facilite un cierto movimiento relativo entre el alojamiento del eje de salida del mecanismo cambio de velocidades que soporta parte del grupo de engranajes y la

729

carcasa que lo aloja. En el caso práctico que se comenta se ha procedido a la instalación de un dispositivo que incorpora tacos de caucho, amortiguador del movimiento de giro derivado de la reacción por causa del momento saliente del cambio de velocidades (tanto en fase de aceleración como en fase de retención) en el soporte de la campana porta satélites del grupo cónico de salida (H, en figura 6).

4.2 Disminución de la fuerza necesaria para accionar el mecanismo de desembrague

Para mantener dentro de los límites propios de una conducción confortable un vehículo de la topología del vehículo objeto de este estudio, es necesario optimizar la instalación de mando del dispositivo de desembrague mediante el montaje preciso y alineado del par cable-funda sobre los puntos de amarre de la funda (evitar ángulos diferentes de 180º entre cable y funda (figura 7) y próximos a los 90º entre el cable y la palanca para el accionamiento de la prensa (figura 7) y entre la maneta con la que se acciona manualmente este mecanismo y el cable, procurando conseguir el máximo radio de curvatura posible de este par cable-funda.

También es muy recomendable montar fundas con revestimiento interior de Teflón® por el bajo coeficiente de fricción cuando se encuentra en contacto con el acero y, también, asegurar una correcta lubricación del cable en el interior de su funda en toda su longitud.

Tampoco son descartables soluciones más costosas como la instalación de servo accionamientos de vacío o transmisiones hidráulicas para el mando del embrague que substituyan a las que utilizan el par cable-funda.

Figura 7.

4.3 Solución al nivel del aceite del motor térmico y nivel del aceite del mecanismo para cambio de velocidades, no coincidentes con los prescritos por sus fabricantes

Si no es posible respetar la inclinación prevista por el fabricante del conjunto motriz en un montaje sobre un vehículo como el que es objeto de este estudio, se deberán aplicar medidas de corrección de los efectos perniciosos de un nivel de aceite inadecuado, incorporando elementos de contención dentro del cárter del motor térmico (A, en figura 8 ) que garanticen el mantenimiento de los niveles mínimos precisos en puntos críticos como puede ser el punto de captación de la bomba de engrase (B, en figura 8 ), o bien, el mantenimiento de unos niveles máximos del aceite en puntos en los que se encuentren dispositivos de sellado cuya efectividad dependa de no excederlos (Retén de salida del cigüeñal hacia el embrague: C, en figura 8 ) en un conjunto motriz dibujado con la inclinación con la que se ha montado en la motocicleta de la figura 1.

730

Figura 8.

4.4 Disminución de niveles de vibración molestos para el usuario

Comúnmente, los fabricantes de motocicletas equipadas con motores térmicos de alta cilindrada con pocos cilindros (uno o dos), motores que generan molestas vibraciones para los usuarios, acostumbran a interponer dispositivos elásticos fabricados con elastómero: entre el manillar y la placa superior de la horquilla delantera, para mejorar el confort del conductor a la altura de sus manos; entre los estribos, sobre los que apoyan los pies, y el bastidor o el bloque o el cárter del motor en el que se sujetan estos estribos; y, entre el asiento y el punto donde este se amarra al bastidor o el conjunto que le substituya.

4.5 Solución al nivel de la cuba para la gasolina del carburador del motor térmico no coincidente con el prescrito por sus fabricantes

Se puede remecanizar inclinado el plano de asiento del colector de admisión, para mantener la cuba del carburador dentro de los márgenes de verticalidad previstos por su fabricante.

También se puede recomendar la solución más sencilla (aunque, técnicamente menos precisa ya que puede alterar el nivel idóneo del combustible dentro del carburador) de rebajar o suplementar el plano de ajuste de la válvula que controla la entrada de combustible a la cuba de manera que, aumentando, o disminuyendo, el nivel de combustible dentro de la cuba del carburador, se compense, respectivamente (dependiendo de la posición relativa de la cuba respecto al surtidor principal en el carburador) un déficit o un exceso de nivel en el surtidor principal debidos a una inclinación excesiva del carburador.

4.6 Solución a la necesidad de un mecanismo inversor del sentido de marcha

Para solventar estos inconvenientes, se propone aprovechar el mecanismo diferencial de los cambios de velocidad que lo incorporen dentro de su carcasa, pues se trata de una solución muy sencilla y compacta frente a otras soluciones antes comentadas.

