Transmisión primaria en peligro

Trialeando tranquilamente con mi cota 242 hace unos días, de repente el motor empieza a sonar a auténtica carraca de feria. Se notaba claramente por el lado derecho, lado embrague. Ante tal ruido, golpeteo y muestras de un desaguisado importante dentro de la zona de la transmisión primaria, embrague, selector de velocidades y sistema de arranque (va todo excepto el encendido) decido parar inmediatamente el motor para que fuera lo que fuese no se empeorara la situación. Menos mal que el remolque lo tenía cuesta abajo y que además me arrastró Ignacio con otra 242 hasta el coche en los tramos horizontales. Aún así la volví a arrancar para tratar de oir  y comprobar más cosas, pero el ruido y los golpeteos eran tan fuertes y marrulleros que la paré definitivamente hasta desmontarla en casa.

Más tranquilamente abro la tapa derecha del motor y enseguida me doy cuenta de mi grandísima cagada. Aparece ante mis ojos por ahí pululando un empujador de bronce bastante arañado y con las dos patillas laterales rotas. Inmediatamente miro a su alojamiento y me encuentro otro empujador pero éste en su sitio correcto.

¡Dos empujadores! ¡Me he dejado un empujador suelto dentro del lateral derecho del motor¡

Inmediatamente me pongo a mirar y remirar todo los mecanismos que allí dentro se alojan. El más importante por su dificultad de encontrarlo y por su coste es el fantástico engranaje helicoidal de la transmisión primaria. Este sistema de transmisión es constante en todos los motores Montesa que conozco excepto los de 50 cc. y sin lugar a dudas constituye un plus de calidad extra que no disponen otras marcas de la época, que utilizan transmisión primaria por medio de una imprecisa, ruidosa, desequilibrada e ineficiente cadena, por muy bien lubricada que vaya. Hoy día la cadena como transmisión primaria no se utiliza.

La cadena es imprecisa, pues debe tener una holgura mínima para que funcione correctamente. Es cierto que los engranjes tambien deben tener cierto juego entre los dientes, pero nada comparable con la suma de todos los juegos de cada eslabón de una cadena. Además esa holgura en el caso de la cadena, va creciendo con el tiempo, por desgaste de las ruedas, de la propia cadena y del estiramiento de ésta.

Mucho más ruidosa que un engranje helicoidal, pues cuando entran los dientes en las mallas de la cadena golpetean con los rodillos. El engranaje se talla helicoidalmente precisamente para evitar el golpeteo de los dientes, porporcionando una suavidad y un silencio en el funcionamiento muy elevados.

La cadena hace que tanto el eje del cigüeñal como el de primaria giren en el mismo sentido, al contrario que en un engranaje. Esto tiene el efecto de que las inercias en el equilibrio de la moto se sumen en la transmisión por cadena y se anulen en la transmisión por engranje. Cierto que esto tiene poco efecto en una moto de trial clásica que no vuela, pero en motocross, dónde los vuelos son contínuos y prolongados, la corrección de la posición de la moto en el aire con el freno motor o con el gas se hace mucho más precisa si los arboles son contrarrotantes, como con el engranaje.

El consumo de energía en forma de calor y por tanto, el rendimiento de una cadena como sistema de transmisión es mucho peor por los rozamientos. En el engranaje helicoidal, el sistema de transmisión de árboles rotantes más eficiente que hay, no hay rozamiento, sólo hay rodadura entre los flancos de perfil cicloide de los dientes.

Como contrapartida del engranaje frente a la cadena, aunque sólo en la fase de diseño del motor no en su utilización, es que obliga a que la distancia entre ejes del cigüeñal y primario en este caso, sea bastante limitante. Si deseamos una relación de transmisión dada (velocidades determinadas) y requerimos un módulo de engranaje (tamaño de diente) dado para a transmitir un par, ya están fijados los diámetros de  las ruedas y, por tanto, la distancia entre ejes, permitiendo poco juego al diseñador del motor. Aunque dispongamos de diseños de perfil de dientes bajos o stub, la distancia entre los dos árboles delimita el diseño global del motor, cosa que en el caso de la cadena con alargar el número de eslabones podemos situar los ejes sin limitación de distancias.

