Cómo funcionan las suspensiones de una moto

Cómo son nuestras suspensiones? ¿Cómo funcionan? ¿No lo sabéis? Palabras como precarga, extensión, alta y baja velocidad… ¿Las habéis oído nombrar?

Para ir más «rápidos» se piensa en montar un silenciador «bomba», una centralita que modifica el encendido, estriberas atrasadas, latiguillos de freno de trenzado metálico y discos de mayor diámetro, un toque en la electrónica y, por qué no, un nuevo carenado bien bonito y más perfilado. Pero, ¿y las suspensiones, qué? Casi siempre se quedan tal como son, que ya van bien.

Un escape que hace más ruido o una moto con kit es mucho más espectacular que una buena puesta a punto de horquilla y del monoamortiguador. Además, las modificaciones del motor se hacen notar, mientras que las de las suspensiones parecen menos objetivas si no se tiene una pizca de sensibilidad. Es una idea equivocada, aunque comprensible. Digamos que éste es el punto que puede dividir a los verdaderos pilotos de los motociclistas de a diario. El hecho es que muchos de nosotros, como apasionados y practicantes motociclistas, no sabemos ni siquiera de lo que estamos hablando. Y para entender la potencialidad de un objeto es importante conocer el funcionamiento, aunque sólo sea mínimamente, para así poderlo encuadrar de forma acertada y disfrutar de sus ventajas.

Cómo funcionan las suspensiones

Las suspensiones reciben este nombre porque tienen el chasis suspendido sobre las ruedas y sirven para mantener constante la puesta a punto del vehículo. Teóricamente, las ruedas (masa no suspendida) no debieran nunca despegarse del suelo manteniendo inalterada la adherencia y la estabilidad, mientras el chasis (masa suspendida) debería mantenerse equilibrado para garantizar la estabilidad. Para lograrlo se necesitan generalmente muelles –para sintetizar el concepto– que absorban la energía, pero todo se haría incontrolable sin la ayuda de una absorción progresiva confiada a una parte hidráulica. Como ya sabemos, un muelle, una vez comprimido, restituye la energía en base a la carga a la que ha estado sometido. Además, sin un freno hidráulico, seguiría rebotando hasta la dispersión total de la energía. El hidráulico sirve para hacer trabajar de forma uniforme al muelle, transformando la energía elástica citada anteriormente en calor.

Podemos decir que el hidráulico está en condiciones de regular la frecuencia de oscilación de un muelle. ¿Y de qué forma se consigue? Utilizando el paso del aceite a través de un recorrido obligado y unidireccional. Este recorrido está vinculado a los registros de compresión y de extensión, generalmente son válvulas de agujas cónicas que se pueden abrir con los denominados «click» en lenguaje coloquial. A más apertura de los registros, más aceite corre con facilidad por su recorrido (así pues tendremos suspensiones más blandas en compresión y más rápidas en el retorno). Por el contrario, al cerrar los registros se limitará el paso del aceite. Este doble paso calibrado está emparejado con un sistema de láminas a través de las que el aceite pasa de forma unidireccional. Las láminas son válvulas de forma circular, hechas y montadas de forma que sean un obstáculo siempre más rígido al aumentar el caudal del aceite.

Ésta es la teoría básica sobre la que se fundamentan las suspensiones y vale tanto para la horquilla como para el amortiguador que, básicamente, tienen los mismos principios, aunque se diferencian por la forma de sus componentes. A su vez, cada marca de suspensiones interpreta la teoría de forma propia, pero siempre bajo el mismo concepto, a pesar de algunas excepciones como el Telelever y Paralever (suspensiones delanteras y traseras) de BMW o la arquitectura de «doble basculante» de la Bimota y de la Vyrus.

