Reglajes: muelles válvula de escape

La válvula de escape. Un mecanismo del que muchos habéis oído hablar y más o menos tenéis claro cómo influye en el comportamiento de un motor de dos tiempos, pero del que pocos conocéis cómo funciona y, mucho menos, que ciertos motores ofrecen la posibilidad de poderla regular y, por consecuencia, modificar la respuesta del propulsor. Concretamente esto lo podéis hacer en los motores KTM 250 (MX & EN) así como en el homólogo de 300 cc, que también montan las Husaberg de enduro. La marca austríaca ha diseñado un fácil sistema basado en trabajar sobre el muelle -cambiándolo por otro de diferente tipo o modificando su precarga con un tornillo- que controla la apertura de la válvula.

Así, al comprar una KTM y Husaberg, en la dotación de serie se incluyen dos muelles más, aparte del que viene montado, de distinta dureza y, diferenciados cada uno por colores específicos. Con ellos podemos realizar distintas configuraciones con las que, por arte de magia, el motor responde de manera diversa. Pensad que no es lo mismo montar sobre barro, nieve o hierba, que sobre tierra, ni hacer un recorrido con sólo subidas de cortafuegos que rodar por espacios lentos de trialeras y troncos. En unos casos lo más adecuado es una respuesta del motor progresiva, con mucha elasticidad y, en otros, viene bien disfrutar de mucha explosividad. Pero no sólo es el terreno lo que nos condiciona, también está la adecuación al tipo de conducción de cada uno, la adaptación del motor a nuestra fortaleza/cansancio, o la necesidad de buscar nuevos estímulos.

Tomad como referencia a un piloto «Pro» como Cristophe Nambotin: maniático donde los haya y exquisito al máximo en la puesta a punto de su KTM 300 con la que corre en el Mundial E3, él modifica ¡la carburación y el reglaje de la válvula de escape! con asiduidad en carrera, según va cambiando el terreno o va necesitando diferentes formas de empuje del motor. Mucho tiempo se dedica al trabajo en competición con la válvula, muestra de la importancia que tiene.

Momento pues de que toméis nota, aprendáis y, sin miedo, pongáis en práctica lo que os enseñamos. Y decimos sin temor porque si algo tiene bueno toquitear con la válvula es que no corréis ningún riesgo de avería mecánica ni de que la moto se pare. Responderá de una forma o de otra pero funcionará. ¡Al ataque! 

La primera parte de nuestro análisis ha sido empírica, sometiendo a una Husaberg TE 250 a pruebas de rendimiento en nuestro banco de potencia Dynojet, con Marcos Blanco a los mandos. Concretamente hemos probado cada uno de los tres muelles disponibles regulándolos a tope de precarga y al mínimo. Así hemos sacado datos concluyentes que nos dan luz a nuestra ceguera.

Las claves

• Sin precarga no hay diferencia real entre unos muelles y otros, ni en datos de potencia ni de par.
• A medida que aumentamos la precarga, la cosa cambia claramente. Con un mismo muelle, precargado, hay más par y potencia a bajo régimen y hasta antes de la apertura de la válvula. Tras ese momento los términos se invierten y sin precarga el motor rinde más. Y se llegan a diferencias de hasta 1 mkg. más y la impresionante cifra de ¡diez caballos! más sin precarga que con ella.
• Esto pasa al montar tanto el muelle más duro -el verde, que es el de serie- como el amarillo/verdoso que es el medio. Con precarga, la válvula cierra mejor hasta verse afectada por la fuerza centrífuga y rinde mejor a pocas vueltas. Pero sin precarga abre más fácil y aumenta la potencia de forma espectacular, como corresponde a un motor deportivo.
• En cambio con el muelle más blando - rojo- las diferencias son menores entre tener precarga o no y, además, varía con que opción hay mejor rendimiento según el tramo de régimen de giro que analicemos. Así, como veis en el gráfico, a pocas vueltas hay más empuje sin precarga pero a medio régimen es con precarga. En los compases iniciales de apertura de la válvula rinde mejor el motor sin precarga -2,7 CV más a 7.000 vueltas y 0,3 mkg- pero luego la cosa se iguala.
• Comparando los tres muelles entre sí, a tope de precarga, concluimos que: con el muelle más duro (verde) se tiene el motor menos potente. Con el amarillo (dureza intermedia) obtenemos una potencia/par media y con el rojo (blando) el motor es el más explosivo y con él marca las cifras más altas de potencia y de par.
• Eso sí, con precarga, da igual el muelle que usemos que el bajo régimen es calcado en los tres casos y, la diferencia aparece sólo cuando la válvula abre y entra en funcionamiento.
• La mayor o menor dureza del muelle, junto a la superior o inferior precarga del mismo, determina una contundencia superior o inferior del motor. Cuanto más blando es el muelle, más enérgico es el empuje y viceversa, lo mismo que ocurre con la precarga. Todo va relacionado con la fuerza que tiene que hacer el motor, a través del empujador, pare vencer la resistencia del muelle y, eso también determina el momento y la forma de la apertura de la válvula. Con más precarga aumentamos las revoluciones en las que empieza a abrir y con menos, reducimos las vueltas de apertura.

