Ducati ST4S

Puesta en fase de la distribución en una ST4s

diagrama distribucion st4s
Written by Biela

Una acción sencilla (al menos en piezas) para aumentar el rendimiento, es comprobar que el diagrama de distribución se ajusta al especificado por la fábrica. De esta forma, el motor se comportará tal como piensa la centralita que está actuando y los cilindros funcionaran en armonía en lugar de pegarse el uno con el otro. En un cuatro en línea no suele ser muy importante, porque, aunque los árboles de levas estén ligeramente desfasados, está garantizado que la fase de admisión (así como la de escape) se comporta igual en todos los cilindros. En un bicilíndrico con 4 árboles, es más probable que existan diferencias entre ellos.

En principio, de fábrica vienen con unas tolerancias de 3º máximo respecto al diagrama teórico en el que debería funcionar. Pero si tenemos un árbol avanzado 3º y otro retrasado otros 3º, pues ya tenemos 6º de error. 2º de diferencia son aceptables, y hasta 5º no sería necesario tocar nada. Esto último depende de las posibilidades de reglaje. Si en tu moto se ajusta la distribución mediante chavetas desfasadas (como es este caso), es más engorroso ajustarlo que si tienes unas poleas regulables (como ocurre en casi todos los modelos a partir del 2001). Con unas poleas regulables es más sencillo conseguir los valores deseados.

Otro tema es la ganancia de prestaciones y es que se va a notar más cuanto más esté fuera de punto la distribución. Se nota más cuanto más atrás retrocedemos en el tiempo o en modelos más viejos (que suelen venir con más error). Los modernos suelen venir mejor ajustados de fábrica.

También recordar que estoy hablando de las especificaciones originales de Ducati. En el momento que te alejas de estos valores, tienes que hacer ajustes en la carburación/inyección.

Este es el diagrama de distribución de la ST4s expresado en grados de giro de cigueñal.

diagrama distribucion st4s

Y estas son las especificaciones con los cálculos de duraciones y centros de leva:

Apertura Admisión (AA) Cierre Admisión (CA) Apertura Escape (AE) Cierre Escape (CE) Duración Admisión Duración Escape Centro Leva Admisión Centro Leva Escape
11 60 62 18 251 260 114.5 112

Las especificaciones de fábrica se pueden ver en el siguiente diagrama. Los valores de apertura y cierre de las válvulas están dados con 1 mm de alzada de la válvula correspondiente.

diagrama centro leva st4s

Sería muy inexacto hacer las mediciones en el momento exacto de apertura (o cierre) ya que en esas fases el movimiento de la válvula es pequeño (poca alzada), así que suele tomar un valor mayor de alzada, donde el movimiento de la válvula está claramente definido. Y como Ducati suministra los diagramas de distribución con 1 mm, este es valor que hay que usar.

Para comprobar la exactitud de la distribución con el especificado por Ducati, voy a usar un método de cálculo que obtiene los centros de leva teóricos (CL), a partir de los momentos de cierre y apertura. Para ayudar a visualizarlo, si la leva es simétrica, también sería el punto de mayor alzada.

Los CL se miden a partir de PMS del pistón y se calculan de la siguiente manera:

  CL admisión = (AA+CA+180)/2 – AA

  CL escape = (AE+CE+180)/2 – CE

  AA+CA+180 = Duración de la admisión. Indica cuantos grados están abiertas las válvulas de admisión.

  AE+CE+180 = Duración del escape. Indica cuantos grados están abiertas las válvulas de escape.

Es decir, se calcula la duración de la admisión (AA+CA+180) o del escape (AE+CE+180), se divide por 2 y luego se le resta la apertura de la admisión (AA) o el cierre del escape (CE) respectivamente. Para el caso de la ST4s tenemos:

  CL admisión = (11+60+180)/2 – 11 = 114.5

  CL escape = (62+18+180)/2 – 18 = 112

En principio, según el método de Ducati, habría que quitar la holgura de las válvulas cambiando las pastillas, pero con este método no he encontrado diferencias ya que vamos a trabajar con un punto medio teórico. Eso si, las mediciones las he efectuado después de hacer el reglaje de válvulas, con lo cual las posibles desviaciones son mínimas. También hice las comprobaciones con una alzada igual a: resta la holgura de la válvula a 1 mm , obteniendo los mismos resultados.