Y otra complejidad que acarrea el engranaje helicoidal  tambien en este caso, sólo en su fase de dideño, es el empuje axial que reciben los ejes al transmitir el par entre los dientes de sus ruedas. Precisamente proporcional al par y al seno del ángulo de la hélice, 20 grados típico. 

En fin que después de examinar que no tenía daños en ningun elemento, retiré el empujador extra arañado, recuperé las dos patillas y cambié el aceite de la caja de cambios. La cosa no ha ido a mayores, pero la que se podia haber liado es fina.

El perfeccionista.

   

Sencilla forma de ablandar el embrague cota 242 (y 330)

Aprovechando que la palanca del embrague en las Cota 242 y 330 acopla al eje mediante una brida estriada en lugar de que esté soldada como en otras Cotas, podemos hacer de una forma muy sencilla que el accionamiento de este mecanismo desde la maneta izquierda resulte más blando.

Lo que vamos a exponer aquí supone desmultiplicar más la relación total de palancas entre la maneta y el empujador de bronce. Por tanto, equivale a alargar la propia palanca o en acortar la distancia entre del pivote del cable y el pivote de la propia maneta, tal y como expuse en la entrada de "Ablandar el embrague de la cota 349", pero en este caso de una forma mucho más sencilla. .

http://nacho247.blogspot.com/2008/12/ablandar-el-embrague.html

Por tanto, debemosm tener presente siemore que aunque consigamos ablandar el accionamiento del embrague perdemos recorrido del empujador o separación entre discos.

El acople entre el eje de accionamiento y la palanca (en este caso de aluminio ya que al no ir soldados puedes ser de este metal) se hace por medio de cubo y eje estriado para poder regular mejor la posición correcta de la palanca, que comos sabemos debe ser lo más ortogonal posible al cable en el punto medio de accionamiento. El que el ángulo entre cable y palanca no sea recto, tanto en un sentido (ángulo agudo) como en otro (ángulo obtuso) supone un incremento en la dureza del sistema de accionamiento.

Pero ahora nos centramos en el simple mecanismo que es la propia leva de accionamiento en el extremo del eje y su seguidor que no es más que el empujador de bronce fabricado por Montesa en varias medidas de longitud.

El giro del eje por medio de la palanca que es tirada por el cable desde la maneta produce el desplazaniento tangencial del borde de contacto con el empujador de bronce. Por tanto el desplazamiento B rectilíneo del empujador que es el que comprime los muelles según el giro angular del eje es:

B = R x seno(a)

dónde B= desplazamiento del empujador o compresión de los muelles.

R = radio del borde de apoyo de la leva con el empujador o radio del eje accionamiento embrague. En el caso de la cota 242 es de 8 mm.

a = ángulo de giro de la leva y eje

Si nos fijamos en esta tabla de valores desde los 0 º a 90º vemos como siguiendo la senoidal, los primero giros de la leva producen unos desplazamientos mayores que los últimos giros.

Tomando momentos respecto del eje de accionamiento, el par ML para una fuerza Fe ejercida sobre los muelles del embrague se comporta con la misma función senoidal.

ML = Fe x R x seno (a)

donde

ML = para de accionamiento del eje a través de la palanca.

Fe = fuerza de empuje ejercida como reacció a la de los muelles.

a = ángulo de giro de la leva y eje

Considerando por ejemplo que la fuerza Fe a realizar sobre los muelles a través del trípode y del empujador es de 150 kgs o 1.500 N, tenemos la siguiente tabla de valores.

Cómo vemos a medida que vamos girando la leva el para necesario es menor, hasta el límite que es nulo cuando estamos a 90º, aunque tampoco desplazaremos nada el empujador como es obvio.

Pero si vemos que a medida que el angulo de ataque sea mayor, el par que debemos hacer por medio de la palanca y al final con la maneta es menor.

Por tanto, podemos coger y girar el eje con respecto a la palanca, por ejemplo 1 ó 2 estrías dependiendo de lo que queramos ablandar el embrague sacrificando la separación de discos, y al mismo tiempo recortar en el desplazamiento equivalente el empujador de bronce.

