No es ningún secreto. ¿Acaso creen ustedes que los ingenieros que diseñaron el motor de su gran motocicleta no saben lo que hacen? Bueno, cuando veo algunos productos que llegan a ponerse en venta... empiezo a dudar.
Pero vayamos por partes.
Quiero hablar hoy de la tracción, que es la capacidad de un vehículo (en este caso una moto) para avanzar aprovechando el par motor transmitido por la transmisión, sin que la rueda (en este caso la trasera) pierda adherencia, o lo haga en la menor medida posible debido a las características del terreno por el que se circule. Esta es una definición que me acabo de sacar de la manga y sin recurrir a la wikipedia, buscando un fácil entender de la cosa y no liarme mucho con tecnicismos.
Dejemos a un lado el término "potencia". Lo que mueve a una moto es el par, que se puede traducir como la fuerza que desarrolla el motor al convertir un movimiento lineal (el pistón que sube y baja) en uno circular (el cigüeñal que gira, y transmite ese giro finalmente a la rueda trasera mediante unos engranajes intermedios para desmultiplicar dicho giro). El par se mide en kilos por metro, o también en newtons por metro, aunque al final es lo mismo. Ahora no nos importa mucho esa medida, pero sí importa que lo que se transmite del motor al suelo, a través de engranajes y finalmente la rueda trasera, es una fuerza, y que traccionar se trata, al fin y al cabo, de perder la mínima cantidad de esa fuerza inútilmente, consiguiendo eficacia mediante el avance ininterrumpido hacia adelante.
Okay, espero que con estos presupuestos no les haya estallado la cabeza. Aunque reconozco que alguno ya habrá dejado de leer llegados a este punto, y que a otros les empieza a doler la cabeza, pero joder, leer cuesta, estudiar cuesta más, y transmitir el conocimiento es una tarea que a menudo se torna en hercúlea, y yo reconozco que no soy muy bueno en eso.
Seguimos.
En carretera, asfalto, circuito y etcétera, casi cualquier cosa tracciona, y las cosas sólo se ponen delicadas cuando aparece la lluvia, o llevamos entre manos máquinas muy potentes, o pilotamos en condiciones extremas en las que aparecen otras fuerzas conjugadas con la necesidad de tracción, como la gravedad, la fuerza centrípeta, la inercia en las frenadas, o las transferencias de pesos.
En el campo, donde el agarre siempre es precario por las características intrínsecas del firme sobre el que evolucionamos, el tema de la tracción es mucho más delicado e importante, a pesar de que los usuarios de motos trail parecen ignorar soberanamente la física de lo que llevan entre manos. No obstante, en descargo de los motoristas off-road, hay que alabar el interés ancestral por los motores de un sólo cilindro (por sus características de ligereza y fácil mantenimiento), y más tarde por el paso de los humeantes dos tiempos por unos más complejos cuatro tiempos. ¿Por qué se dio ese paso? Todo está relacionado, como veremos dentro de poco.
Ahora quiero explicar el concepto de "pulso", o "pulsación", que se podría explicar como cada golpe que surge como consecuencia del ciclo termodinámico, derivado de la energía provocada por la explosión en el cilindro del motor. Esta pulsación se transmite a través del motor hasta la rueda en forma de súbita intención de girar, y es tanto más poderosa cuanto más par sea capaz de generar dicha explosión. Es muy fácil detectar estos pulsos, o las explosiones que los generan, cuando el motor está girando a bajo régimen o a ralentí, sobre todo en los motores de un cilindro, incluso en los de dos cilindros. Ya en los de tres y cuatro cilindros es casi imposible para el oído humano distinguirlos, lo que deriva igualmente en las consecuencias que más tarde describiré.
Cada vez que la rueda trasera recibe una de estas pulsaciones de par, por efecto de la tercera Ley de Newton, o Principio de Acción y Reacción (esto no lo voy a explicar aquí, es de física de secundaria y todos deberían saber de lo que hablo), la moto tiende a avanzar, salvo que derrape.