También decir que estos valores se deben comprobar con la tensión de las correas a 180 Hz. Si no es así, puede haber unos 2º de diferencia con las correas a 110 Hz. En mi caso tuve que poner los tensores al máximo, ya que había rebajado la altura del cilindro al poner una junta más fina en su base.

Bien, sabiendo los valores correctos y con las correas a punto, ahora hay que hacer las mediciones. Se necesita un disco graduado (para medir los grados de giro del cigüeñal), un útil para girar el cigüeñal y un reloj comparador con soporte flexible (para medir el desplazamiento de la válvula).

El primer paso es hacer solidario el útil al cigüeñal junto con el disco graduado. El útil tiene un par de salientes en su extremo que van a coincidir con un par de muescas en la punta del cigüeñal. Se coloca y se aprieta con el tornillo. Además tiene una tuerca más grande que va a sujetar el disco graduado (tiene un agujero para colocarlo en el útil). Un alambre atornillado al cárter será nuestra nueva referencia. Colocamos el disco y el alambre de tal forma que marque el PMS del cilindro que vas a hacer los cálculos.

disco_graduado

Luego necesitamos saber el PMS real para saber los grados exactos que ha girado el cigüeñal. Para ello se modifica una bujía que hará de tope al pistón en su desplazamiento hacia el PMS. Puede ser que las marcas de PMS que vienen marcadas en el cigüeñal no se correspondan exactamente con la realidad así que vamos a calcular ese punto a partir del cual basaremos el resto de las mediciones.

Con el pistón en el PMS giramos el cigüeñal por ejemplo en sentido horario unos 60º e introducimos la bujía modificada. Giramos el motor en sentido antihorario hasta hacer tope y apuntamos los grados. Por ejemplo 44º. A partir de ahora es importante apuntar todos los números obtenidos y repetir la medición siempre que tengas dudas.

Ahora volvemos a girar el motor en sentido horario (como si intentases dar una vuelta completa) hasta que haga nuevamente tope (no seas bestia y le hagas un agujero al pistón). Apunta los grados, por ejemplo 42º.

Entonces se puede decir que el pistón estará en el PMS contando a partir de (44+42)/2=43º del tope. Solo queda modificar el alambre de referencia para que se pare en los 43º si mueves el cigüeñal (hasta hacer tope el pistón) en sentido horario y antihorario.

Lo siguiente es apoyar la punta del reloj comparador en la pastilla de cierre de la válvula del árbol sobre el que quieras efectuar la medición. Uso la pastilla de cierre porque está más a mano y tiene un contorno plano. Tal vez necesites un prolongador de la punta del comparador para apoyar correctamente. El comparador debe seguir lo más fielmente posible el movimiento de la válvula y por ello debe tener un ángulo lo más parecido al vástago de la válvula.

medir_adm_vert_det

Antes de empezar a girar el cigüeñal, se pone a cero el comparador (comprimido ligeramente), ya que las mediciones de los grados se van a contar a partir de 1 mm de alzada de válvula.

medir_adm_vert

A la hora de girar el cigüeñal, siempre se debe de hacer en el mismo sentido, para eliminar de los cálculos las posibles holguras de los engranajes. Así que si te pasas, no vuelvas para atrás y comienza de nuevo.

Empieza a girar el cigüeñal poco a poco, hasta que veas que la aguja del comparador se ha movido 1 mm (1 mm de apertura de válvula) y apunta los grados que muestra el disco graduado. Al seguir moviendo el cigüeñal, al comparador irá disminuyendo su medición y puede que la punta deje de hacer contacto con la pastilla, pero no importa. Lo importante es cuando la válvula vuelva a su sitio, y el comparador empiece a aumentar su medición. Deberás parar en el mismo punto que antes: 1 mm antes de que la válvula se cierre completamente. Seguramente las primeras veces te pases de sitio. Aquí mido el árbol de admisión horizontal.

medir_adm_horiz

Un apunte es que los valores de AA y CE se miden respecto el PMS y los de CA y AE se miden respecto al PMI. Esto es porque después de unas cuantas vueltas al disco graduado te puedes liar un poco con las referencias y los grados mostrados. Aquí mido el árbol de escape horizontal.

