EL SISTEMA DE TRANSMISINEl sistema de transmision es el conjunto de elementos que tiene la misin de hacer llegar el giro del motor hasta las ruedas motrices.Con este sistema tambin se consigue variar la relacin de transmisin entre el cigeal y las ruedas. Esta relacin se vara en funcin de las circunstancias del momento (carga transportada y el trazado de la calzada). Segn como intervenga la relacin de transmisin, el eje de salida de la caja de velocidades (eje secundario), puede girar a las mismas revoluciones, a ms o a menos que el cigeal.El cigeal es una de las partes bsicas del motor de un coche. A travs de l se puede convertir el movimiento lineal de los mbolos en uno rotativo, lo que supone algo muy importante para desarrollar la traccin final a base de ruedas, adems de recibir todos los impulsos irregulares que proporcionan los pistones, para despus convertirlos en un giro uqe ya es regular y equilibrado, unificando toda la energa macanica uqe se acumulan en cada una de las combustiones.Si el rbol de transmisin gira ms despacio que el cigeal, diremos que se ha producido una desmultiplicacin o reduccin y en caso contrario una multiplicacin o sper-marcha.La dinmica de vehculo La dinmica de vehculos se centra bsicamente en la siguientes figura [23]: x : hacia delante ( forward) y sobre el plano longitudinal de simetra.y : salida lateral derecha del vehculo.z : hacia abajo con respecto al vehculo.p : velocidad de rodar en el eje x.q : velocidad de lanzar en el eje y.r : velocidad de despiste en el eje z.Un vehculo es generalmente descrito por las velocidades ( adelante, lateral, vertical, rodar, lanzar y despiste) Sistema coordenado x : recorrido hacia delante.y : recorrido a la derecha.z : recorrido vertical ( hacia abajo).y : ngulo cabezera ( entre x y x en el plano tierra).g : ngulo de trayectoria ( entre el vector de velocidad y el eje x). b : ngulo sideslip ( entreel eje x y el vector de velocidad del vehculo). Las relaciones entre el sistema coordenado fijo del vehculo y el sistema y el sistema coordenado fijo a tierra es definido como ngulos de Euler. Los ngulos de Euler estn determinados por una secuencia de 3 rotaciones angulares. Comenzando en el sistema fijo de tierra, el sistema de ejes es primero rotado en yaw ( alrededor del eje z), luego en pitch ( alrededor del eje y) y luego en roll ( alrededor del eje x) para la lnea con le sistema coordenado del vehculo. Los 3 ngulos obtenidos son los ngulos de Euler. Es necesario respetar extrictamente la secuencia de rotacin. Esto quiere decir: Ry ,q ,f = Rx,y Ry, q Rz,f El anlisis de la dinmica de un mvil pasa por comprender los conceptos ms relevantes involucrados en dicho tema. Estos temas son la base para cualquier estudio y posterior generacin de un modelo. Los temas asociados son los siguientes: Actitud del vehculo en forma de ngulos de Euler. Segunda Ley de Newton. Leyes de rozamiento de Coulomb. Resistencia a la rodadura. Lmite para la aceleracin de traccin. Interpretacin de la accin de frenada. Oscilaciones amortiguadas El detalle de estos tema es el siguiente: RESISTENCIA A LA RODADURAFuerza que se opone al movimiento de los vehculos por efecto de la imperfecta elasticidad (es decir, plasticidad) de los neumticos. A causa del aplastamiento que se produce en la huella, durante la rotacin de la rueda la cintura, la banda de rodadura y los flancos se hallan sometidos a deformaciones que absorben cierto trabajo por histresis.Superada la zona de contacto con el suelo, las partes deformadas vuelven a las condiciones iniciales, pero no pueden restituir todo el trabajo de deformacin, una parte del cual se pierde en forma de calor.Cuando el vehculo circula sobre un terreno blando, tambin ste se deforma bajo la accin del peso transmitido por la rueda; sin embargo, una vez que ha pasado sta, el terreno no devuelve al neumtico el trabajo de deformacin absorbido anteriormente. Por este motivo, la presin en la huella no es constante, sino que resulta