Las 22 estrías del eje suponen un ángulo de 16,4º (360/22) cada una. Si pasamos una estrí habremos girado el ataque del borde de la leva con el empujador este ángulo y en función de donde estemos en las tablas anexas habremos reducido el par en un 10 ó un 15 %, amen de haber reducido el desplazamiento del empujador en ese mismo porcentaje. Girar el eje con respecto a la palanca una o varias estrías, tiene que ir acompañado lógicamente de un acortamiento del empujador para que, como dijimos al principio el ángulo formado entre el cable y la palanca sea siempre de 90º.

La cantidad a recortar el empujador nos la puede proporcionar la primera tabla. Para un ángulo de 16º podríamos estar en el entorno a 1,8 mm. Como máximo, si empezara a actuar desde el ángulo cero, la cantidad a recortar sería de 8 x seno (16,4º) = 2,2 mm. Por tanto podríamos pasar del empujador de 10,5 mm. al de 9 mm. u 8,5 mm. jugando con la gama que se dispone.

Casquillo de agujas para cota 242 o para Honda RC51

Tenía ganas de escribir esta entrada por lo paciente que he tenido que ser. Hoy hemos ido a montar por la sierra cerca de la A6 y Alfonso me ha entregado, de parte de Julian Calvo, lo que llevaba mucho tiempo esperando. El casquillo de agujas 14x19x16 que monta el piñón intermedio de la puesta en marcha en la 242.


Este casquillo de agujas, marcado con el número 25 en el despiece del sistema de puesta en marcha, guía el engranaje doble marcado con el numero 13 en el mismo despiece. Tiene un ancho de 16 mm y gira sobre el eje secundario o de salida de la transmisión de 14 mm de diámetro y ajustado con tolerancia de apriete sobre el propio piñón en un agujero de diámetro 19 mm. Y es esta medida lo que hace a este rodamiento no ser normalizado, pues la medida normalizada es de 20 mm.

Fue al desmontar la tapa del embrague para sustituir los engranjes del sistema de arranque, pues estaban en bastante mal estado, cuando me econtré con un rodillo de este casquillo partido. Al intentar extraerlo sin calentar (mal hecho), me lo terminé de cargar del todo. El casquillo propiamente dicho que constituye la pista de rodadura exterior tiene o,5 mm de espesor.

Actualmente Bellavista suministra esta rueda dentada doble con un casquillo de rozamiento en bronce. Seguro que funciona perfectamente y sobre todo para hacer trial clásico donde las revoluciones por minuto son secundarias, pero que duda cabe que es mejor la solución del rodamiento de agujas, como la configuración original.

Removí Roma con Santiago para encontrarlo. Ni SKF ni INA lo tienen en sus catálogos. Koyo lo tiene, pero no lo puedes pedir al tratarse de series fabricadas por encargo para algun motor o máquina. Elemento de equipo lo llaman.

Contacté con representantes comerciales de Koyo e INA, alguno muy amable que se ofreció a buscarme en que equipo, moto o coche podría ir instalado este rodamiento tan especial en cuanto a sus dimensiones. Pero nada de nada.

Como no cuesta nada, metí el siguiente literal en el buscador de Google: "Needle bearing 14x19x16" y me llevo a la página web de un vendedor de piezas especiales para motos de velocidad, Red-line.

http://www.redline-ci.com/RC51SP1/RC51SP1.htm


Y allí estaba en un despiece de Honda RC51, en la parte correspondiente al basculante apareció el buscado casquillo de agujas con referencia Honda 91054-NL6-700. Por lo menos ya tenía algo, que esta especial pieza va montada en una moto de deportiva de carretera.

Hablé con Julián Calvo, de Motos J. Calvo en Villanueva del Pardillo y le pedí el rodamiento a través de Honda HRC y al cabo de las semanas llegó desde Japón.

El montaje lo hice sobre un engranaje que conseguí nuevo original pero que venía sin el susodicho casquillo. Calenté la rueda sobre la vitro de la cocina y el rodamiento al congelador; entró sin problemas. Ahora mi cota 242 lleva instalada una pieza que hoy dia se fabrica para HONDA HRC RC51.