medir_escape_horiz

Al final deberías obtener una hoja como esta que indique la situación. Como ves, una calculadora y un bolígrafo es complemento ideal. Y seguramente solo obtengas unos valores parecidos a las especificaciones. Lo importante es que los CL si sean lo más cercanos a los deseados.

hoja_calculos

Los valores que obtuve fueron:

  Vertical Admisión:116

  Vertical Escape:108

  Horizontal Admisión:115.5

  Horizontal Escape:109

Se puede ver que las admisiones están casi correctas y que los escapes están ligeramente retrasados, con lo cual toca adelantar las fases de escape para acercarlas al valor de 112.

Para ello hay que desmontar las poleas de distribución de los árboles de escape y sustituir las chavetas por otras con distinto desfase. Estas poleas están sujetas por unas tuercas bastante apretadas y harán falta un par de útiles para desmontarlas. Al sacar la polea, fíjate en la posición de la chaveta, para luego saber si hay que poner una con más desfase o una con menos.

alojamiento_chaveta

Las chavetas vienen desfasadas para avanzar o retrasar el árbol de levas respecto a la polea, según el siguiente dibujo. La flecha indica el sentido de giro del árbol de levas.

avanzar_retrasar_chaveta

En principio hay 8 tipos de chavetas en función de su desfase: A, B, C, D, E, F, G y H, que suponen 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 16 grados de variación (avance o retraso) en el cigüeñal. Por tanto, 2º será el margen de tolerancia en los valores finales.

En mi caso daba la casualidad que las 2 chavetas eran H pero la del vertical colocada en posición de retraso y la del horizontal en posición de avance.

En el vertical habría que poner una F para obtener los 112º pero para el horizontal no hay una chaveta de mayor desfase que la H. Una solución puede ser desfasar también la polea de transmisión (en el centro de la uve) y otra puede ser hacerla a medida. Al final decidí hacer las 2 a medida, intentando conseguir los 112 en el vertical y 111 en el horizontal. Estos 111 simplemente son 109+2, para no acabar con una chaveta más débil de lo necesario (al hacer el desfase, la zona intermedia de la chaveta es más débil en cada medida).

chavetas

El punto de partida es una varilla de acero inoxidable de 12 mm de diámetro. El alojamiento de la chaveta son 4 mm. Pues antes de cortar, a esos 4 mm hay que sumarle el desfase, y luego rebajar a ambos lados para crear el desfase. La equivalencia de desfase entre mm y º es: 0.15 mm=2º.

Para hacer la F sería: 4 + 0.15×6 = 4.9 mm.

Aunque al final es un poco prueba y error ya que la primera vez me salió una G. De todas formas, al final mi padre consiguió clavar las medidas: una H para el vertical y una I (ficticia) para el horizontal.

Por supuesto, vuelve a comprobar todo con las nuevas chavetas y si tienes alguna duda, repite las mediciones.

El resultado final es:

  Vertical Admisión:116

  Vertical Escape:111

  Horizontal Admisión:115.5

  Horizontal Escape:111

Que los escapes tengan el mismo valor, es anecdótico, más fruto de alguna pequeña variación en la chaveta o en la medición (con el disco graduado se puede bailar medio grado). En lo que tenemos que fijarnos es que todos los valores tienen igual o menos de 1.5º de variación respecto a los valores especificados por Ducati, que es menor que la mejor aproximación que podemos hacer con chavetas que tienen variaciones de 2º y con un método de medida (útiles incluidos) que nos puede generar un error de hasta 1º.

Pon nuevas las tuercas que aprietan las poleas cada vez que coloques definitivamente una chaveta. Apretar a 71 Nm.

Para hacer el disco graduado te puedes bajar de Internet alguna imagen, recortarla y pegarla a una lámina de aluminio. Yo usé una de www.machinerycleanery.com

En este caso, el soporte del reloj comparador se puede atornillar a los agujeros de los tornillos (métrica 6) de los culatines, excepto para medir el escape del vertical, que usé la base magnética para unirlo al chasis.

medir_escape_vert

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