Precarga y dureza de los muelles en un sistema de suspensión
Uno de los temas que más confusión generan y menos claro tienen la inmensa mayoría de moteros que conocemos, e incluso algunos profesionales, es el significado de los términos PRECARGA y DUREZA DE LOS MUELLES y como estos parámetros actúan y se interrelacionan entre sí.
A menudo, muchos de vosotros nos preguntáis con respecto a estas cuestiones así que, desde NOVATECH SUSPENSIONES, vamos a intentar aclarar todo esto de una vez por todas.
- ¿Qué ocurre realmente cuando precargamos los muelles de las horquillas o del amortiguador trasero?
- ¿Comprimimos más los muelles cuando precargamos mediante los ajustes de la moto?
- Entonces… ¿La precarga “endurece” los muelles?
Antes que nada convendría aclarar los propios conceptos:
¿Qué entendemos por dureza de un determinado muelle?
La dureza de un muelle helicoidal, sea el que sea, lineal o progresivo, es lo que cuesta comprimirlo por unidad de distancia. O dicho de otro modo, lo que cuesta de comprimir por milímetro o por centímetro. Si un muelle cuesta más de comprimir que otro la misma distancia, entonces decimos que este es más duro. Da igual que sea más largo o más corto, de alambre más grueso o más delgado, con las espiras más separadas o más juntas, más ancho o más estrecho, de color rojo o de color azul…
La dureza o rigidez de un determinado muelle no es la fuerza que este ejerce en un determinado punto de su recorrido cuando le sometemos a compresión, no. Sino como hemos dicho antes, lo que cuesta volver a comprimirlo a partir de ese punto.
Podemos tener dos muelles, uno más duro que otro, y que ambos estén ejerciendo la misma fuerza en un determinado punto en función de lo comprimidos que estén cada uno de ellos. Dicho de otro modo, si el muelle más blando está más comprimido que el más duro este podrá ejercer la misma fuerza o lo que es lo mismo, sostener el peso de la moto a la misma altura en un determinado punto de su recorrido pero… a partir de ahí el muelle más blando o con menor gradiente se comprimirá más fácilmente (y recuperará con mayor dificultad) que el otro más duro si los sometemos a una fuerza añadida. Por lo tanto, ambos se comportarán en la práctica de forma totalmente distinta.
¿Y el término precarga? ¿A que se refiere?
Cuando hablamos de pre-carga ¿Qué ocurre en realidad?… ¿Qué el muelle soporta más carga sobre el mismo? Pues no. ¿Qué tenemos una carga previa más elevada sobre el muelle? Pues tampoco; deberíamos hablar mejor de pre-compresión o mejor incluso, de compresión inicial.
Dicho de forma sencilla, la precarga se refiere única y exclusivamente a la diferencia de longitud entre el muelle completamente relajado o “libre” y cuando este se encuentra montado (comprimido) en su alojamiento con la suspensión completamente extendida es decir, haciendo tope en extensión. O en otras palabras, su diferencia de longitud “libre” y montado (sin que ninguna fuerza o peso añadido actúe sobre el amortiguador u horquillas y los comprima).
Para entender lo que realmente significa y conlleva precargar los muelles imaginemos dos muelles distintos montados en dos amortiguadores exactamente iguales de la misma moto, sometidos al mismo peso del piloto. Imaginemos que uno de ellos es un poco más blando que el otro. Si el más blando está más precargado (más comprimido) este aguantara el peso de la moto a la misma altura que el más duro menos comprimido ya que, hay un punto en el cual los dos ejercerán la misma fuerza inicial (la fuerza inicial es la fuerza que ejerce un determinado muelle montado en su alojamiento cuando no hay movimiento es decir, con la moto parada y el peso de la moto y/o el piloto). Hemos dicho que ambos están aguantando la moto a la misma altura con el mismo piloto pero… ¿Y a partir de ahí? ¿Se comportarán igual cuando empecemos a aplicar fuerzas sobre ellos? (frenadas, baches, paso por curva, etc.) Pues NO, el comportamiento a partir de ahí sería totalmente distinto.
Así pues, debéis tener muy en cuenta que si la suspensión no está haciendo topes, al intentar comprimir o relajar los muelles mediante los ajustes de precarga correspondientes (si los tiene) situados normalmente en la parte superior de los tapones de las horquillas por ejemplo, el eje delantero de la moto incrementa o disminuye su altura pero los propios muelles mantienen su longitud. ¿Y por qué mantienen su longitud? Pues por lo que habíamos dicho al principio, porque simplemente incrementando la precarga de los muelles realmente no aumentamos el peso sobre los mismos. Y al no aumentar ni disminuir proporcionalmente la masa o el peso sobre los mismos, su longitud no varía siempre claro está, que el sistema de suspensión no estuviese haciendo topes ni en extensión ni en compresión claro.
Si las suspensiones estuviesen por ejemplo, haciendo topes en extensión -como ocurre cuando las ruedas están en el aire o cuando el amortiguador u horquillas están fuera de la moto- y empezásemos a precargar, por supuesto que los muelles se comprimirían cada vez más y más disminuyendo efectivamente su longitud pero sino no. Los muelles también se comprimirían disminuyendo su longitud si estos estuviesen tan precargados -o fuesen tan duros- que su fuerza inicial fuese superior al peso de la moto más el piloto por ejemplo; si así fuese, el sistema de suspensión estaría haciendo topes en extensión continuamente lo cual sería en carretera un desastre… sobre todo con motos de alta cilindrada (mayor peso).
A nivel práctico, en el amortiguador trasero ocurre lo mismo… Los muelles se comprimen o se elongan con la precarga en cuanto apenas, pero mayormente debido al cambio del ángulo de trabajo en los mismos, a los bielismos y a la transferencia de pesos entre ambos ejes de la moto que a la propia precarga en si… ¿Curioso verdad?
La precarga varía una serie de parámetros geométricos de la moto y el reparto de masas entre ejes y por ende, influye muchísimo en su comportamiento dinámico sin embargo, la precarga no endurece los muelles ya que no es lo mismo fuerza inicial que constante elástica o gradiente del propio muelle.
Prácticamente todos los muelles van precargados o pre-comprimidos tanto en su alojamiento en las horquillas como en el amortiguador trasero ya que, como es lógico, estos elementos del sistema de suspensión deben poder copiar las depresiones y protuberancias del terreno y para ello como es lógico, deben poder ayudar a bajar y subir respectivamente; es lo que los profesionales convenimos en denominar recorrido positivo y negativo de la suspensión.