Sistema de válvulas desmodrômico

Ducati's systems

O cogumelo característica e universalmente utilizado ou válvulas de "gatilho" (usado em todos os motores de 4 tempos) vai abrir durante o down-stroke (tempo-motor de descida) e fechar durante o up-stroke (tempo-motor de subida), até que eles fazem contato e se assenta na cabeça do cilindro.

Normalmente, a válvula é operada por um sistema de "ressalto", que controla a abertura da válvula (down-stroke), enquanto que o "retorno" da válvula, ou seja, o que faz o movimento de fechamento (up-stroke) é a ação de uma mola, na maioria dos casos.
 

Flutuação de válvula é uma condição adversa que ocorre quando as válvulas de um motor de combustão interna não permanecem em contato com a cabeça do cilindro, isto é, devido a alta rotação a demorada aceleração da mola não consegue assentar perfeitamente as válvulas. Isso reduz a eficiência e o desempenho do motor e aumenta potencialmente as emissões do motor (em alguns casos o pistão pode até empurrar a válvula, o que danifica a mesma prejudicando a vedação do encaixe).

Salto de válvula é uma condição relacionada, onde a válvula não fica assentada, devido aos efeitos combinados da inércia da mesma e efeitos de ressonância das molas das válvulas metálicas, que efetivamente reduzem a força de fechamento, e permitem que a válvula reabra parcialmente prejudicando também a vedação do sistema.

O Atuador Desmodromico foi muitas vezes justificado por alegações de que, molas não poderiam fechar as válvulas de forma confiável em alta velocidade e que as forças causadas por fortes molas acabam ultrapassando o que o came poderia suportar. Desde então, a flutuação de válvula foi analisada e verificou-se ser causada, em grande parte, pela ressonância das molas das válvulas, onde as ondas de compressão geradas oscilam entre as espiras da mola.
Fotografias de alta velocidade mostraram que em velocidades ressonantes específicas, molas de válvulas não estavam mais fazendo contato em uma, ou ambas as extremidades, deixando a válvula flutuando antes de colidir com o came on encerramento.
 
Por esta razão, até três molas de válvulas concêntricas, que coubessem dentro de si, eram usadas frequentemente, não fazendo mais força (as molas internas não atuavam em uma constante significativa), mas atuando como amortecedores, para reduzir oscilações na mola exterior.
Molas de válvula mais duras podem ajudar a evitar a flutuação da válvula, mas só à custa de um aumento significativo de atrito. Várias técnicas têm sido utilizadas para compensar o efeito de molas mais duras, tais como dual-mola e válvulas progressivamente arqueadas, roletes de ponta, e válvulas pneumáticas na Formula-1.

Efeitos secundários menos óbvio são que, as molas das válvulas normalmente pesam tanto quanto as válvulas onde elas atuam, o que significa que a massa total que precisa ser movido pelos mecanismos de atuação (correia, rolamentos, eixos) também precisa ser maior, a fim de evitar a falha por fadiga. O peso combinado do mecanismo e a energia necessária para vencer as forças de mola e as adicionais forças de atrito, significam que uma fração maior da saída de potência disponível do motor está sendo utilizada para a atuação das válvulas.

Se numa aplicação de competência normal de um motor, com sistema de mola para válvula, tinha um limite de rotação máxima de cerca de 10.000 rpm. Com mesmo desenho de motor equipado com um sistema de válvula desmodrómica, este seria capaz de atingir 15.000 rpm, com muito muito mais energia.

     Enquanto o sistema desmodromico não é o mais ideal de uma vida prática da mecânica, ainda sobrevive e se executa sem problema para os dias atuais. Embora possa ser mais caro que os sistemas de válvulas tradicionais por mola , existem muitos componentes de reposição que podem estender o intervalo de manutenção quase que por mágica, comparado aos sistemas acionados por mola em motores de mesma construção.

