TÉCNICA  DEL VESPINO.   LA  CULATA

Fig. 1.Vista de la culata. . Posición de desmontaje

Podríamos estar hablando de un elemento pasivo del motor. En un 2 tiempos, solo oficia de "tapa" del cilindro, contiene la bujía y no presenta ninguna parte móvil, al contrario que los 4 motores de 4 tiempos, en los que representa una de las partes (sino la que mas) mas complejas de este tipo de motor. 

Fig. 2.Esquema del funcionamiento del descompresor .

En el caso del Vespino, tenemos una pequeña válvula que descarga la presión directamente al cilindro, a través del escape. Es el descompresor. Su función es, tanto facilitar el lanzamiento del motor para ponerlo en marcha como pararlo. Se acciona de forma totalmente manual mediante la manecilla derecha del manillar.
En la figura 2 podemos ver esta válvula, que tiene una estructura parecida a la de un 4 tiempos. En este caso, la despresurización se efectúa directamente al colector de escape, para evitar ruidos.
 La culata permaneció inalterada desde el primer modelo solo con algún cambio de forma, hasta la entrada del motor nuevo del F9. En este caso, recibe una bujía de rosca larga, aumenta el grueso de la misma (ahora los espárragos son mas largos) y un sistema de descompresión renovado en cuanto a piezas, pero no en su funcionamiento básico.
Los modelos con arranque a pedal (Velofax y F18) ya no requieren de descompresor y carecen de el.
Otra función de la culata es la refrigeración del motor disipando calor a través de sus aletas.
Podemos decir que, según despieces, el asiento de la culata carece de junta, excepto la series AL/ALX/XE y NL(New Look)/NLX/NXE.

CULATA CLÁSICA

Fig. 3  Culata clásica. Vista superior	Fig. 4  Culata clásica. Vista de cámara

Esta es la culata clásica. Se monta desde el primer modelo hasta el anterior al F9, con algunas diferencias de forma en las aletas. Dispone de bujía standard de M14x125 de cuello corto. Su situación es lateral, por razones obvias de espacio.
La forma de la cámara es semiesférica simple. El espacio de la válvula del descompresor presenta una protuberancia que dificulta la circulación de los gases.
El alivio (descarga) del descompresor pasa al escape por un taladro que comunica con el cilindro.
Esta zona de paso, es uno de los principales problemas del Vespino, sobretodo, como veremos mas adelante, si aumentamos la cilindrada del vehículo.

Fig. 5. Despiece descompresor clásico.

Tenemos de distinguir 2 formas en cuanto las aletas de refrigeración. En los motores de láminas se recorta la parte mas cercana al bastidor en reposo. Posiblemente para evitar golpes y mejorar la suspensión, Para ello se modifican alguna aletas y en consecuencia la posición del tornillo de la tapa varia. Si mezclamos culatas, podemos tener una cierta incompatibilidad con las tapas de ventilador.
La 1 de la siguientes fotos corresponde al motor de láminas y el nº 2, al motor de láminas.

Fig. 6. Culata rotativos (1) y Láminas (2).

Fig. 7.  Aquí podemos ver la diferencia de posición del tornillo de sujeción de la tapa.

En la siguiente foto podemos ver la disposición de los elementos del descompresor. El gatillo es accionado por un cable.

Fig. 8  Culata clásica. Disposición de los elementos del descompresor.

Las siguientes imágenes muestran el detalle de mecanizado del descompresor. El taladro inclinado desde el asiento de la culata, debilita considerablemente la zona.
Como podemos apreciar en la Figura 8, la zona que hay entre el taladro y la cámara es estrecha y relativamente débil. A la larga suelen producirse deformaciones y fugas en esa zona. Además, la compresión tiende a buscar salida por ahí y causa averías difíciles de detectar sin desmontar.

Fig.9  Culata clásica. Detalle descompresor.	Fig. 10 Culata clásica. Otra vista de detalle.

En la Fig. 8 se aprecia la debilidad en esa zona. En casos extremos, llega ceder y agrietarse completamente. En la foto siguiente (Fig. 11) podemos ver que la rotura ha llegado a ser completa. Llega hasta el mismo descompresor.

Fig. 11  Rotura extrema de culata.