En un motor monocilíndrico, se produce un pulso cada dos vueltas de cigüeñal, o sea 720º de giro. Tenemos así que hay un "empujón" a la rueda, y a renglón seguido un determinado tiempo durante el que el motor no transmite, permitiendo que las aguas vuelvan a su cauce. Este tiempo entre explosiones es determinante para la tracción, porque deja que el neumático se recupere del estrés, vuelva el taco de goma a su posición original, se tranquilice su posición sobre el firme.
Es en este tiempo de descanso donde se encuentra la diferencia. Es fácil sentirlo en la práctica, sobre todo a bajar revoluciones, donde podemos notar cada pequeño empujón que nos da nuestra moto, y podemos ver en la moto que nos precede que va dejando una huella similar a una línea discontínua, fruto de los repetidos pulso-descanso-pulso-descanso.
Hay motores que tienen más o menos tiempo de descanso. Pero no me malinterpreten: todos los monocilíndricos de 4T tienen el mismo tiempo de descanso, que son exactamente 720º de giro del cigüeñal. En los monocilíndricos de 2T se descansa la mitad, exactamente 360º, pues hay una explosión con cada giro del motor. Por esto es por lo que un 4T ofrece más capacidad de tracción que un 2T cuando las cosas se ponen difíciles (barro, arena, piedras, cuestas...). Vale, un 2T tiene otras ventajas, sin duda, pero ahora estamos hablando de capacidad de tracción, y ahí el 4T gana por goleada.
¿Recuerdan cuando en los años noventa, en pleno apogeo de la lucha Doohan-Crivillé, Honda se sacó de la manga el motor Big Bang? En los motores de cuatro cilindros en uve de las 500 2T de la época, a pesar de tener la mejor configuración mecánica para extraer potencia según el reglamento vigente, y prácticamente también para traccionar a la salida de las curvas con la moto inclinada (ya que un motor en V, de forma natural, ofrece unos pulsos "irregulares" que favorecen ese efecto), se llegó a un punto en que la potencia era tal, y entraba tan violentamente, que los ingenieros idearon algo revolucionario: desfasar el calado del cigüeñal para acercar todas las explosiones, y dejar un tiempo de descanso hasta el nuevo ciclo de explosiones. No tengo los datos de calado de esos cigüeñales, que pertenecen a HRC, pero todos nos dimos cuenta enseguida de que algo totalmente distinto había cuando el sonido de sus escapes era muy diferente.
La solución planteada por Yamaha en la R1 de 2009 aplica el mismo principio: el cigüeñal Crossplane, derivado directamente de la experiencia de la M1 de MotoGP, que desfasa los momentos de explosión respecto de un motor normal de cuatro cilindros en línea.
Por todo ello, como consecuencia de lo explicado, es fácil comprender que el mejor motor para traccionar es aquél que tiene sus explosiones más espaciadas, o mejor dicho, aquél que deje más tiempo entre explosiones para que la rueda recupere. Si el motor es pluricilíndrico, cuanto más agrupadas estén las explosiones dentro de un mismo ciclo, más espacio habrá entre cada conjunto de esas explosiones, con lo que se consigue un efecto similar.
En el siguiente cuadro me permito una visión esquemática de los ciclos de los motores más frecuentes en motos de campo y trail. Téngase en cuenta que, salvo en el motor de 2T, en los demás un ciclo completo debe tener 720º, o sea, dos giros completos de cigüeñal, durante los cuales transcurren los tiempos de admisión, compresión, explosión y escape. He tomado que la explosión ocurre a los 540º de giro, permítanme esta licencia teórica, que hará más fácil la comprensión por simplificar (en la realidad, este dato puede variar de un fabricante a otro, e incluso de un motor a otro).
Para que se aprecien mejor las diferencias y ver medianamente claras las diferencias, he encadenado tres ciclos seguidos, es decir, seis vueltas de cigüeñal.