mayor en su parte delantera. La resultante vertical de las reacciones del terreno al peso se encuentra, por tanto, desplazada hacia delante respecto al eje de la rueda (cuando la rueda gira). Slo coincide con el eje cuando la rueda se halla en reposo.La resistencia a la rodadura es proporcional al peso del vehculo y depende de las dimensiones y la estructura de los neumticos, de su presin de hinchado, del tipo de pavimentacin y de la velocidad.Los neumticos de mayor dimetro y los de cubierta radial, con cintura prcticamente inextensible, reducen la resistencia a la rodadura. Se obtiene un efecto anlogo aumentando la presin de hinchado.La resistencia a la rodadura aumenta rpidamente por encima de cierta velocidad, que para los neumticos normales puede situarse en torno a 100 km/h. A velocidades ms bajas puede considerarse proporcional al peso que gravita sobre la rueda con un coeficiente de proporcionalidad t, denominado coeficiente de traccin, que adopta los siguientes valores segn los tipos de pavimentacin:asfalto y hormign excelentes0,008-0,010hormign discreto0,012-0,015asfalto discreto0,015-0,020macadam bueno0,015-0,020asfalto malo0,020-0,030macadam malo0,030-0,050adoquinado o firme detierra bueno0,050-0,080firme natural malo0,110-0,160arena0,150-0,3RESISTENCIA DEL AIRELa resistencia del aire y la absorcin de potencia Compromiso entre forma aerodinmica y habitabilidad Los primeros estudios Evolucin de las carroceras Nuevas soluciones: la trasera truncada y la resistencia inducida Estabilidad frente a la accin del viento lateralLa aerodinmica es la ciencia que estudia el comportamiento del aire en torno a los cuerpos en movimiento. El estudio aerodinmico del vehculo constituye una fase muy importante del proyecto. En efecto, del mismo dependen:- la disminucin de la resistencia al avance;- la variacin de las cargas que gravitan sobre las ruedas, y- las reacciones del vehculo al viento lateral.La disminucin de la resistencia al avance fue el primer objetivo que afrontaron los constructores de automviles, puesto que se halla en relacin directa con la velocidad mxima y la potencia del motor. Las ventajas que, en cuanto a la potencia necesaria para el movimiento, se pueden obtener con la disminucin de la resistencia aerodinmica son considerables, sobre todo si se consideran los fenmenos de marcha rpida, como sucede en el caso de los recorridos por autopistas.Evolucin de las formas aerodinmicasLos investigadores afrontaron este problema ya hacia 1920, y las empresas siguieron las indicaciones deducidas de sus estudios hacia los aos treinta. Sin embargo, se puede afirmar que an en la actualidad muchos de los vehculos que circulan poseen formas poco aerodinmicas, que implican un gasto de potencia intil que va del 30 al 40 %.An menores han sido los esfuerzos por lo que se refiere a la influencia del aire en las cargas que gravitan sobre las ruedas y para la estabilidad frente al viento lateral. Los motivos son de naturaleza diversa: en primer lugar, la mejor forma aerodinmica no resulta determi-nable a priori, sino que requiere una larga serie de experiencias en un gran nmero de modelos hasta llegar a un resultado satisfactorio; en segundo lugar, las mejores formas desde el punto de vista aerodinmico, al menos hasta los aos sesenta, se adaptaban ms bien poco para una construccin automovilstica de fabricacin en grandes series, con un buen compromiso entre volumen externo y habitabilidad interna; finalmente, los cnones estilsticos siguen una evolucin ms comercial que tcnica y a menudo se separan de las reglas, dando carroceras muy perfiladas, pero aerodinmicamente poco convenientes.El coeficiente Cx la velocidad de 110 km/h en funcin de diversas formas de la carrocera. Puede observarse que para la misma seccin frontal (2 m2), con una forma mal situada, como es el caso de una furgoneta, son necesarios casi 50 CV, mientras que con una forma muy aerodinmica bastan menos de 10 CV. En trminos tcnicos, esta ventaja