El casquillo de agujas tal y como se ve en la foto, no es como el original pues no lleva jaulilla separadora de las agujas ya que todo el casquillo esta repleto de agujas. Al disponer de tantos apoyos, tantos como agujas, permite mayores cargas radiales que el casquillo original. Por tanto, mejor. A medida que un casquillo de agujas tiene más agujas que otro, más carga permite, aunque a menos revoluciones por minuto máximas. Para la función que hace es prioritaria la carga frente a la velocidad de rotación, al igual que para donde está el casquillo en la Honda RC1, en el basculante.

Extractores para cota 242

Para poder acceder a las partes internas de un motor de cota, como en otras muchas motos, es necesario extraer una serie de elementos, ruedas, piñones, volantes, etc. de diversas formas y funciones, de sus ejes. El desmontaje de estos elementos rotores a veces es una tareas árdua y tediosa, por dos motivos. El primero es por largo tiempo que llevan montados, que en ocasiones puede ser de varias decádas.

El segundo motivo es que los montajes de estas ruedas en sus ejes debe ser lo más solidaria y rígida posible. Así el pesado volante magnético Motoplat que por un lado, sirve para generar la energía electrica del encendido y de los servicios eléctricos y por otro, aumentar el grado de regularidad del motor, debe estar rígidamente unido al manguetón del cigüeñal. Si se montara el volante magnético por ejemplo sobre un eje estriado, como pueda darse en otros tipo de uniones, las vibraciones, los cambios de carga (acelaración y deceleración) o cuando se cala el motor provocarían unos golpeteos entre los cubos y ejes estriados que irían aumentando lo inevitables juegos que hay entre las estrias del cubo y del eje. Esto provocaria mal funcionamiento, ruidos y, en el caso del volante magnético, un incorrecto ajuste del encendido o, más bien, un encendido errático por no producirse la chispa siempre en el ángulo de avance de encendido adecuado.

Otro elemento que ha de estar rígida y solidariamente unido a su eje es el volante de inercia y el piñón de la transmisión primaria (normalmente en las cotas van montados juntos o son la misma pieza) por las mismas razones que el magnético.

La unión que muchos diseñadores elijen y elijieron en el pasado en la industria en general y en las motos tambien, es el cono. Esta solución tiene la ventaja del bajo coste de mecanización; solo hay que mecanizar dos conos iguales en torno y rectificadora; en el eje, macho y en la rueda o volante, hembra. Con un elemento que asegure la presión de uno sobre el otro, una simple rosca en el eje y una tuerca, proporcionará una unión sólida entre los dos elementos, que es lo que necesitamos y además autocentrada. Pero además si calculamos el ángulo del cono (pequeño con respecto al eje) conseguiremos que la unión se autobloquee, pudiendo incluso prescindir de tuercas y roscas y, por supuesto de chavetas, pues el cono literamente se clava en la hembra. Al clavarlo se generan unas fuerzas normales a las supericie de unión del cono que pueden ser bastante grandes y por tanto, las de rozamiento en la superficie de contacto tambien, impidiendo el deslizamiento entre ambas y pudiendo llegar a transmistir pares muy elevados.

Los materiales han de ser duros (aceros templados), bien mecanizados (rectificados) y limpios y exentos de grasas o aceites, pues cualquier elemento de estos escupiría el cono. Es el mismo acople que el cono morse de las máquinas herramientas, que se aoplan a las rectificadoras.

En el caso del volante magnético la chaveta es necesaria para poder acoplarlo a su eje en una posición angular fija, pues si no la apertura de los platinos podría no producirse en el momento deseado. Es necesario calar correctamente el volante magnético con el cigüeñal. En el caso de los piñones de la transmisión secundaria, que en todas las cotas tambien llevan una chaveta es más por una cuestión de seguridad, aunque es rotundamente mucho mayor el par que puede transmitir un cono que no una chaveta.

Cuando lleva mucho tiempo estos acoplamientos cónicos se quedan como soldados, por lo que se hace imprescindible usar extractores.

Entre la necesidad de extraer estos elementos y viendo las hojas de los despieces relativas a las herramientas de taller, se me ocurrió hacerme unos utiles que junto con el husillo de un extractor de dos patas comercial, me facilitaran la tarea de quitar tanto el piñon de primaria, que lleva una volante de inercia, como el piñón de la cadena. El volante magnético lleva un extractor bastante conocido.

