La verdad es que en un principio resulta casi trivial y evidente el hacer una estructura de chasis lo más rígida posible para mantener la geometría de la moto en todas las condiciones de carga a la que se va a ver expuesta, pero esto no es del todo correcto, ya que por ejemplo, un exceso de rigidez con la moto tumbada en curva puede hacer un comportamiento de la misma inestable haciendo de esta una máquina inconducible pudiendo provocar una perdida de adherencia del tren delantero y llegar a una caída.
En los trabajos que he ido haciendo recientemente en cuanto a la simulación dinámica de una moto de carreras y la influencia de la rigidez del chasis en su comportamiento me surgían esta serie de preguntas que encabezan el artículo.
Últimamente parece ser que todo este tema se está poniendo de moda con los NO resultados que está obteniendo Valentino Rossi con su nueva montura en Ducati. Lo está poniendo todo patas arriba, está volviendo locos a los ingenieros de Borgo Panigale para hacer que el chasis de la Ducati funcione, o al menos le de cierta confianza en el tren delantero, llegando incluso a probar esta semana un chasis de doble viga en alumnio .... pero, ¿donde hemos llegado?, Ducati metiéndose en terreno dominado por los japoneses desde siempre, y todo ello para dar solución a las incognitas planteadas al principio, la flexibilidad.
Debido a la actualidad del tema ha llegado a mis manos un artículo muy bueno publicado el año pasado de Neil Spalding en la revista Solo Moto relacionado con la flexibilidad de los chasis en Moto GP, que incluyo a continuación:
La flexibilidad es un concepto que a la gente le cuesta imaginar asociado a una moto construida principalmente en metal o fibra de carbono, pero el paso al neumático controlado en MotoGP está desvelando una serie de secretos hasta hace poco guardados celosamente por los fabricantes de los chasis y de los mismos neumáticos.
FLEXIÓN A PLENA INCLINACIÓN
Las motos de calle y los prototipos de carreras son muy distintos, sus propósitos son diferentes. Las deportivas que vemos en las carreteras tienen que poder ser usadas como simple medio de transporte, llevar pasajero, y además deben durar mucho tiempo. Las motos de competición no tienen la obligatoriedad de ser civilizadas, cuesta ponerlas en marcha, su mantenimiento es desmesurado y deben ser, por encima de todo, muy precisas en cuanto a maniobrabilidad se refiere. Su cometido es empezar y acabar una carrera lo más rápidamente posible, no tienen que estar preparadas para nada más.
Algo en lo que superan con creces a las de calle es en la capacidad de inclinación: las MotoGP se mantienen durante muchos segundos por vuelta inclinadas a unos 60º y sus neumáticos continúan ofreciendo adherencia en esas condiciones.
Las motos de calle raramente superan los 45º de inclinación máxima, salvo en manos de los usuarios más racing al entrar con ellas en circuito, así que los límites en los que se mueve Casey nunca serán explorados por los amantes de las deportivas. Ése es uno de los principales motivos por los que las motos de carreras se construyen de un modo muy distinto, teniendo mucho cuidado a la hora de calcular los niveles de flexibilidad requeridos en cada punto del chasis.
Repasemos cómo trabaja una moto de competición al llegar a una curva: al accionar con violencia los frenos el tren delantero, baja, de modo que la pequeña porción de cada una de las barras de la horquilla que en reposo quedan a la vista se desliza hacia el interior de las botellas. De ese modo la práctica totalidad de la horquilla tiene más grosor en ese instante, amén de ser más corta, por lo que su rigidez aumenta considerablemente. Las fuerzas que provienen de la propia moto y del accionamiento de los frenos se transmiten a través de las tijas, los elementos que anclan la horquilla a la pipa de dirección; a través de estas piezas se trasladan unas enormes cargas al bastidor. Una vez que la moto se mantiene inclinada, la horquilla sigue comprimida en buena parte de su recorrido, ya que si bien las cargas de la frenada han desaparecido, son las fuerzas gravitatorias las que mantienen los muelles bajo tensión (a 60º de inclinación pueden estar soportando una carga cercana a los 2 G ).
