Si por algo se diferencia Ducati del resto de los fabricantes del mundo es precisamente por el empleo de este sistema. Actualmente no lo emplea en todos sus modelos, pero ha habido mucho tiempo en el que era impensable una moto de la firma sin él.
La distribución desmodrómica en las motos se debe al ingenio de Fabio Taglioni, que a finales de los 50 era el responsable del diseño en Ducati, y que ideo un mecanismo previamente empleado en los coches de carreras para adaptarlo a sus culatas de un cilindro para las carreras de 125 cc.
Problemática de los muelles
En realidad, el término “desmodrómico” se refiere a cualquier sistema mecánico en el que, conocida la posición de uno de sus elementos, se puede obtener la del resto. En mecánica la mayoría de los sistemas lo son.
Sin embargo, cuando analizamos el sistema de distribución clásico de un motor de cuatro tiempos, nos encontramos que para mantener cerradas las válvulas, el elemento que se emplea en un muelle. A lo largo de los tiempos ha ido variando, pero hace mucho que los de tipo helicoidal se hicieron con el mando.
Se pueden arrollar alrededor de la válvula reduciendo el espacio necesario, trabajan en la misma dirección que el desplazamiento de la válvula y son capaces con los actuales materiales de soportar regímenes muy altos de funcionamiento. Los muelles son, por tanto, la elección mayoritaria, pero no están exentos de problemas, porque acaban teniendo límites mecánicos.
Hay que tener en cuenta que la apertura y el cierre de las válvulas en un motor de cuatro tiempos es una de las tareas que tiene que realizarse con mayor precisión.
Respecto al diagrama del funcionamiento de uno de estos motores que estudiamos en la escuela, en el que cada recorrido del pistón se efectúa un tiempo: admisión, compresión, combustión y escape, se producen importantes variaciones en los motores reales, ya que las válvulas se abren antes y se cierran después de que el pistón alcance los puntos muertos para aumentar el tiempo que el gas fresco tiene para entrar en el cilindro y para que salgan los productos quemados.
Como las válvulas se acercan mucho a la cabeza del pistón cuando se acerca al punto muerto superior, su guiado tiene que ser totalmente exacto; si no se cierra siguiendo el diagrama previsto, puede chocar con el pistón y producirse una avería grave.
Los muelles tradicionales tienen por tanto que mantener la válvula siempre pegada con total exactitud al perfil de la leva que marca su movimiento, y ahí llegan sus problemas. Uno es el régimen máximo que pueden alcanzar porque al fin y al cabo con unos elementos elásticos que están sometidos a inercia en su funcionamiento y que también pueden entrar en resonancia y no extenderse, incluso fallar por fatiga del material con el uso.
Otro es que no logren guiar con la suficiente precisión la válvula si la velocidad a la que se somete es muy elevada, algo que tiene lugar si se emplean perfiles muy agresivos en la leva.
Sin muelles
La solución desmodrómica de Ducati consiste en eliminar los muelles y sustituirlos por un sistema mecánico que se encargue también de cerrar las válvulas. El sistema original de Tagloni tenía un único árbol con cuatro levas, dos para la apertura y dos para el cierre, y por medio de unos balancines la válvula se abría y se cerraba.
En los 80, Massimo Bordi ideó un nuevo sistema para culatas de doble árbol y cuatro válvulas con la misma filosofía, pero una nueva mecánica. Con este sistema, en su día se lograban regímenes de funcionamiento más elevados y una mayor precisión que con los muelles. De hecho, en los motores que necesitan subir muchísimo de vueltas y disponer de perfiles muy agresivos en las levas, como los de F1 o MotoGP, se emplean sistemas neumáticos que sustituyen los muelles.
¿Y en el motocross?
Sin embargo, en el cross no se alcanzan regímenes muy elevados, ni es necesaria una potencia específica altísima. Una MotoGP supera los 300 CV/l, mientras una 450 cc no llega a los 150 CV/l. Por esta razón hasta hora todos habían trabajado con los muelles sin problemas, ¿por qué Ducati entra con su sistema?
Hay varias razones, una es evidentemente que llevan trabajando con este sistema desde hace unos 75 años y lo conocen a la perfección. Es más fácil diseñar sobre él, que ponerse a estudiar uno nuevo. Luego llega el marketing, un motor desmodrómico es la señal identificativa y diferenciadora de la marca; y, por último, el que se pueden aprovechar alguna de sus ventajas.
Cuando hablábamos de los periodos de trasvase del gas en el cilindro y la necesidad de su mayor amplitud, tiene toda su lógica cuando el motor funciona muy alto de régimen. Hay tan poco tiempo para el proceso de carga y descarga que hay que aumentarlo. Sin embargo, si el régimen es menor se da el caso que hay demasiado tiempo disponible, y entonces el gas fresco acaba saliendo por el escape y se pierde par.
Los motores que trabajan a muchas vueltas tienen menos bajos y últimamente en busca de lograr no perderlo y reducir las emisiones, algunas motos emplean sistemas de distribución variable con levas diferentes, unas que empujan las válvulas a bajo y medio régimen, y otras diferentes a altos, las primeras con tiempos más cortos obviamente.
Para lograr un buen par a medio régimen, por tanto, algo imprescindible en una moto de cross, hace falta que los periodos de distribución no sean muy largos, que no haya mucho solapamiento de las válvulas, el momento en que ambas están abiertas y el gas pasa de la de admisión a la de escape directamente mientras el pistón sube.
Al tiempo necesitamos que entre y salga el gas en la mayor cantidad posible, y si no se puede hacer con tiempos largos, la única solución es que la válvula se abra lo máximo posible y a la mayor velocidad. Esto se logra con una gran alzada y con perfiles de levas muy agresivos que las abren y cierran muy rápido y las mantienen totalmente abiertas el mayor tiempo posible.
Como hemos hablado la velocidad de trabajo es el principal enemigo de los muelles, que están limitados en este aspecto, y esto vale no sólo para el régimen, que no plantea problemas en una moto de cross, como para el perfil de la leva, que sí es interesante que sea muy agresivo para lograr potencia en medios sin perder arriba. Y es este, precisamente, el mejor argumento para un sistema desmodrómico como el de Ducati.
