Geometría de la Motocicleta

Lo primero que vamos a hacer para este estudio será asumir que nuestra motocicleta no posee suspensiones de ningún tipo, de tal manera que la podemos definir como un mecanismo compuesto de 4 cuerpos rígidos:

1. Sección Trasera (chasis, subchasis, tanque, motor y transmisión)

2. Sección delantera (horquilla, cabezal de giro y manillar)

3. Rueda delantera.

4. Rueda trasera.

Estos cuerpos rígidos están unidos entre sí por tres (3) puntos o ejes de revolución (eje de giro del manillar, y los ejes de giro de las ruedas).

Cuando se hace un estudio matemático más extenso y se considera que la moto entra en contacto con el suelo, los grados de libertad que puede manipular el individuo que lleva la moto se reduce a 3, mismos que se pueden asociar a los principales movimientos posibles en una moto:

1. Movimiento hacia adelante (consecuencia de la rotación de la rueda trasera)

2. Movimiento de rotación sobre un plano longitudinal (como consecuencia del contacto de las ruedas con el suelo)

3. Movimiento de Giro (como consecuencia del movimiento en el eje del manubrio)

Para poner esto en contexto, cada vez que un piloto avanza en su moto, sin saberlo está manipulando estos 3 movimientos de una manera propia y única cuando ejecuta una maniobra, por ejemplo una curva. 

Para ello el piloto de la moto maneja simultáneamente los 3 movimientos dependiendo de su habilidad lo que deja miles de combinaciones posibles para lograr dar la misma curva. 

De ésta manera pudiera definirse el estilo de cada piloto.

Los principales parámetros que usualmente son tomados en cuenta para el estudio geométrico de la moto son:

1. La distancia entre ejes (wheelbase): distancia entre los puntos de contacto de ambas ruedas con el suelo (centro ejes ruedas).
2. El ángulo Caster: ángulo formado por la línea imaginaria vertical que pasa por el eje de la rueda delantera y el eje de rotación de la sección del cabezal del chasis
3. El avance (Trail): distancia entre en punto de contacto de la rueda delantera con el suelo y la prolongación del eje del cabezal.

Los tres parámetros mencionados serán evaluados con la moto en posición vertical con respecto al plano ortogonal (suelo).

No tiene mucho sentido evaluar cada parámetro por separado debido a la fuerte interacción que se presenta entre ellos cuando el piloto echa a andar la moto y comienza a ejecutar maniobras, incluso cuando viaja en línea recta éstos parámetros influencian constantemente el comportamiento dinámico y cinemático de la motocicleta.

Existen consideraciones que son como reglas de dedo al momento de conocer algunos valores de los parámetros mencionados, comencemos por la distancia entre ejes:

-Un incremento en éste valor asumiendo que los otros permanecen constantes lleva a:

-Un incremento desfavorable en la deformabilidad del chasis (torsión y flexión). Esto trae problemas de maniobrabilidad ya que cuanto más se deforme el chasis la moto se vuelve menos maniobrable.

-Incremento desfavorable en el radio mínimo de curvatura, se hace más difícil seguir una trayectoria de curva con un radio más pequeño.

-En curvas, se debe aplicar más fuerza sobre el manillar para conseguir el mismo efecto que obtendríamos con una distancia entre ejes menor.

-La transferencia de peso durante la aceleración y la frenada se hace cada vez peor.

-Aumenta la estabilidad de la moto en línea recta. La moto tiene a buscar de manera natural la posición vertical.

El avance y el ángulo caster sin embargo están unidos más intrínsecamente debido a que definen las características geométricas de la parte delantera de la moto.

El ángulo caster varía dependiendo del tipo de moto que se esté utilizando: desde los 19 grados para motos estilo Cross, de 21 a 24 para motos tipo sport o de competencias de velocidad en circuito hasta 27 y 34 grados para motos tipo "turismo".

En general un aumento de éste ángulo causa mucho estrés en la parte frontal de la moto, castigando principalmente la horquilla, con apenas variaciones de pocos grados del caster se pueden producir deformaciones debido a la vibración en la parte que conforma todo el sistema delantero de la motocicleta, este movimiento brusco que siente el conductor en el eje de rotación del manillar se conoce como "wobble".

Como se dijo anteriormente el valor del avance va muy relacionado con el valor del ángulo caster, de forma general un aumento de éste último vendrá acompañado por un aumento en el avance.

Igualmente el avance depende del tipo de motocicleta, de 75 a 90 mm para motos deportivas y de competencia en circuitos, de 90 a 100 mm para motos turismo y algún modelo deportivo con valores de distancia entre ejes superiores a los de las motos de circuito hasta tener motos con valores de avance de 120 mm que son puramente turismo, chooper y motos para viajar grandes distancias con gran estabilidad en línea recta) 

Algunos valores de parámetros de avance, longitud entre ejes y caster de motos conocidas:

Moto	Tipo	Avance (mm)	Dist/ejes(mm)	Caster (grados)
YZF450	Cross	111	1477	27
KX450	Cross	111.7	1481	26,9
ZX-10R	Sport	107	1425	25
YZF-R1	Sport	101.6	1313	24
VSTROM	Trail	109,22	1554	25,5
GS1200	Trail	88,9	1509	24,8
Goldwing	Cruiser	109	1689	29,15
KLR 650	All Terrain	111.7	1481	28