El primer caso es el del ejemplar caso del monocilíndrico 4T, que origina un pulso cada dos vueltas, separando cada explosión exactamente 720º. No hay un motor de 4T que separe más las explosiones, físicamente es imposible, a menos que electrónicamente se configure para que la inyección de combustible o la chispa de la bujía deje de actuar premeditamente (caso de los controles de tracción, que pueden espaciar, o mejor dicho, elegir dejar ciclos sin explosión, en busca precisamente de mayor tracción).
A continuación pueden ver cómo se comporta un motor de un cilindro de 2T. Se caracterizan por ofrecer una explosión con cada vuelta de cigüeñal, el doble que un equivalente de 4T. Precisamente por este motivo pueden ser teóricamente el doble de potentes a igualdad de cilindrada y régimen. Estos pulsos son equidistantes en el momento angular del cigüeñal, ofreciendo, lógicamente, el doble de pulsaciones que un 4T. Deja, por tanto, la mitad de tiempo a la rueda para recuperar la tracción.
El bóxer de BMW calca las características del monocilíndrico de 2T. En el cuadro, el número "1" corresponde a un cilindro, y el "2" al otro. Esto, sin embargo, puede no ser igual en todos los bóxer, que por construcción y diseño podrían tener las muñequillas del cigüeñal desfasadas de modo distinto (en las motos BMW el desfase es de 180º), pero no quiero entrar ahora en estas cuestiones que podrían distraer.
Si observamos la línea de la 800 GS, que es un bicilíndrico paralelo calado a 360 grados, comprobaremos que su entrega de pulsaciones es idéntica a la del bóxer. Esto no es casual, sino un efecto buscado por BMW en su intención comercial de ofrecer el tacto y el sonido de sus hermanos mayores. Aparte, tiene unas ventajas de equilibrado que hacen de este 800 un motor suave y fiable, pero que no tracciona tan bien como otros. El comportamiento tanto del bóxer como del 800 es teóricamente igual al de un mono 2T, con una explosión cada 360º.
En la práctica, y fíjense en esta curiosidad, un mono 4T a 6000 rpm tendrá tantas explosiones como un bóxer o una 800 a 3000. Esto es aleccionador, y nos enseña que a menos revoluciones (y explosiones), mejor tracción.
Seguimos con el motor en uve a 90º. Esta es una configuración que hoy día no ofrece ningún fabricante, aunque sí lo hizo Cagiva con su Elefant de los años 80 y 90. Lo he puesto porque es interesante a efectos de comparación con otra que más adelante verán. De forma matemática, un motor en uve a 90º, con su muñequilla única en el cigüeñal a la que van unidas las bielas de ambos cilindros, produce la explosión del primer cilindro, y una vuelta y cuarto más tarde la del segundo (360+90). Esto hace que la explosión del segundo cilindro se acerque a la siguiente explosión del primer cilindro, dejando un mayor espacio entre los grupos de dos explosiones. Vale, el espacio no es enorme comparado con un bóxer, pero esos 90º se notan, y mucho, tanto en la tracción como en el sonido.
Motores similares en su concepción son los dos que trato a continuación, el V a 75º, que montan las KTM bicilíndricas, y el V a 45º, que llevan las Harley refrigeradas por aire (ya sé que no hacen motos trail, pero veremos más tarde porqué las pongo). Hacer la V más cerrada tiene la ventaja de un motor más compacto, lo que ofrece ventajas a la hora de colocarlo en el chasis y centrar masas. No son tan efectivos como un V a 90º, pero siguen siendo mejor opción que el bóxer, ya que aunque poco, si juntan los pulsos. La medida es pequeña, pero esos 45º y 75º se dejan notar en la práctica más de lo que pareciera.