se expresa con una disminucin del coeficiente de resistencia aerodinmica, Cx, que es proporcional a la resistencia, pero en el que se prescinde de las dimensiones y de la velocidad del vehculo, con lo que permite una fcil comparacin entre vehculos diversos. En trminos aproximados se puede decir que Cx representa la fraccin de la seccin frontal del vehculo que ofrece resistencia como una placa plana. As, un coeficiente de 0,5 significa que un vehculo con 2 m2 de superficie frontal se comporta como una placa plana y perpendicular a la direccin de marcha que tuviese la superficie de slo 1 m2. RESISTENCIA POR PENDIENTELa fuerza que origina la resistencia en un vehculo al subir una pendiente, dependedel ngulo de la pendiente a superar. Al subir, parte del peso del vehculo empujacontra el sentido de la marcha y genera una fuerza que se opone a la fuerza que el vehculodispone para desplazarse, por lo que el conductor se ve obligado a cambiar auna velocidad ms corta para aumentar la fuerza de empuje.La fuerza generada al superar pendientes depende del peso del vehculo y del ngulode la pendiente :Fp = p sen La pendiente de una carretera o camino est determinada por la relacin queexiste entre la altura superada y la longitud recorrida (figura 1.8).sen =sen 100 = pendiente en %La fuerza que produce la masa del vehculo por la gravedad (p) la soportan principalmentelos neumticos. En los ascensos o descensos esta fuerza se descomponeen dos, una que es soportada por los neumticos y otra que empuja al vehculoen sentido contrario al de la marcha en el ascenso (figura 1.9).Resistencia por rozamientos mecnicos y potencia til en el eje RESISTENCIA POR ROZAMIENTOS MECNICOS Y POTENCIA TIL EN EL EJELa resistencia por rozamiento se conoce tambin como el rendimientomecnico de un conjunto. La resistencia por rozamiento se genera comoconsecuencia de la friccin entre piezas y conjuntos mecnicos de la transmisin,en el embrague, en la caja de cambios, en el grupo diferencial y en las transmisiones(figura 1.12). Supone del orden de un 5 a un 10 % de la potencia tilen un vehculo ligero de dos ruedas motrices, y del 10 al 15 % en vehculos 4x4.El resto de potencia, hasta alcanzar el valor del 100 %, se conoce como el rendimientomecnico del conjunto.Por ejemplo: un vehculo 4x4 con una resistencia por rozamientos mecnicos del14 % en la transmisin, podr ofrecer un rendimiento mecnico (m) del 86 %.m = 100 14 = 86 %La potencia til en el eje motriz de un vehculo es el resultado de multiplicar elrendimiento mecnico del conjunto (m), por la potencia aplicada en el embragueo potencia al freno (Wf).W = Wf mRESISTENCIA POR INERCIAMomento de inercia ( moment of inertia )Cuando estudiamos movimientos circulares, como el de la rueda tenemos que "traducir" todas las ecuaciones lineares en angulares.La velocidad lineal de la goitibera se traduce en una velocidad angular de las ruedas al girar. Cuanto mayor sea la velocidad o menor el radio de la rueda, ms rpido girar esta.La Ec de las ruedas tiene dos componentes, una lineal debido a su traslacin que funcioina igual que la masa del chasis ms otra rotacinoal debido al giro alrededor de su eje . Esta segunda Ec no se traduce en velocidad lineal y causa que una rueda descienda ms rpido una pendiente deslizando ( si su rozamiento fuese igual a cero ) que girando. La goitibera va "tirando" de las ruedas, que aun girando libremente, le van frenando ligeramente.En algunos casos, como en el volante de inercia de un motor o de un juguete, esta energa se puede aprovechar acumulndola cuando nos interesa ( en la bajada del pistn de un motor, en la frenada de un KERS ( aunque el mecanismo sea elctrico, el fundamento es el mismo ) y recuperndola cuando queremos ( en el punto muerto de un pistn o en la recta descargando el KERS ). En nuestro caso, como las ruedas no son desembragables, acumulan energa continuamente ( y no cuando nosotros queremos, como en una frenada ). Adems esta energa se pierde irremediablemente