Es conveniente que una vez tensionado bien el husillo y cuando se tenga ya bastante presión sobre el eje, se pegue algun golpe seco en la punta del husillo. Con cuidado de no ponerse delante del extractor o útil, pues a veces salta y se convierte en un peligroso obus.


Volante de inercia y piñón de transmisión primaria

Hice construir el plato de acero de la figura. Un disco de 15 mm de espesor y un diámetro de 100 mm con un taladro central roscado a métrica 12 y paso 1,25, como el husillo del extractor comercial que iba a utilizar. Dispuestos a 120º se hicieron tres taladros de diámetro 10 mm sobre una circunferencia de radio 35. Estos tres taladros coinciden con los tres agujero roscados del volante de inercia dispuestos así para la utilización de un extractor como el mío. Tres tornillos Umbrako 12.9 de M10 y longitud adecuada, se pasan por los taladros del plato y se roscan en el volante.

Notesé en la figura del despiece correspondiente a las herramientas de taller, que el util para extraer el conjunto volante - piñón de primaria, de referencia 5187.050, que se trata de una pletina rectangular con únicamente dos tornillos, por lo que deduzco que en las primeras versiones de la cota 242 el volante de inercia iría con sólo dos agujeros roscados a 180º, en lugar de los tres a 120º que dispone la segunda versión de la 242.

En esta figura se ve el extractor de Montesa para este elemento:

Y en esta otra el que me he febricado para los tres apyos que dispone el volante de inercia de mi cota:

El volante salió sin problemas, no antes de haber tensionado a fondo el husillo y después de un golpe en el mismo. Me aparté debidamente y salto con bastante fuerza.

Piñon de transmisión secundaria

Este elemento tambien cuesta mucho más de lo debido por un exceso de apriete de la tuerca que los comprime hacia el cono. En este caso podemos prescindir con toda tranquilidad de la chaveta que lleva en origen el piñón Montesa, de tal manera que los nuevos piñones Talon vienen sin ella.

En esta figura tenemos el útil original de Montesa para extraer el piñón de secundaria.

Esta fué la figura que encargué fabricar al tornero:

y esta la que me entregó.

Consiste en una C de chapa de acero de 8 mm de espesor para que se pueda meter por detrás del piñón. Dos agujeros roscados a M10 permiten roscar sendos tornillos y con el extractor de dos patas correderas se puede con toda facilidad sacar el piñón.

En este caso el extractor es válido para otras cotas o incluso otros modelos y marcas. Los extractores comerciales tienen por detrás poco espacio para meter las garras y si se trata de uno de dos patas tiene la dificultad de que si el número de dientes es impar las dos garras coinciden una con diente, y otra con hueco, no pudiendose montar correctamente las garras y desalineándose el husillo del eje.

Mantenimiento de los acoples cónicos

Es importante a la hora de montar estas ruedas en sus ejes que los conos macho y hembra estén perfectamente limpios y desengrasados, de lo contario no acoplarán bien y no se transmistirá el par suficiente. Las tuercas de fijación deben apretarse a los pares indicados, pues de lo contrario se podrá el cono desclavar, rompiedo en poco tiempo la chaveta. Esto puede provocar al deslizar un cono sobre el otro y con la chaveta rota, un daño en el mecanizado de los conos que no es nada conveniente para el acoplamiento.

En cierta ocasión, creo que se me olvidó apretar el volante magnético de una 349. supongo que alguna interrupción de lo que en ese momento estaba haciendo. El resultado fué la rotura de la chaveta, que al cargar toda la inercia a este elemento en lugar de al cono, no pudo con el esfuerzo cortante a transmitir. Lo peor no fué el quedarme sin chaveta, sino los daños producidos en la supeficie cónica del cigüeñal y el el propio volante. Traté de suavizar los desperfectos con lija fina y aceite, volviendo a acoplar en condiciones. Para evitar estos despistes, que pueden ser muy costosos, normalmente cuando me interrumpen o dejo para otro momento estos aprietes, los marco con cinta roja adhesiva.

Hemeroteca sobre la Cota 242

Mirad lo que me he encontrado pululeando por la red. Son recortes de prensa del Mundo Deportivo y de La Vanguardia acerca de los éxitos deportivos de la cota 242 de la época. Tampoco son tan pobres de palmarés las cota 242, aunque el gabinete de prensa de Montesa de la época funcionara bastante bien.

