¿Por qué cambiamos en primera y no en cuarta cuando arrancamos una motocicleta?

Una palabra: par. Aquí hay un experimento simple que puedes probar en casa para entenderlo realmente bien.

Aquí hay una vista superior de una puerta: A es la ubicación de la bisagra y B es la ubicación de la manija

Intente abrir o cerrar la puerta empujando con un dedo en el punto B. Fácil, ¿verdad? Eso es porque para una fuerza dada ejercida por usted, la distancia perpendicular desde la bisagra A es máxima en el punto B. Esto significa que el torque es máximo en el punto B para una fuerza dada como Torque = Fuerza x Distancia perpendicular.

Ahora intenta cerrar la puerta presionando con un dedo en un punto más cercano a A que a B. ¿Es difícil, verdad? Ahora siga acercándose cada vez más a la bisagra A y verá que se vuelve progresivamente difícil y en un punto muy cercano a A, es casi imposible mover la puerta incluso aplicando una cantidad razonable de fuerza.

Esto es exactamente por qué arrancamos la motocicleta desde la primera marcha en lugar de la cuarta. La relación de la primera marcha es análoga al punto B en la puerta. Maximiza el par disponible en las ruedas mientras reduce proporcionalmente la velocidad y ayuda a la motocicleta a arrancar desde un punto muerto.

La 4a marcha es análoga a los puntos más cercanos a A que B, lo que significa que la relación de 4a marcha es más adecuada para velocidades más altas donde se necesita muy poco torque ya que las ruedas ya giran a RPM mucho más altas. Para una cantidad dada de potencia generada por un motor, el par (T en Nm) y la velocidad de rotación (N en RPM) están inversamente relacionados

Potencia (vatios) = 2 x Pi x N x T / 60

Cualquier motor puede funcionar solo dentro de una banda de potencia limitada y una banda de RPM. La función de una caja de cambios es extender el rango de velocidades en la rueda de casi cero a un límite de velocidad superior deseado mediante la aplicación de diferentes relaciones de transmisión al eje de salida del motor para satisfacer los requisitos de par y velocidad requeridos.

Átate con una carga de 100 kg e intenta correr duro. ¿Puedes correr inicialmente? No. Primero caminas, caminas aplicando una gran fuerza (primera marcha) y cuando eliges el impulso / velocidad, entonces correrás (cuarta marcha).

Lo mismo se aplica a una motocicleta o cualquier automóvil. Los engranajes iniciales proporcionan un alto par para mover el vehículo y los últimos se utilizan para aumentar las velocidades.

La primera marcha en cualquier vehículo está destinada a un mayor par para superar la inercia del vehículo y las sucesivas marchas aumentan la velocidad con la reducción del par, ya que a alta velocidad el vehículo ya está en movimiento, por lo tanto, se requiere muy poco par para una mayor aceleración.

Ahora, volviendo a su pregunta, durante el arranque de su bicicleta, cambiar directamente a la 4a marcha no superaría la masa muerta del vehículo y su masa, por lo tanto, detendrá el motor y provocará el desgaste del embrague.

Los engranajes están numerados en términos de torque generado a las ruedas. la primera marcha produce el par máximo y este alto par es necesario para que la bicicleta se mueva. A medida que aumenta la velocidad, aumentamos el engranaje para igualar la velocidad y mantenerla. Por lo tanto, comenzamos la bicicleta en primera marcha, no en la cuarta.

Engranajes inferiores–> Par alto, velocidad máxima baja.
Engranajes más altos–> Par bajo, velocidad máxima alta.

Solo para verificar qué sucede cuando intentas lanzar el vehículo en alta velocidad: conduce el vehículo normalmente y alcanza la velocidad máxima. Intente disminuir la velocidad manteniendo la marcha alta. Observará que a medida que reduce las rpm (y la velocidad, que), llegará a un punto donde cualquier reducción en las rpm inducirá un efecto de golpe y paradas del motor. Ese es el punto de rpm por debajo del cual el motor se detiene, ya que la carga en el motor es mucho mayor que la potencia que puede desarrollar a esas rpm. Para una marcha más alta, este punto está muy por encima de las velocidades de fluencia normales.

en algunos vehículos en función de las relaciones de transmisión, la potencia del motor del vehículo, etc. se puede comenzar desde cero en la segunda marcha, pero no es posible el lanzamiento de una marcha superior.

Inicialmente para mover el vehículo necesitamos más torque. En el motor de 1.a marcha, produce el par máximo y la 4.a marcha producirá menos par. Una vez que el vehículo comienza a moverse debido al momento del cuerpo, será fácil.