cada vez que frenamos y solo es til en los llanos o ligeras subidas tras una recta con fuerte bajada en la que pueden ayudar a vencer la resistencia aerodinmica de ese tramo. Por esto ( y por otros motivos que veremos ms adelante ) nos interesa tener unas ruedas ligeras ( o, mejor dicho, con un bajo momento de inercia ). El momento de inercia es el equivalente a la masa en las ecuaciones de dinmica angular. Simplemente es la suma de la masa de cada partcula de la rueda por su distancia al eje ( su radio ). Es intuitivo que nos cuesta ms girar una rueda cuanto ms peso tiene y cuanto ms lejos se halla ste del eje. La suma de infinitas partculas infinitesimales se resuleve mediante una integracin, y la frmula final para el momento de inercia es:Donde I: momento de inercia en Kg.m2, m:masa en Kg, r: radio en m y k es una constante que indica el ratio de distribucin de la masa a lo largo de la rueda. Para un disco slido ( la masa uniformemente repartida entre el eje y el radio exterior ) K=0,5 y para un anillo ( toda la masa en el radio exterior ) K=1. En la prctica, para una rueda con llanta solida k puede oscilar aproximadamente entre 0,6 si la cubierta es muy ligera ( como una 12/12 x 2 1/4 en una llanta de magnesio de 8" ) y 0,8-0,9 si la cubierta es muy pesada ( como una 16x4 en la misma llanta ).Puedes calcular el momento de inercia matemticamente suponiendo un valor de K, sumando los momentos de inercia de cada componente ( descomponindolo en elementos bsicos como discos, anillos o toros ) o calcularlo experimentalmente como veremos en un futuro artculo. Te adelantamos que el momento de inercia de la rueda con el neumtico de 16x4 es ms de 4 veces superior al de la rueda con el neumtico 12 1/2 x 2 1/4.Resumiendo, que para tener unas ruedas con un bajo momento de inercia debenos de reducir el peso en la parte ms alejada del eje ( es mucho ms importante el neumtico que la lllanta ). En este clsico experimento se comprueba que, entre dos ruedas de idntico peso, desciende ms rpido la que tiene menor momento de inercia ( en este caso, la que tiene los lastres ms cerca del eje ).LA TRANSMISIN EN LOS AUTOMOVILES-Motor delantero y traccinSus ruedas delanteras son motrices y directrices y no posee rbol de transmisin. Este sistema es muy empleado en turismos de pequea y mediana potencia.-Motor delantero y propulsinLas ruedas motrices son las traseras, y dispone de rbol de transmisin. Su disposicin es algo ms compleja, utilizndose en camiones y turismos de grandes potencias.- Motor trasero y propulsinSus ruedas motrices son las traseras y tampoco posee rbol de transmisin. Este sistema apenas se emplea en la actualidad por problemas de refrigeracin del motor-Propulsin dobleUtilizado en camiones de gran tonelaje, donde la mayor parte del peso est soportado por las ruedas traseras y mejor repartido.Este sistema consiste en colocar dos puentes traseros y motrices evitando as colocar un solo grupo cnico de grandes dimensiones. De esta manera el esfuerzo a transmitir por cada grupo cnico se reduce a la mitad, reducindose las dimensiones sobre todo las del par-cnico.-Transmisin totalLos dos ejes del vehculo son motrices. Los dos puentes o ejes motrices llevan un diferencial cada uno. Con esta transmisin pueden, a voluntad del conductor, enviar el movimiento a los dos puentes o solamente al trasero. Este sistema se monta frecuentemente en vehculos todo terreno y en camiones de grandes tonelajes sobre todo los que se dedican a la construccin y obras pblicas.LA TRANSMISIN EN LOS VEHICULOS INDUSTRIALES Y AGRCOLASEn vehculos industriales como, por ejemplo, los camiones, se identifica el tipo de trasmisin por nmeros, por ejemplo:4x2, 4x4, 6x2,6x4, 6x6, 6x8, etc. el primer numero indica el numero de ejes multiplicado por dos, y el segundo hace referencia alas ruedas motrices. La cadena cinemtica es muy parecida ala del resto de vehculos pero con la particularidad de una mayor robustez y un considerable mayo tamao, y la