Para ello se utiliza como eje de salida el del planetario opuesto (K, en figura 6) a la corona dentada (E, en figura 6) del par cónico del mecanismo diferencial, desacoplando la campana (H, en figura 6) que mantiene posicionados los engranajes satélites (G, en figura 6), de esta corona dentada, inmovilizándola fija a la carcasa del cambio de velocidades.

Figura 9.

731

Con este montaje real (figura 9), y una abundante lubricación de los satélites (asegurando un mínimo nivel de aceite de calidad dentro de la campana porta satélites mediante obturación de todos los orificios que puedan encontrarse en la mitad inferior de esta campana y la apertura de orificios en su parte superior en el supuesto de no existir en número o dimensión suficientes), para que este aceite llegue en cantidad suficiente al dentado, a la superficie en contacto con la campana y a la zona de ajuste con el eje que los mantiene centrados, que compense el considerable aumento de trabajo en relación al funcionamiento habitual para el que fueron diseñados por el fabricante del vehículo del que proceden, se puede conseguir el objetivo deseado.

4.7 Autorización administrativa para circular por la vía pública Para conseguir esta autorización para este tipo de motocicletas, se puede seguir cualquiera de los dos procedimientos propuestos en su dia por el autor de este trabajo [6]

4.8 Solución a la necesidad de un mecanismo para mando del cambio de velocidades complicado y/o ergonómicamente incómodo

La solución ideal pasa por la incorporación de un cambio de velocidades automático, solución perfectamente posible (mucho más factible que en el caso de las motocicletas de serie, ya que, sus fabricantes, no acostumbran a equiparlas con este tipo de cambios de velocidades –el autor de este trabajo no conoce de la existencia de ninguna motocicleta de gran cilindrada, de comercialización habitual, que utilice este tipo de mecanismo –) pues, la mayoría de los fabricantes de vehículos de cuatro ruedas, disponen de oferta de este tipo de cambio de velocidades para la mayoría de los modelos de automóviles que comercializan.

El autor de este trabajo utiliza el cambio de velocidades de tres relaciones en avance y una en retroceso que ya equipaba en origen el motor elegido para el prototipo. El mando de este mecanismo permite la introducción de los desplazables mediante sencillos movimientos verticales de la punta del pie izquierdo, y, utilizando para el movimiento de cambio de plano un mando manual biestable mediante muelle, que también podría haberse realizado con una palanca de retorno por muelle accionada por el talón del pie derecho, (figura 7).

También podría accionarse el mando del cambio de velocidades mediante algún complicadísimo dispositivo de levas como los que habitualmente equipan los cambios de velocidades de las motocicletas [5] (figura 10) montado externamente.

Figura 10.

4.9 Optimización de una cinemática de la transmisión secundaria complicada

A este inconveniente se podría dar solución con un tensor de cadena posicionado mediante muelle, de manera que este tensor ejerciera una fuerza sobre la parte inferior de la cadena (destensada en las aceleraciones cuando la motocicleta avanza) proporcional a su grado de destensado (solución habitual en las motocicletas)

732

El caso que nos ocupa, si queremos aprovechar la importante ventaja que representa el hecho de disponer del dispositivo de retroceso motorizado (coloquialmente “marcha a tras”) del que siempre disponen los cambios de velocidades utilizados en los vehículos de cuatro ruedas, no se podrá utilizar un tensor de muelle tal como se utiliza en la generalidad de las motocicletas, pues, al retroceder el vehículo, la cadena de la transmisión secundaria se tensaría por su parte inferior venciendo al dispositivo tensor y se destensaría exageradamente por su parte superior, dando lugar a que la cadena saltara por encima del dentado del piñón conducido (segundo engranaje de una transmisión secundaria solidario a la rueda motriz) a menos que se monte otro dispositivo tensor por encima de esta cadena.

Se sugiere utilizar un tensor dotado de un mecanismo desmodrómico (figura 11) que no precise de la acción de un muelle, sino que, mediante un mecanismo de palancas, pueda seguir los movimientos del basculante acompañando a la cadena, de manera que el juego o zona destensada sea constante y no exceda de los límites aceptados por el diseñador.

Figura 11.

Estos dispositivos desmodrómicos, además, disminuyen las solicitaciones mecánicas a las que se somete a la cadena, ya que, esta, siempre se encontrara acompañada en su movimiento sin estar sometida a una excesiva fuerza tensora, con el consiguiente ahorro de energía y disminución de desgaste mecánico.