A esa inclinación, aproximadamente el límite de las motos de carreras, los baches y las arrugas del asfalto no empujan la rueda en el modo que lo harían de estar la moto levantada, comprimiendo la suspensión. En lugar de ello lo que sucede es que la rueda tiende a desplazarse lateralmente, hacia el lado de la moto que se encuentra más alejado del suelo. En ese instante los muelles de la horquilla apenas están en condiciones de soportar ese esfuerzo, por lo que el trabajo de absorción de las irregularidades recae en la flexión lateral que pueda soportar toda la mitad delantera de la moto. De no hacerlo, simplemente un ínfimo bache, hasta el más pequeño que podamos encontrar en un circuito de impecable asfalto, hará que la rueda delantera deslice y acabe por perder el contacto con el suelo. Como ya hemos podido ir viendo en el caso de los problemas de Honda con su tren trasero, es necesario que se permita una cierta deformación lateral para que ejerza las funciones de suspensión. Los ingenieros japoneses suelen decir que sus motos se comban como los árboles a plena inclinación, ya que no se trata de que la horquilla o el basculante se deformen: debe hacerlo toda la moto. Existe un nivel determinado de flexión óptimo que se alcanzará, además de con la deformación de esos elementos, por la que se produzca en los flancos de los neumáticos, las llantas y el chasis en sí mismo. Nadie sabe exactamente cuánto ha de flexar cada punto, pero todo el mundo juega a lo mismo: si se aumenta la flexibilidad o la rigidez de un elemento, se debe modificar la de otro, si no la de todo el resto, para compensar el cambio.
HORQUILLAS GRUESAS
En algunos aspectos resulta beneficioso instalar horquillas de mayor diámetro de barras, ya que aportan rigidez y precisión a la hora de mantener la moto estable durante las frenadas. De ese modo los pilotos hábiles en esa fase pueden apurar al máximo, ya que al deformarse menos las barras pueden deslizar más rápidamente por el interior de las botellas, lo que conforma un conjunto mucho más resistente. En otros aspectos su instalación no es tan ventajosa…
Una horquilla Öhlins con barras de
Esas mismas horquillas fueron probadas un año antes en Yamaha, pero fueron desechadas por u excesiva rigidez. La diferencia entre ambas motos era que la M1 de 2002 se construía con un ultrarrígido chasis de aluminio, mientras que Ducati empleaba su clásico entramado de tubos de acero, similar al habitual en sus motos de calle, algo que no parecía ser tan rígido como las enormes vigas empleadas entonces en las Yamaha. Ducati siguió experimentando y buscó unir lo mejor de los dos mundos al emplear una horquilla de 42 mm con botellas de fibra de carbono, de modo que se lograba la rigidez de las horquillas gruesas, pero se mantenía la capacidad de refrigeración y la mejor aerodinámica de las más finas. Ya en 2007, los técnicos de Yamaha vieron que su 800 no era la más potente surcando las rectas, así que su estrategia principal pasó a ser conseguir mantener el rebufo de Stoner en esos momentos, e intentar pasarle en la frenada.
Rossi perdió un mano a mano con Casey en la frenada de la recta de Shanghai tras ver cómo su moto se mostraba poco estable en esa fase. Dos carreras más tarde, en Mugello, estrenó una horquilla Öhlins de 48 mm con una tija superior muy poco rígida, diseñada para absorber el trabajo que la horquilla ya no iba a hacer debido a su mayor rigidez; ésa era la pieza clave para que la moto siguiese pudiendo absorber los pequeños baches a plena inclinación.