Para poder modificar la precarga del muelle las KMT/Husaberg disponen de un tornillo que se maneja con una llave de cuadradillo o con un destornillador de punta ancha. Pero para hacerlo con mayor comodidad y, sin herramientas, ha accesorios específicos, unos pomos que nos dejan actuar sobre el empujador giratorio manualmente. Un ejemplo es el que ofrece la empresa catalana Talio, con un regulador realizado en aluminio mecanizado, de excelente calidad y realización. La instalación resulta muy sencilla, pues se trata de reemplazar el tornillo original de regulación por éste que tiene en un extremo una palomilla -va fijada con un tornillo-. Lo hemos probado y, además de práctico, resulta muy cómodo de usar. Aunque no nos convence que la palomilla quede suelta pues se mueve mucho y, a veces, golpea con la tapa del motor. Su precio es de 79 euros, IVA incluido.

En la historia de los motores de dos tiempos, en la década de los setenta, llegó un momento en el que se logró un rendimiento de caballos muy alto a base de mayores regimenes de giro, superiores compresiones y diagramas de distribución agresivos. Pero este esquema presentaba un problema: la banda de uso era muy corta, no había elasticidad, la entrega de potencia era de golpe y se acababa en nada, resultando la mecánica indomable y con una respuesta brusca. La solución a ésto fue el sistema de válvula de escape, nacido como mecanismo que permitía tener diagramas de distribución variables, según las revoluciones, que permiten modificar la respuesta del motor actuando sobre el comportamiento del escape en regímenes bajos. La cuestión era que si la potencia máxima se ganaba en regímenes de giros alto, hacía falta una lumbrera de escape de gran tamaño que permitiese evacuar los gases quemados a altas vueltas. Pero ese gran tamaño condicionaba el rendimiento a bajas vueltas pues por esa lumbrera se escapaba también aire fresco. La válvula de escape pone solución al tapar parcialmente la lumbrera de escape a bajo régimen para abrirse luego progresivamente según aumenta el régimen de giro hasta quedar totalmente abierta. La válvula es una pieza móvil, puede ser un cilindro giratorio, con una parte tallada, o bien guillotinas -de una pieza o dos- que suben y bajan sobre su carril de desplazamiento. Y para su accionamiento hay tres sistemas diseñados: mecánico, neumático y electrónico, con servomotor.

La opción mecánica es la más extendida en la moto de campo porque, frente a la neumática, responde con mayor progresividad y se puede regular mejor. Frente a la opción electrónica, hasta la fecha, la mecánica es mucho más barata de producir, aunque éste es el futuro de las válvulas de escape -permite adecuar la respuesta de forma más precisa acorde a parámetros como la apertura del gas, la marcha engranada…-.

Las marcas japonesas fueron pioneras con sistemas míticos, todos mecánicos, como el YPVS de Yamaha, el KIPS de Kawasaki, el RC de Honda, el SAEC de Suzuki… Aunque también la industria europea tuvo su palabra con firmas como Cagiva con el CTS, Gilera con el APTS y KTM con el «Valve Control».

El fundamento básico del sistema mecánico es el de un mecanismo centrífugo, movido por el cigüeñal mediante engranajes, que, conforme avanza el régimen de giro del motor, va accionando el sistema con una varilla o empujador que abre la válvula. Cuando el accionamiento centrífugo no gira, o lo hace a pocas vueltas, la fuerza del empujador no vence a la del muelle que actúa como regulador de la apertura. Conforme aumenta la fuerza centrífuga, de acuerdo al mayor régimen de giro, el muelle va perdiendo su resistencia y ello provoca el desplazamiento de los elementos móviles. Por ello entendéis que el sistema se puede regular graduando la precarga del muelle.