El sistema De Carbon

La mayor parte de las suspensiones modernas se basan en el sistema De Carbon –por el nombre de su inventor– que realizó un sistema de compensación del aceite en el interior de su circuito. Tomamos como ejemplo el funcionamiento de un monoamortiguador para hacer más fácil la comprensión. El cuerpo que está en el interior del gran muelle está formado por un cilindro, sujeto por su extremidad superior al chasis, por cuyo interior discurre un pistón sujeto a un asta que termina con una base unida a las bieletas o al basculante (en función de qué sistema se utilice). Separado del cuerpo hay un depósito exterior conteniendo aceite y un gas (aire o nitrógeno) presurizado. Las dos sustancias están separadas entre sí por una membrana de goma elástica llamada bladder (vejiga). Dado que el aceite sigue un circuito definido por el interior del cuerpo, la disposición de su espacio varía según las condiciones del monoamortiguador. Si está abierto, el espacio es mayor, mientras que cuando está cerrado es menor; pero el aceite es siempre el mismo y la cantidad que no ha pasado va al depósito exterior comprimiendo el gas. El bladder hace su función expandiéndose o reduciéndose en función de la relación aceite/nitrógeno en el depósito.

Este sistema, a pesar de su funcionalidad, tiene su límite. Como sabemos, el aceite alcanza temperaturas muy elevadas durante este proceso y el bladder no es más que una simple membrana de goma que, con el calor, tiende a dilatarse. Por eso, es posible que parte del gas vaya hacia el aceite creando problemas de depresión y por consiguiente de cavitación (formación de burbujas en el seno de un líquido). La descompensación entre presión interna y dureza de las láminas hace que el amortiguador deje de funcionar correctamente. Esto ocurre mucho más frecuentemente de cuanto se pueda imaginar y está cuantificado en cerca de 10 horas de utilización en circuito (6 horas para el motocross) y 15.000 km en carretera.

Transcurridos esos períodos el amortiguador debe ser revisado. Se deberá sacar y eliminar el aceite sustituyéndolo por uno nuevo, luego se represuriza el gas a través de la válvula del final del depósito exterior. Tras estas operaciones, el amortiguador vuelve a estar como nuevo. Para superar estos límites, las distintas marcas han empezado recientemente a reproyectar este sistema y es a partir de ahí que nacen los modernos amortiguadores de doble tubo como el Öhlins TTX, en el que los registros de compresión y de extensión están los dos en lo alto y el aceite efectúa un circuito «circular» y ya no necesita estar en equilibrio, porque en lugar de irse a llenar el depósito se recicla en el circuito; para esto, el gas está presurizado a la mitad de presión haciéndolo todo más fluido. Pero estos productos todavía no se han extendido a todo el mercado y en muchos casos es necesario recurrir a los accesorios especializados externos.

Volviendo a las suspensiones, la horquilla de cartucho abierto tiene el mismo funcionamiento que el monoamortiguador, pero sitúa todos los componentes de forma vertical en el interior de la barra. Al menos en las horquillas «invertidas» tradicionales, porque en las de competición se aprecia claramente el depósito externo que tiene el mismo principio que el amortiguador De Carbon o del TTX. En la horquilla clásica, la compensación del gas se efectúa en una cámara situada en la parte superior de la barra. En este caso, las distintas marcas han tomado distintas soluciones: Öhlins o WP utilizan el mismo gas, mientras otras, como Kayawa y Showa tienen un pequeño muelle que efectúa la misma función. En su interior se aloja un bombeador atravesado por un empujador con el clásico pistón que discurre por el cilindro en el que se han montado las láminas de obligado paso para el aceite. También en este caso el aceite discurre por un circuito definido que surge de la válvula de registro de la compresión. Cuando se comprime la horquilla, el aceite (libre dentro de la barra) pasa por el registro y luego se recupera a través de un by pass de forma que encuentre la válvula de retorno cuando la horquilla se reabre. Pero dentro de la barra también hay aire y tras un cierto período de utilización, el aceite acaba inevitablemente por mezclarse y emulsionarse perdiendo funcionalidad. Por este motivo se ha diseñado la moderna horquilla de cartucho cerrado, en la que el trabajo del hidráulico se hace en el interior de una cámara definida, mientras en el exterior queda una menor cantidad de aceite que, en este caso, sólo es útil para la lubrificación de la propia barra.