Esta rotura deja a la junta sin base y acaba rompiéndose. La fuga es directa al escape y es imperceptible desde el exterior. Salvo por la pérdida de potencia. En la siguiente foto podemos ver como la compresión de abre camino en la junta.

Fig. 12  Destrucción de la junta de culata por rotura

Aquí podemos ver el problema aplicado al uso de un cilindro de mayor diámetro. La compresión se ha abierto paso a través de la junta, aunque el motor seguía funcionando mas o menos bien. El ralentí es inestable y a veces pierde mucho rendimiento en caliente.

Fig.13  Fuga en zona de descompresor.

En la siguiente imagen podemos ver claramente en negro la sombra del taladro de alivio de la culata. Las zonas negras son síntomas de fugas. Es conveniente planear los elementos antiguos cada vez que se desmontan con un cristal o mármol y lija, sobretodo si están oscuros. Es conveniente revisar el espacio entre el taladro y la cámara, ya que a menudo se presentan grietas que requerirán de un cambio de culata. Igualmente es importante elegir bien la junta y retocar si es necesario el taladro para permitir un ajuste del paso de alivio lo mas alejado posible de la cámara  y que permita un buen paso de gases.

Fig.12  Junta de culata con pérdidas

El problema suele agravarse al aumentar la cilindrada del motor, ya que el diámetro aumenta y este espacio crítico disminuye de forma a veces alarmante sin que nos demos cuenta o le quitemos importancia.
En esta Figura 15 podemos comprender perfectamente el problema. El círculo A representa el diámetro original del cilindro. El B, el del cilindro de 65. Es evidente que en C tenemos un problema. Ese taladro comunica de forma directa con el exterior.
¿Soluciones?. Lo mas aconsejable es poner una culata específica para 65.

Fig. 15  Problema en el aumento de cilindrada.

Aquí tenemos la solución de Metrakit. En este caso, el fabricante solo la diferencia del resto en que ha puesto cuidado especial en desplazar el taladro hacia el exterior, para enfrentarlo con el cilindro. Otros fabricantes aprovechan para  mejorar la forma de la cámara y/o adecuar mas el volumen al nuevo cilindro.

Fig. 16  Culata específica Metrakit de 65.

En la foto inferior, vemos otro tipo de culata (Lomat) realizada con el taladro de alivio en 2 secciones: Un taladro hacia abajo que se encuentra con otro practicado en el lateral desde el exterior. Vemos que está tapado. Esto hace que el paso esté a mayor profundidad y se respete la consistencia de la zona.

De paso, podemos apreciar que el volumen es mayor, para compensar el aumento de cilindrada. También se reduce la protuberancia del alojamiento de la válvula y se le ha dado una cámara elíptica interna y un poco del llamado "Squish".
El Squish, es una forma de culata que permite que el pistón al subir deje poco espacio en los laterales y obligue a la mezcla a proyectarse hacia el centro, produciendo una turbulencia y concentración alrededor de la bujía, con el fin de mejorar la combustión.

Fig. 17  Otro tipo de culata de 65 cc

Otra solución consiste en limar en coliso los agujeros de los espárragos para "alejar" el taladro del centro.

Fig. 18  Limado de taladros de espárragos.

Esto tiene el inconveniente de que tendremos problemas en la zona del gatillo del descompresor, ya que si nos pasamos, no habrá espacio para la tuerca ni la llave de apriete.
Siempre es importante un buen ajuste de los taladros de la junta. Se trata de desplazar la culata en el sentido de la flecha. En este caso, se liman cuidadosamente en la dirección opuesta a la flecha. Es imprescindible en cualquier caso, forzar la culata en sentido de la flecha antes de apretar.

Finalmente, para solucionar estos problemas, en vespino.es hemos desarrollado la culata MTCU01X, que es una réplica de la culata Lomat. Ver artículo.

Fig. 19  Culata MTCU01X de VESPINO.ES

LA  CULATA  DEL  F9

Fig.20  Culata F9. Vista superior	Fig. 21  Culata F9. Vista de cámara

Es, en su conjunto, mucho mas reforzada. Lleva bujía de rosca larga M14/125. El sistema de descompresión, básicamente es igual, pero las piezas van sujetas a las mismas tuercas de la culata.

Fig. 22  Vista del sistema de descompresión F9.