Na atuação tradicional válvula de mola, com o aumento da velocidade do motor, a inércia do trem de válvulas supera a capacidade da mola para fechar a válvula completamente antes de o pistão atinjir o ponto-morto superior. Isto pode conduzir a vários problemas. Em primeiro lugar, e mais catastrófica, o êmbolo vai colidir com a válvula e, consequentemente, danificar irremediavelmente. Em segundo lugar, a válvula não voltará completamente à sua sede, antes da queima começar. Isto permite que os gases e a pressão do cilindro escapem prematuramente, o que provoca uma grande diminuição no desempenho do motor e pode provocar um superaquecimento na válvula, possivelmente provocando a deformação ou a falha catastrófica da válvula ou ambos. O sistema desmodrômico evita este problema, porque, apesar de ter que trabalhar contra a energia direcional da abertura e fechamento da válvula, não tem que ultrapassar a energia estática da mola, pois ele mesmo puxa a vãlvula para seu lugar. De qualquer forma, no sistem válvula desmodrômico há uma pequena mola. Nesse caso as molas são necessários apenas para eliminar a folga do sistema de fechamento.  
A fabricante italiana Ducati, usa o sistema de válvulas desmodrômico para combater este problema e permitir maiores velocidades do motor. O sistema é composto por um mecanismo de elevador mecânico que usa um segundo braço basculante para empurrar a válvula fechada. Na Fórmula 1, fabricantes de motores usam um sistema pneumático para fechar as válvulas para permitir muito alto RPM sem flutuação de válvula.

O principal benefício do sistema desmodrômico é a prevenção da flutuação das válvulas e que não há molas pesadas roubando energia ​​para fechar as válvulas, melhor proteção para o motor, se for mais acelerado, e melhor desempenho e / ou a eficiência geral.

A desvantagem do sistema de válvula desmodrómica é a sua complexidade e custo. E, embora o rendimento global de uma possível concepção desmodrómica não pode ser alcançada nas aplicações atuais, uma maior potência de saída, pode ser conseguida com menos custos, usando quatro ou mais válvulas por cilindro.

A palavra "desmodrômico" é derivada de duas raízes gregas, Desmos (controlado, ligado, em cativeiro) e dromos (curso, pista, na forma de uma pista de corridas). Refere-se ao sistema de controle de válvula exclusivo utilizado em motores Ducati: ambos os movimentos da válvula (abertura e fechamento) são "operados".
 

Nós geralmente dizemos que a ação da válvula é "positiva" em ambos os casos, por outras palavras, ambos os movimentos são "controlados".
Em termos mecânicos, a palavra desmodromic é utilizada para se referir aos mecanismos que têm diferentes controles para a sua atuação em diferentes direções.

O projeto pode ser barulhento, (normalmente substituído pelo ruído da estrada, de pneus e outros componentes do motor) mas o ruído é "desconfortavelmente alto nos motores com quatro ou mais cilindros"em geral, sendo que, os com 4 são limitados (em termos de Ducati) para o MotoGP e corrida de MotoGP bikes, ou réplicas que são os únicos atuais motores Desmodrômicos de produção que apresentam quatro cilindros, eles são destinados para uso nas corridas. (Deve ser notado que os níveis de ruído de escape pode exceder 110dB na guarnição de uma corrida completa.)

A Ducati tem usado constantemente seu sistema desmodromico desde 1956. Este é o único fabricante no mundo a ter aplicado a quaisquer motos de produção desde padrão de produção à Superbike e MotoGP bikes.

O sistema de válvulas Desmodromicas foi projetado e desenvolvido pelo Dr. Fabio Taglioni.

Taglioni foi o pai do sistema de acionamento da válvula desmodromica moderno, e trabalhou para a Ducati para a maior parte de sua carreira.
Nascido em 1920 em Lugo di Romagna, Taglioni se formou como engenheiro em 1948. Trabalhou na Mondial no início dos anos 50, e quando ele teve um desentendimento com a administração, as ofertas foram logo em cima da mesa da Ford e Ducati. Certamente Ford foi a oferta mais lucrativa, mas Ducati ofereceu algo que a Ford nunca poderia oferecer. Autonomia e a possibilidade de formar uma equipe de corrida. Taglioni foi trabalhar para a Ducati como designer-chefe e diretor técnico em 1954, e trabalhou lá até 1989, a primeira de uma série de decisões que ignoraram o dinheiro em favor de fazer o que ele queria fazer.
Ele começou na década de 1950, projetando solos para a Ducati, e em 1963, desenhou o protótipo V4 Ducati Apollo. Isto levou à 1972 Ducati 750 Desmo Imola, e nos anos 1970 e 1980, à produção de motocicletas Ducati V-twin.

Seu projeto desmodromico V-twin ainda é usado em todos os atuais motores de motocicletas Ducati. Entre as muitas vitórias de seus primeiros desmo gêmeo de 1978, o lendário retorno de Mike Hailwood na Ilha de Man é talvez o mais memorável.

Fabio Taglioni morreu em Bolonha no final de julho de 2001 na idade de 80.