4.10 Compensación de costes de diseño y de fabricación, potencialmente elevados

Las motocicletas objeto de este trabajo han de competir en el mercado con los modelos producidos masivamente, utilizando recursos diferentes a los que tienen que ver con la economía y, como el objetivo principal de las motocicletas objeto de este trabajo es el de satisfacer los requerimientos de exclusividad solicitados cada día por más usuarios de los vehículos de dos ruedas, sobretodo en un uso lúdico de estos vehículos también creciente, el reto del diseñador se encuentra en optimizar la relación exclusividad / precio de venta.

4.11 Aumento del caudal de aire para el enfriamiento del radiador para el líquido refrigerante del motor térmico

En la mayoría de los vehículos de esta tipología será necesario equipar el radiador que los equipa con un ventilador que lo enfríe cuyo accionamiento venga garantizado por una unión mecánica o eléctrica con el motor térmico y, aún así, puede darse el caso de precisarse un

733

doble ventilador (figura 3) y/o un elevador electrónico de su tensión de alimentación (figura 3) dado que se pueden hacer funcionar estos ventiladores hasta alcanzar una tensión de alimentación de 18v sin un riesgo excesivo para su longevidad), atendiendo de esta manera los requerimientos térmicos del motor.

4.12 Reducción del volumen ocupado por el acumulador eléctrico

En los vehículos objeto de este trabajo, se utilizan baterías de provenientes del mercado de la motocicleta (figura 3), más pequeñas que las utilizadas en vehículos de cuatro ruedas.

Estas baterías para motocicleta tienen una menor capacidad en Ah y una menor potencia de arranque en frío (Intensidad de corriente eléctrica a –18º) que las de las baterías que se utilizan el los vehículos de cuatro ruedas. Por estos motivos, es frecuente que, para garantizar la elevada intensidad eléctrica requerida para arrancar el motor térmico de un vehículo de cuatro ruedas utilizando una batería de motocicleta, se utilicen motores eléctricos de 6v de tensión nominal, que, al ser conectados a la batería de 12v, desarrollaran un momento de giro bastante superior al que desarrollarían a tensión nominal.

Tratándose de motocicletas en las que, además, su uso principal se orientaría el ocio, las exigencias relativas a la longevidad del bobinado, de las escobillas y del colector, del motor para arranque eléctrico del motor térmico, no son las mismas que las de un vehículo de cuatro ruedas cuyos componentes siempre acostumbran a ser mucho más longevos que los de las motocicletas, (duración del orden del doble) con lo que, afortunadamente, unos aspectos favorables compensan a otros aspectos desfavorables de la solución adoptada.

5. Conclusiones

Las soluciones propuestas en la sección cuarta a los inconvenientes relacionados en la sección tercera, resultan algunas más afortunadas que otras y permiten asegurar que, en general, los diseños de motocicletas que equipan grupos y elementos propios de vehículos de cuatro ruedas pueden resolverse de manera suficientemente satisfactoria para los usuarios de esta especial modalidad de vehículos, sobretodo si se utilizan cambios de velocidades automáticos con embrague hidráulico.

Referencias

[1] de Vicente Jofre, A., “Motocicletas construidas con grupos propios de vehículos de cuatro ruedas” III Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica, CIDIM 97, La Habana1997, Comunicación 3-276.

[2] de Vicente Jofre, A., “Motocicletas construidas con grupos propios de vehículos de cuatro ruedas” STA, Vol 128, 1997, pp. 34-37

[3] Arias-Paz, M., “Motocicletas” , Dossat S.A., Madrid, 1975, pp. 293.

[4] Arias-Paz, M., “Motocicletas” , Dossat S.A., Madrid, 1975, pp. 367.

[5] Arias-Paz, M., “Motocicletas” , Dossat S.A., Madrid, 1975, pp. 308.

[6] de Vicente Jofre, A., “Vehículos especiales no derivados de vehículos de producción seriada. Un procedimiento para su autorización administrativa” IX Congreso internacional de ingeniería de proyectos, Málaga 2005, pp.251

Correspondencia

Ángel de Vicente Jofre, Universitat Politècnica de Catalunya, Projectes d’Enginyeria, Diagonal 647, 08028 Barcelona, España.

Phone: +34936754790 Fax: +34936754790 E-mail: adevicen@eic.ictnet.es.

734