Los espárragos son mas largos y no se le pueden adaptar (al menos fácilmente) las culatas antiguas. No se conocen culatas alternativas para este modelo, aunque la incidencia del problema del descompresor es menor. La montan los modelos posteriores con pedales practicables. Los que llevan pedal de arranque (Velofax y F18), eliminan el descompresor y tienen un aspecto similar.

Fig. 23  Despiece culata F9.

DESMONTAJE  Y  MONTAJE

Desmontar amortiguador y levantar parte delantera, como en la Figura 24. Sacar tapas laterales y superiores, depósito de gasolina, carburador y tapa de ventilador.
Nos quedará como en la Figura 1.

Fig. 24  Bascular motor para tener espacio.

Ahora aflojamos y extraemos las tuercas, normalmente con una llave de tubo del 11. Cuanto mas fina mejor. Es habitual tener problemas con la tuerca cercana al descompresor.
Una vez suelta, ya podemos extraer la culata tirando de ella. Recuperamos las arandelas.
Aquí tenemos la culata ya lista para salir (Fig. 25). Nos quedará colgando del cable del descompresor. Hay que tener cuidado en desmontar el tornillo señalado por la flecha, ya que no se puede montar sin desmontar la culata otra vez.

Fig. 25  Culata lista para salir.

La junta de culata debe ser sustituida en cualquier caso.  En teoría, solo las series AL/ALX/XE/NL(New Look)/NLX/NXE la llevan, pero la podemos poner si queremos, y siempre en las transformaciones. No es necesaria ninguna pasta ni sellador en la misma.
 Es importante limpiar bien las aletas de refrigeración para mejorar el intercambio de calor.

Las hay de varios tipos, atendiendo a su diámetro interior ( 50 o 65 ), grueso, forma (abovedada de Gilardoni), sin taladro ( para hacerlo en el sitio adecuado), o material ( la de cobre resiste mucho mejor y mejora la conducción del calor ).

Fig.26   Juntas de Culata en aluminio.	Fig. 27   Junta de Culata en cobre.

El objetivo es conseguir un buen acople de los pasos de alivio, lo mas alejados de la cámara y sin restringir el paso. Una evacuación deficiente provocaría una dificultad de arranque.

Fig. 28  Hay que conseguir un buen ajuste de los 3 pasos de descompresión.

Si desmontamos la válvula, la remontamos en el mismo sentido. Un apriete correcto seria dejar el extremo de la válvula a unos 4 mm. de la cara superior de la tuerca de bronce. No nos olvidemos de poner el precinto para evitar que se desmonte sola.

Fig. 29  Montaje y precintado de la tuerca.

Fig. 30  Montaje y precintado de la tuerca.

PAR DE APRIETE CULATA: 1.5 - 1.8 Mkg.
Se aprietan en cruz y en 2 o 3 pasadas. Empezando por 1 Kg y otras de 1,4 y 1,8.
Es aconsejable empujar la culata hacia delante por lo que hemos comentado antes.
La culata de la foto monta unas tuercas alternativas. La del descompresor es mas larga y fina, para facilitar las operaciones. Las demás son mas grandes y largas, para que las roscas sufran menos.

Fig. 31  Culata montada con tuercas alternativas.

A continuación veremos detalle del enganche del cable de descompresión. En la culata clásica, la funda descansa sobre un bulón con un precinto. Hay 2 tipos: Uno con corte longitudinal con precinto (el de la foto) y otro con un corte lateral. En ambos casos se desengancha fácilmente el cable. Es recomendable efectuar una muesca en el lomo del gatillo para poder empujarlo fácilmente con un destornillador.

Fig. 32  Tiro de cable en culata clásica.

Fig. 33   Tiro de cable de descompresor de culata F9.

Caso de tener que cambiar un cable, se aconseja montar uno de martillo de 5,5 con un escañacables de 6  y respetando el largo residual antiguo ( marcado con la flecha en la Fig. 34 ). Siempre que funcionara bien antes y tengamos la precaución de que la manecilla esté en reposo. Hay que prestar atención  a la alineación del escañacables y en cortar en lo posible el sobrante, una vez determinada la longitud. El sistema del cable del descompresor no se puede ajustar. Debe abrir completamente el sistema y tener un mínimo de juego muerto.

Fig. 34  Respetar la medida anterior.