Traigo a continuación el motor de la Huqvarna Nuda 900, un bicilíndrico en línea calado a 315º. Esta es una solución inédita, a la par que atrevida y, porqué no decirlo, valiente. Implica que la explosión del segundo cilindro tiene lugar antes de terminar una vuelta desde que ocurrió la del primer cilindro, exactamente 45º antes. Fíjense que, en la práctica, acercar o alejar 45º la explosión del segundo cilindro, tiene el mismo efecto, y por tanto, el motor de la Nuda transmite sus pulsaciones como un motor en V a 45º, el de la Harley. Una Harley que subiera de vueltas con alegría, y fuera capaz de girar a 10.000 rpm sonaría exactamente igual que la Husqvarna, ¿no es curioso? Como contrapartida, mientras que un motor en uve a 45º tiene unas sanas características de equilibrado derivadas de su arquitectura de cilindros, el motor en paralelo a 315º es, por definición, todo lo contrario, lo que obliga a introducir en el cárter una tercera biela ciega para equilibrar y suavizar las vibraciones, solución que funciona a la perfección, como ya demostrara Ducati con la Supermono de los 80... pero esa es otra historia de la que ya hablé por aquí hace años.
Pasamos ahora al motor de la nueva Honda True Adventure 1000, un bi en línea calado a 270º. Esta solución no es nueva, la lleva haciendo Triumph décadas, y no en vano las últimas Yamaha Supertenere 750 y las TDM iban caladas igual. Esto quiere decir que la explosión del segundo cilindro se produce incluso antes que en el caso de la Nuda, lo que en la práctica equivale al funcionamiento teórico de un motor en uve a 90º. La idea es cojonuda, magnífica, y si conociera al ingeniero a quien se le ocurrió, le daría un abrazo y un beso. Elimina de un plumazo toda la complicación que tiene un motor en V (doble distribución, muchas más piezas, y ajuste más complicado, amén del espacio robado), aportando las ventajas de tracción, tacto y sonido del legendario uve a 90º. Claro, como el de la Nuda, debe ir acompañado de algún sistema de equilibrado que lo haga viable, pero eso es algo que no presenta ningún problema. Si se fijan en el esquema, la opción del V 90º y el 270º son las que más se acercan al monocilíndrico.
Y por último tenemos la peor configuración para una moto que va a circular por firmes deslizantes: el tricilíndrico en línea de Triumph en sus Tiger. Lo que en el asfalto puede ser delicioso, no tiene porqué funcionar fuera de la carretera, donde los requerimientos son muy distintos. La suavidad y el equilibrado natural del un tricilíndrico juegan en su contra cuando de transmitir la potencia al suelo se trata. No en vano, muy pocos son los que se aventuran en el off-road con estas máquinas, y la mayoría acaban cambiándolas por otro modelo más práctico y eficaz. ¿Por qué ocurre esto? Podemos ver en el dibujo que las explosiones de sus tres cilindros están espaciadas exactamente 240º entre sí (240*3=720). Esto provoca que sus pulsos se encuentre demasiado cerca como para permitir que la rueda traccione debidamente. El efecto en la práctica es un motor suave, pero demasiado eléctrico en su entrega, sin apenas separación entre sus pulsaciones de par, cosa que se agrava si el motor hay que llevarlo "alegre", pues ya he explicado que a más revoluciones, pero se tracciona. La inclusión de este tipo de motor en la gama del fabricante inglés obedece sin duda a imagen de marca y tradición, más que a eficacia, algo similar a lo que pasa con las BMW.
Quede claro que no es que no se pueda ir por el campo con una BMW o una Triumph, sino que en cuanto la cosa se ponga difícil (barro, arena...), será más complicado evolucionar con ellas, sobre todo comparando con las otras opciones.
Esta entrada la he realizado con dedicación y cariño para mis amigos traileros. Espero que hayan podido comprender lo que quiero transmitir. Todo está en los libros y, en los tiempos que corren, también en la World Wide Web. Se podría hablar muchísimo más sobre este tema, porque me dejo en el tintero otros motores y configuraciones que aunque sí se usan en motos de carretera, no tienen cabida en el mundo trail, sobre todo el Crossplane de Yamaha, que es algo que me encanta, y los V4, el cénit del diseño... buffffff.
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