forma motor, embrague, caja de cambios, rboles de transmisin y puente trasero, diferencial, grupo cnico y palieres.LA TRANSMISIN EN MOTOCICLETAS Y CICLOMOTORESLa manera en la que transmitimos la potencia de nuestro motor a la rueda trasera, es lo que normalmente conocemos con el nombre de transmisin secundaria y durante la historia de la moto este sistema ha estado en constante evolucin. La forma ms comn de transmitir esa potencia a nuestra rueda es mediante cadena y engranajes, pero hay otros mtodos que podemos ver instalados en las motos que nos ofrecen los fabricantes, entre los cuales los ms utilizados son la transmisin por correa dentada y engranajes y el cardan con rbol de transmisin de engranajes cnicos.Trataremos de ver las ventajas y desventajas de cada uno de estos sistemas de transmisin aunque como siempre habr defensores a ultranza de cada uno de ellos y es que no solo va a influir el gusto de cada piloto, sino que tambin tendremos que contar con otros factores decisivos como el tipo de moto o incluso el uso que pretendamos darle.retenes de cadenaLa primera de todos los tipos de transmisin secundaria que vamos a tratar de analizar es la ms utilizada en la mayora de motos y esta sin lugar a dudas es la transmisin por cadena. Muchas son las clases de cadena que podemos encontrar en el mercado para montar en nuestras motos, pero podamos clasificar a grandes rasgos todos estos tipos de cadenas en dos grandes grupos, cadenas con retenes y cadenas simples sin retenes. La diferencia entre una y otras consiste en que los eslabones en las cadenas simples estn unidos los unos a los otros directamente y en las cadenas con retenes llevan unos pequeos aros de goma, que protegen tanto de la entrada de suciedad o polvo entre eslabones y pernos como tambin reteniendo la grasa de origen que se aplica durante el montaje de este tipo de cadenas.La cadena es el tipo de transmisin estrella para emplear en competicin, no solo por su mnima prdida de potencia con respecto a otros sistemas como el cardan, en el que las numerosas piezas que lo componen hacen que por el propio rozamiento se pierdan unos preciosos caballos que cuesta mucho ganar en otros elementos como el motor, sino tambin por la sencillez en la sustitucin de los engranajes, pin y corona, para realizar un completo cambio en el comportamiento de la moto.En el apartado de desventajas, siempre nos encontraremos con su mantenimiento no demasiado complicado consistente en limpieza, engrase y tensin que nos garantizar un duracin ms que aceptable si realizamos estas tareas con cierta regularidad, otra de las desventajas caractersticas es la suciedad que provoca encontrando motitas de grasa que se desprenden por la fuerza centrfuga producida al girar a gran velocidad.Correa dentada en Harley DavidsonEl siguiente tipo de transmisin secundaria a analizar es el de correa dentada y engranajes la base es la misma que la de la trasmisin por cadena pero en vez de esta, se usa una correa dentada y engranajes adaptados para la unin de la correa con estos. La comparacin de esta transmisin secundaria se realiza casi siempre con la de cadena y sus principales ventajas con respecto a esta son el casi nulo mantenimiento adems de su duracin ms prolongada y mayor silencio en su funcionamiento.Pero por otro lado tambin tiene sus inconvenientes, no solo por su peso ya que aunque la correa en s, pesa menos que una cadena tradicional el pin y la corona son sensiblemente ms pesados. En este apartado de desventajas tambin tenemos que destacar su fragilidad en terrenos sucios, con tierra o embarrados dado que cualquier objeto anguloso con una cierta dureza que por mala fortuna se meta entre la correa y la corona puede ocasionar daos en esta que nos lleven a tener que sustituirla.Pion cadena dentadaNormalmente este tipo de transmisin por correa dentada se utiliza en un tipo de moto con potencias no superiores a los 100cv por una razn fundamental y es que en potencias superiores la