Es lógico pensar que los problemas que afectaron a Yamaha al incorporar horquillas más rígidas se rijan por las mismas leyes físicas que los encontrados ahora en las Ducati, por lo que probablemente haya un nivel óptimo de flexibilidad por recuperar en algún lugar situado entre la zona de contacto de los neumáticos y el centro de la moto. Las ruedas son las mismas en ambos casos, ya que emplean los mismos Bridgestone, las mismas llantas Marchesini y los mismos frenos Brembo, así que la responsabilidad debería recaer, en principio, en algún elemento situado de horquilla hacia atrás. Ahí Yamaha sigue trabajando con chasis de tipo doble viga en aluminio, mientras que Ducati trabaja con su elegante conjunto de chasis y airbox en fibra de carbono, con el motor realizando funciones estructurales. La tija de mayor flexibilidad que montó Yamaha al pasar a las barras de 48 mm permitía, al menos teóricamente, que la horquilla absorbiera un cierto juego lateral al inclinar, mientras que se mostraba como un sólido bloque al frenar con la moto recta. Tanto Honda como Suzuki han acabado por trabajar las Öhlins de 48 mm , y en ambos casos se ha optado desde el primer momento por incorporar tijas superiores menos rígidas.
Recordemos los recientes experimentos de Honda con los chasis de flexibilidad variable, en los que las motos de Dani y Dovi han estado incorporando placas de carbono a modo de refuerzo en puntos concretos mientras se efectuaban las pertinentes mediciones.
En algunos momentos hemos visto a los pilotos Honda trabajando con tijas de mayor rigidez en combinación con la horquilla gruesa, lo que en ese caso no era tan grave al ser el empleado entonces un chasis ligeramente más flexible. Queda claro que las tijas son unos elementos clave a la hora de afinar la puesta a punto de la absorción lateral que es capaz de llevar a cabo el conjunto.
Cuando Ducati optó en febrero por instalar las Öhlins de 48 mm , en los entrenamientos de Sepang, lo hizo sin modificar nada más, al menos de modo aparente, ya que a sus pilotos les convenció de inmediato el tacto que aportaban. Ducati tiene la posibilidad de cambiar algo que resulta muy complejo al resto de los equipos, el grado de flexibilidad de sus chasis de carbono, que puede modificarse sobre la marcha cuando se desee. El diseño básico del bastidor es una caja de fibra de carbono con una tapa atornillada de modo firme para acabar de aportar la rigidez deseada. Si se debilita intencionadamente cualquier punto de esa tapa, o se fija con menor firmeza (puede llegar a no instalarse alguno de los tornillos que la sujetan), los técnicos de Ducati están cambiando ligeramente los parámetros de rigidez de todo el conjunto.
Para solventar los problemas de falta de sensibilidad de tren delantero que han acuciado a Stoner, quizá el paso más lógico sería volver a probar la horquilla de 42 mm que tan buen resultado le ha venido dando hasta este año.
Si eso comporta una mejora, entonces queda claro que el modo de volver a la de 48 mm es trabajar con una tija superior más flexible, que absorba lo que se pierde con el conjunto más rígido. El tiempo nos dirá cuál es la solución…
Parece ser que los ingenieros de Ducati no lo tienen muy fácil para tener preparado el nuevo chasis para la próxima carrera en Motorland, no solamente por la puesta a punto del mismo, sino porque este chasis se ha mandado fabricar a los ingleses de FTR bajo diseño de Ducati pensando en el motor de mil para el año que viene y no para el ochocientos de la presente temporada, con los inconvenientes de no estar adaptado en puntos de fijación y resto de componentes de la moto. Existe la posibilidad de adaptar los carteres de motor a esta nueva configuración pero quizás sea una apuesta fuerte, ya que obligaría a Rossi salir desde la última pocición de parrilla al declarar nuevos motores.
Por lo visto estos puntos de fijación del motor son decisivos en el comportamiento de la moto, incluso el reparto de masas del conjunto motor. Rossi ya se ha quejado de la posición del centro de masas de la culata de los cilindros delanteros y de su impacto sobre el comportamiento del tren delantero, y ya están pensando en traslados/rotaciones del motor para solventar esto.
Personalmente creo que detalles técnicos como estos, todos los pilotos no son capaces de transmitir a los técnicos. En el caso de Rossi eso es posible y estoy convencido de que con un equipo como el que se le ofrece en Ducati, tiempo y un poco de paciencia hará de Ducati una moto campeona como lo hizo con Honda y Yamaha, eso si, dando la espalda a identidades de la marca como ha sido siempre el chasis tubular, esto son los daños colaterales.