Hidráulico en colores. El dibujo en sección de una horquilla y su respectiva funcionalidad con distintos colores que diferencian aceite y gas. De esta forma podemos comparar el dibujo con la barra verdadera seccionada (a la derecha).

Como está hecho

La horquilla

La sección y el dibujo nos permiten ver cómo está hecha una horquilla. En este caso se trata de una suspensión de barras invertidas, una Kayaba de 48 mm que se utiliza en motocross, pero que comparte estructura con las horquilla de asfalto. Tiene un sistema de «cartucho cerrado» que se reconoce por la cámara interna e independiente que se halla en la funda superior. Se aprecian los frenos hidráulicos de expansión y de compresión (parte 2 a 4) que regulan el paso del aceite en las dos fases. Están realizados por discos cubiertos por láminas de forma circular que flexan por el paso del aceite y cuya dureza determina la fluidez de la horquilla. Al mismo tiempo, el aceite pasa del registro de la compresión (2) gestionado por una guja regulable desde la tapa superior de la funda. Cuando la horquilla vuelve a extenderse, el aceite sigue un recorrido inverso (incluso si, mientras tanto, una parte se ha recuperado por el by pass) y encuentra los frenos hidráulicos del retorno y, en este caso, también el vástago del registro sobre el que se actúa desde el final de soporte inferior. El cartucho cerrado está presurizado y la presión se mantiene constante en las fases de compresión y extensión por el trabajo de la cámara que se encuentra arriba (1), que compensa la depresión. Kayawa y Showa usan un pequeño muelle, mientras Öhlins y WP utilizan un gas, el hidrógeno. La evolución de las carreras ha significado el desarrollo de este apartado. En la parte inferior de la horquilla se encuentra el muelle sumergido en una cierta cantidad de aceite que, en este caso, sólo cumple funciones de lubrificación. Si se observa una horquilla de carreras (como en la foto adjunta correspondiente a las CBR1000 RR de SBK) se aprecia el depósito externo. En cuanto al resto, no es más que la cámara de compensación situada en el exterior como en el monoamortiguador y permite intervenir rápidamente sobre su comportamiento sin tener que desmontar la barra.

El reglaje

Tener una buena puesta a punto es la única forma de conducir con seguridad y de permitir a la moto comportarse de la mejor forma. Obviamente, no es fácil encontrar el hilo del ovillo en un mundo tan abundante de variables. Basta pensar únicamente en una moto que flanee a la salida de curva. ¿Qué pensáis hacer y cómo actuar? Cerrar el registro de la extensión (el retorno) sería una respuesta plausible. En cambio es todo lo contrario: es mejor trabajar en la compresión de forma que las suspensiones sean más rígidas haciendo menos recorrido para que ondeen menos.

Lo que marca la verdadera diferencia es tener unos buenos reglajes, lo que no significa solamente haber actuado de forma adecuada en el ajuste de los registros. El reglaje comprende varios componentes que son: el muelle, las láminas, el pistón, la aguja y, por último, los click de regulación. No todos los muelles son iguales y su fuerza elástica se mide por un valor K. Según el peso del piloto, de su velocidad y de su estilo de conducción se montan muelles con diferentes K tanto en la horquilla como en el monoamortiguador. Luego están las láminas que existen con varias durezas. Además, su disposición hace variar el comportamiento de las suspensiones. Existen tres posibilidades de diseño de las láminas: lineales (piramidal clásica que tiene un comportamiento constante), la regresiva (dura a baja velocidad) y progresiva (blanda a baja velocidad, habitualmente utilizada en campo). La aguja no es más que el cuerpo con punta cónica que favorece más o menos el paso del aceite cuando se actúa sobre el registro. También en este caso, su anchura modifica la respuesta de las suspensiones. Una aguja fina tiene una punta cónica más larga y dará un tipo de respuesta a los clicks, mientras que una aguja más gruesa tendrá el extremo más corto.