dimensin de la correa tendra que ser mucho ms ancha y gruesa para aguantar esos caballos, aunque la evolucin en los materiales empleados en la construccin de las correas como el kevlar y estructuras metlicas han hecho que estas desventajas se vean reducidas pudiendo fabricar correas con mucha ms resistencia a roturas y con dimensiones ms reducidas, resistiendo mayores potencias.Cardan GuzziY por ltimo la transmisin secundaria por cardan normalmente montada en tipo de motos ruteras o trail en las que la potencia se transmite a travs de engranajes cnicos y un eje de transmisin. Estos engranajes cnicos estn colocados en un ngulo de 90 grados con respecto los unos de los otros. Este tipo de transmisin es uno de los que ms ha evolucionado rompiendo con sus clsicas desventajas de tacto spero y brusco tanto en las reducciones como en aceleracin. Y al igual que la correa dentada sus principales ventajas son la limpieza, mnimo mantenimiento y escaso ruido en su funcionamiento adems de una duracin muy superior a sus rivales.Pero como no, tambin tiene sus desventajas empezando por el peso del conjunto y como ya os adelantaba antes que su tacto un tanto especial al tener gran nmero de piezas girando y provocando efectos giroscpicos hacan que la conduccin con los antiguos cardan fuera un tanto especial llegando en algunos modelos a notar en plena aceleracin como la parte trasera de la moto tenda a levantarse o incluso a ir ligeramente hacia el lado en el que este estaba colocado.Cardan VFR 1200Todas estos pequeos inconvenientes se fueron corrigiendo con el paso del tiempo con sistemas como el paralever empleado por BMW o con soluciones de doble junta homocintica que paliaban estos comportamientos extraos, avanzando hasta los cardan actuales en los que no notas que lleves un sistema de transmisin distinto al tradicional por cadena tal y como hemos podido comprobar en la prueba que ha realizado nuestro compaero Pau Vidal a la nueva Honda VFR1200 .En competicin es difcil ver el empleo del cardan, ya que tantos engranajes y arboles rozando unos con otros llevan a hacer que se pierda potencia desde la salida del motor hasta su llegada efectiva a la rueda.Bmw 1200Gs con CardanEn definitiva este sistema lo veo como uno de los ideales para un uso rutero, pero cada vez es ms empleado por las marcas en motos trail o llamemos las de aventura y si realmente lo que pretendes es realizar una ruta por pistas light sin demasiada complicacin lo veo correcto, pero si estas pensando en cruzar la Patagonia y complicarte con fueras de pista, veo un grave inconveniente en el uso del cardan con respecto a la cadena tradicional y es que si se rompe por cualquier circunstancia, all te has quedado tirado, mientras que si tienes la precaucin de viajar con una cadena de repuesto con pocos conocimientos podrs repararla in situ.Este es un breve resumen del los sistemas tradicionales de transmisin, pero a lo largo de la historia del motociclismo se han probado otros muchos con diferentes resultados como por ejemplo transmisin por bielas, si como las maquinas del tren, o por correa de cuero o otros ms trabajados sistemas de transmisin hidrulicos. Y cul es el mejor? Pues como siempre con el que ms cmodo te encuentres de pendiendo de tu tipo de pilotaje, del uso que le das a la moto o las prestaciones que pretendes conseguir.Yo de momento sigo con mi cadenita que no me convence una moto de Enduro por correa dentada o de Supermotard por cardan.TRANSMISIONES HIDRULICASSon utilizadas para transferir el movimiento a distancias largas o a sitios de difcil acceso, utilizando bombas accionadas por motores elctricos, vlvulas, motores hidrulicos, mangueras y un fluido a presin que en el caso de la maquinaria es, normalmente, un aceite sinttico.Transmisin hidrulica. Est basada en que el lquido que circula por el interior del embrague hidrulico produce una cantidad de movimiento, la cual produce un par que es ms grande cuanto mayor sea la velocidad del lquido.