OPERACIONES :

ESMERILADO DE LA VÁLVULA.

Siempre que ponemos una culata o válvula de descompresor nueva es recomendable esmerilar el apoyo de la misma en el aluminio.
Las culatas nuevas no suelen traer el descompresor. Hay que traspasar las piezas de una o otra.
El procedimiento es igual al del esmerilado de las válvulas del motor de un 4 tiempos. Usaremos el mismo esmeril, de acabado fino.
Pondremos una pequeña cantidad en el asiento a esmerilar y le añadiremos unas gotas de agua.. Haremos girar la válvula alternativamente de un lado a otro, levantando de vez en cuanto para que entre la pasta hasta que tengamos un acabado como el de la tercera foto. Limpiamos bien.

Fig. 35   Esmerilado de válvula. Elementos.	Fig. 36   Esmerilado de válvula. Haciéndola girar.

Fig. 37   Esmerilado de válvula.  Acabado

PLANEADO

Se trata de igualar las superficies de culata y cilindro con el fin de mejorar el sellado. Si no hay junta, es mas importante todavía.
Con un mármol o vidrio perfectamente planos y un papel de lija fino haremos girar la pieza en todas las posiciones. Es aconsejable  hacerlo con movimientos circulares y cambiándola de posición, para que el lijado sea lo mas uniforme posible. Si la lija es de agua, mojarla facilitará la tarea.
Rebajar mecánicamente el plano representa que el taladro del descompresor todavía quedará mas cerca de la cámara de combustión, al estar este inclinado. No olvidemos comprobar que en esta zona no haya ninguna grieta.

Fig. 38   Planear asiento culata.

TEORÍA:  RELACIÓN  DE  COMPRESIÓN

Digamos que el sistema, cuando el pistón está arriba, deja un volumen en la cámara de combustión que determina la llamada relación de compresión.
Para obtener este dato., sumamos la cilindrada del motor (dividida por el nº de cilindros) y el volumen restante en la cámara. A continuación lo dividimos por este mismo volumen.

Por ejemplo. 
* Volumen de cámara: 6 cc (centímetros cúbicos o mililitros)
* Cilindrada: 60 cc.
(60 + 6)/6 = 11
En este caso hablamos de una relación de compresión de 11 a 1. Esto siempre es un valor teórico, ya que la compresión empieza en el momento que se tapa la lumbrera de escape. Los japoneses calculan el valor considerando la cilindrada como el volumen útil desde que se tapa la lumbrera. El resultado es un número mas bajo. En realidad, esta teoría tampoco es exacta, ya que el escape se encarga de "tapar" la lumbrera de escape mediante ondas de sonido.
Para tomar el volumen de la cámara, es conveniente poner el pistón arriba y fijarlo. Sellamos el lateral con una fina capa de grasa para que el aceite que se pone para medir no fluya hacia abajo. Hay que evitar que se mueva el pistón.

Fig. 39  Sellado del pistón.

A continuación, hay que montar la junta definitiva y la culata, dando apriete normal. Para medir el volumen de la cámara, hay que poner el taladro de la bujía en la parte mas alta e ir tirando aceite con una bureta medidora hasta que este llegue al principio de la rosca.

Fig. 40   Medida de la cámara.

El volumen puede modificarse aumentando o disminuyendo el grueso de la junta de culata o aumentando el nº de ellas. Con una sencilla fórmula, podemos calcular, con un diámetro dado, el valor de cada milímetro de junta. Otra forma de modificarlo es haciendo lo propio con la junta del cilindro. Pero esto alterará también la distribución del cilindro.
Otra forma seria rebajar el plano del cilindro o de la culata. Esta última no es recomendable de hacer, ya que el taladro de alivio del descompresor variará su posición de forma nociva, al ser el taladro inclinado.

Mas información técnica:

http://www.metraddiction.com/Zona_Racing/box/Dossier_squix.pdf
http://www.topracing.es/articulos/preparacion_culata_topracing.php
http://www.topracing.es/articulos/preparacion_2t.php

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Cualquier corrección, aclaración, rectificación o que sirva para mejorar este artículo será agradecido.
Los dibujos de los despieces están sacados de catálogos de despiece y manuales de taller de Moto Vespa. Las fotos son propias. 
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Kiqu Garí

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