Puente horquilla Montesa Cota

En las primeras motos de trial con horquilla convencional telescópica, el puente de horquilla no existía y lo que había era un soporte más o menos rígido, integrado en el guardabarros delantero que se sujetaba a ambas botellas de horquilla. Con el tiempo se debió observar su utilidad como elemento, que además de soportar el guadabarros, rigidificaba la horquilla, haciendo la dirección mucho más precisa. Y se nota de forma sorprendente.

Por otra parte, es el trial la única especialidad de campo, cuyas motos llevan el guardabarros delantero próximo a la rueda delantera, no como el cross o el enduro que lo llevan fijo a la tija inferior de la horquilla. Entiendo que es por la visibilidad de los obstáculos que te van apareciendo. Por esto es por lo que también es sólo en estas motos dónde se pueden utilizar puentes de horquilla con más frecuencia. Siempre y cuando monten horquillas telescópicas convencionales, porque en las horquillas invertidas no se pude montar de forma directa transversal, como es obvio.

En definitiva esta deformación es de la que se trata de evitar.

El puente de horquilla de las cotas 247, como hemos comentado no existe como tal. Es el propio guardabarros delantero metálico que une las dos botellas de la suspensión delantera. En las 348 y 349, que llevan guardabarros delantero de plástico, ya utilizan un soporte de hierro cromado o de aluminio, dependiendo de la versión que rigidifica en alguna medida la horquilla delantera. Es en la cota 330 y 242 cuando ya diseñan un primer puente de horquilla cuya principal misión es hacer más sólida la unión entre las dos botellas, además de servir de soporte de la aleta.

Es una pieza estampada en chapa de hierro de color rojo o negro que se une a ambas botellas mediante cuatro tornillos, dos a cada una.

El que traía la 242 estaba bastante deteriorado con doblezes y deformaciones y además venía montado al revés, con la parte delantera hacia atrás y las espadas guía de la aleta estaban dobladas y forzadas. Aunque la enderecé bastante en base al puente de la cota 350, no quedaba bien, además de feos desconchones de pintura. Y es que el puente en el sentido transversal sí es simétrico pero en el longitudinal no, debido al eje avanzado de la rueda.

Me puse manos a la obra y decidí a fabricarme un puente bastante más rígido y ligero que el original y además evitaría desconchones de pintura pues iba a hacerlo de ergal.

Partiendo de chapa de 4 mm de espesor empecé cortando el rectángulo circunscrito al desarrollo de la pieza.

Enderezando y afinando los bordes con una lima.

Utilizando el soporte original como plantilla obtuve el desarrollo en cartulina. Con ésta pude recortar el puente con facilidad sobre todo los pasos circulares que bordean las botellas.

Las pestañas dónde van los taladros para atornillar las botellas las dejo holgadas para una vez presentada la pieza en su posición definitiva, marcar exactamente el centro de los taladros.

A continuación viene lo más difícil; el proceso de doblado del puente, pues los distintos plegados hay que hacerlos simétricos a cada lado para que la pieza quede correctamente centrada. Con la ayuda de un tubo hago los dobleces de más radio. Como es obvio es mejor siempre quedarse corto doblando que pasarse.

Con la lima de media caña adecuo los pasos de las botellas orientado el borde en esta zona.

Las presentaciones sobre las botellas de la horquilla son continuas y una y otra vez corrijo el plegado y las limaduras.

En esta foto se aprecia el exceso de longitud de las pestañas que contienen los cuatro agujeros de la pieza dónde se atornilla a las botellas.

En la ultima presentación, con la pieza en su posición definitiva, mido efectivamente la distancia entre el borde delantero de la pieza y el taco central del neumático. Lo más importante es que esta distancia tiene que ser idéntica en la parte delantera que en la trasera de la pieza, para corregir el descuadre que provoca el eje avanzado de la rueda delantera con respecto a la horquilla.






Una vez taladrados los 4 agujeros a 6 mm, los avellano para el alojamiento de los tornillos cabeza cónica y allen.







A continuación taladro y paso machos de M4 para poder atornillar la aleta delantera,



que termina así.


Puedo asegurar que me ha quedado una horquilla mucho más rígida, ligera y sin desconchones de pintura en su puente.