Compresión – Extensión

El trabajo del monoamortiguador

Lo que sucede en el interior del monoamortiguador en las fases de compresión y extensión. Cuando el amortiguador se hunde, el aceite que está en la parte superior del pistón se empuja hacia abajo a través de una cascada de láminas. Al mismo tiempo, dado que el espacio se reduce, parte del aceite acaba en el depósito de recuperación procedente del sector de láminas de la compresión, además del registro de compresión que se encuentra encima del depósito. Según cuando el registro esté abierto o cerrado, el aceite pasa más o menos fácilmente. Dentro del depósito, el bladder se hincha y el gas se comprime. En la fase de extensión ocurre lo contrario. El aceite se vacía del depósito y la presión se compensa por la elasticidad del gas; el aceite que está bajo el pistón vuelve hacia arriba, esta vez pasando por el registro del retorno y por las láminas. Como se comprende por las imágenes, actuar sobre los registros significa acercar o alejar la aguja del paso obligado para facilitar o limitar parte del paso del aceite.

El tope

Si es necesario, en el final del vástago del amortiguador se halla un taco de goma, generalmente de forma cónica. Es el tope del final de su carrera. Normalmente, incluso se ignora su existencia (a pesar de que es un componente que está a la vista), mientras que en off road su función es fundamental, a menos de una muy buena puesta a punto. Es más, el tope es parte integrante. La carrera de un amortiguador es reducida y se llega a trabajar sobre el tope mucho más a menudo de lo que se cree: existen muchos tipos distintos de topes, por altura y materiales, cada uno con su propia característica elástica.

Ello se remite a lo que respecta a las motos de campo, porque en las de calle, si llegas al tope, significa que el monoamortiguador ya no tiene más recorrido y acabas por el suelo. En este caso, su utilidad sólo está ligada a la absorción de los golpes secos. También la horquilla tiene una especie de tope, pero no asume funciones amortiguadoras; simplemente pone un límite de recorrido a la horquilla impidiéndole golpear el final de la barra, cosa que habitualmente sucede cuando se afrontan obstáculos de la carretera como agujeros, baches, alcantarillas o los resaltes para ralentizar el tráfico colocados sobre el asfalto. Se trata de un anillito situado en el fondo del vástago central. Para un uso en carretera este componente es fundamental, mientras que para circuito debe ser suprimido. De hecho, cuando se afronta una curva, la horquilla se hunde en el inicio y con el anillo se pierde aquel centímetro final del recorrido que es fundamental para absorber las pequeñas asperezas del suelo, con el riesgo de que la horquilla se cierre mandándote fuera del asfalto.

Qué sucede en la pista

Cerramos este artículo explicando qué sucede en las suspensiones mientras se pilota en circuito. En recta, la suspensión no está comprimida: está completamente abierta tanto delante como detrás y absorbe las distintas asperezas de la pista. Después, en la frenada la carga llega a la delantera, la horquilla se hunde y el monoamortiguador se descarga. Una vez soltados los frenos y metida la moto en la curva, la horquilla se reabre un poco y el amortiguador empieza a descargarse. En el paso por la curva, las dos partes trabajan más o menos a la mitad de su recorrido, absorbiendo las imperfecciones del asfalto hasta que no se vuelve a abrir el acelerador. En este punto, cuando se lanza sobre la recta, una vez abierto el gas (del 30% hacia arriba) la trasera no tiende a cerrarse, sino a abrirse completamente por el efecto del tiro de la cadena. ¿Te lo habrías imaginado alguna vez? Frecuentemente, las suspensiones son así, al revés de lo que uno se cree. ¿Acaso será por eso que son tan difíciles de poner a punto?