• Hay cosas sencillas en la mecánica de una moto pero como esto, pocas. Cambiar el muelle de la válvula de escape en una KTM o una Husaberg resulta mucho más sencillo que quitar la bujía.
• Basta con retirar los dos tornillos -métrica 6- que fijan la tapa y ya accedemos al muelle principal. Lo sacamos tirando de él -no va sujeto con nada- y lo tenemos en la mano.
• De seguido, extraemos el muelle secundario sujeto a un soporte metálico que sale haciendo ligera palanca con la uña o con un destornillador pequeño para liberarlo.
• Luego ponéis el otro muelle que queráis, respetáis el orden inverso al desmontaje en la colocación de las piezas y, os fijáis en que la pieza acanalada asiente bien sobre la ranura metálica que está al final del orificio de alojamiento que nos queda a la vista.
• Antes de volver a cerrar la tapa, verificad el estado de la junta tórica, comprobad que ésta asienta bien y poned los tornillos.
• En el campo, probando los muelles, no tardamos ni dos minutos en realizar la operación de cambio de muelle. Por eso, incluso en carrera os podéis atreveros a montar otro muelle, siempre que sea con tranquilidad y controlando la operación.

Conocidos los datos del banco de potencia, nuestro análisis no se podía quedar en un mero estudio de cifras. Así que nos lanzamos a la prueba dinámica, contando con la colaboración del piloto Husaberg, Mario Román, quien también tenía especial interés en sentir el diferente rendimiento del motor según el muelle.

• Para la ocasión Román marcó una especial cronometrada de menos de un minuto, variada, con zona de curvas rápidas y lentas, doubbies, alguna rodera, y el suelo en perfecto estado-húmedo pero sin barro y con mucha tracción-.
• En la moto instalamos el sistema de medición por satélite GPS Alfano, que ya hemos probado en MOTO VERDE, para que nos ayudase a tomar tiempos de forma precisa.
• ¡Sorpresa! El mejor tiempo se conseguía con el muelle rojo, blando, con poca precarga. El motor responde así fofo, alarga mucho la entrada de la potencia pero, en este tipo de recorrido, ha resultado el más efectivo. ¿Por qué? Pues porque aunque parece que no sale de abajo, al retrasar el momento de la patada y, sin tocar embrague, el empuje aparece ya a la salida de la curva. «Me iba a parar de lo lento que pensaba rodaba. Me estaba enfadando porque me parecía que se me queda parada. La moto no sale, parece que no corre, debo tirar de embrague y así logro más reacción. Si la dejo correr en los giros los tiempos salen. Nambotin la lleva así y no derrapa, ni se cansa. Pero por sonido, engaña. Piensas que vas más despacio por que le oyes “buuuuu”, como apagado».
• Con ese mismo muelle rojo, el más blando, pero con precarga a tope «la moto sale disparada, parece otra. Es la opción más agresiva. Se nota más empuje, un sonido genuino 2T y más agresividad. Sería la opción para un crono rápida, para espacios donde se puede dar gas».
• «Hoy he aprendido que no es lo mejor en un 2T tener siempre una patada más violenta. Quizás también porque así no te ciegas sólo con el motor. Como sabes que le cuesta algo más salir de abajo, dejas ir a la moto en la curva, la frenas menos y a la salida atacas con ganas».
• «Por el contrario con el muelle verde, duro, el motor se viene abajo fácil y tarda en salir de las curvas. Se retarda mucho y no va. Pero, pienso que así en alguna extrema complicada, en subidas de raíces seguro que va bien pues como no es nada violenta, tampoco te escupirá en las raíces. Muy interesante».
• «La prueba me ha servido para ver que el sistema es una maravilla. Gran idea que tengas tres muelles de fácil instalación y que el motor cambie de forma tan notable. Desde fuera igual no hay mucha diferencia, salvo el sonido, visualmente puede pareces igual pero el crono determina claramente que no es así. La respuesta del motor es distinta y te hace sentir bien, notas más las reacciones de la moto. Cuándo va a derrapar, cuándo no, cuándo va a saltar la válvula… Increíble».
• «En este terreno ha sido así, he ido rápido con las configuraciones más suaves. Sé ve que voy más deprisa cuando tarda más en entrar la válvula, aunque me guste menos y me parezca la moto más aburrida. Pero está claro que tracciona mejor, abro gas con más decisión y acelero a tope. Eso sí, cuando la válvula abre lo hace de forma contundente pero, generalmente, ya me pilla a la salida de la curva y la moto recta. Motivo porque el se gana tiempo al crono».
• Un aviso final. Éste es sólo un ejemplo. No toméis estos resultados como dogma de fe. Todo puede variar según el recorrido, el terreno, vuestra conducción… Lo mejor es, con tiempo y sobre una crono de referencia, o en vuestro recorrido habitual de excursión, probar y probar para que encontréis vosotros lo que más os gusta.