MOTOR DE DOS TIEMPOS
INTRODUCCION AL MOTOR DE DOS TIEMPOS
El motor de dos tiempos está basado también, en el ciclo de explosión Otto; sin embargo, la obtención de los tiempos y la forma de producirse es diferente.En los motores de cuatro tiempos había, en cada cilindro, cuatro carreras del pistón dedicadas a las cuatro distintas operaciones que componen el ciclo: admisión, compresión, explosión y escape, obteniéndose una carrera motriz a costa de tres auxiliares en dos vueltas completas del cigüeñal.
En los motores de dos tiempos, las cuatro fases del ciclo en realidad se conservan, pero se realizan con sólo dos carreras del pistón; es decir, que se consigue una explosión o carrera motriz por cada vuelta del cigüeñal.Durante muchos años se ha trabajado intensamente en el perfeccionamiento de los motores de dos tiempos. Resueltas las principales dificultades para motores de pequeña potencia, se aplicaron en gran escala a las motocicletas, hasta el punto de que la mayoría de las europeas llevan motores de esta clase. Los perfeccionamientos alcanzados han resuelto muchas de las dificultades que se presentaban para su empleo en automóviles, usándose últimamente, por varias marcas, en vehículos ligeros de pequeña potencia.
CONSTITUCION Y FUNCIONAMIENTO DEL 2 TIEMPOS
El motor de dos tiempos carece del mecanismo de distribución, de modo que no tiene árbol de levas, engranaje, taqués, válvulas, etc. Por ello, no es tan necesaria la culata ddesmontable y puede fundirse, en una pieza, con el cuerpo del cilindro, sobre todo en motocicletas. El carter, en general, no se emplea como depósito de aceite; es de reducidas dimensiones, cuidadosamente calculadas, y está herméticamente cerrado porque se usa para la admisión y compresión preliminar de la mezcla.
El cilindro tiene dos ventanas o lumbreras en su parte baja que son descubiertas por el pistón en las proximidades del p.m.i., estando situada la de escape frente a la de carga de gases.Más abajo que la de escape, está una tercera lumbrera, de admisión, por la que la mezcla del carburador llega al motor y entra en el cárter. Desde éste hasta la lumbrera de carga hay un conducto de carga (hecho en la misma fundición) por el que la mezcla carburada pasa en el momento debido al cilindro.
Así, pues, los gases frescos no entran al cilindro sino al cárter, que actúa como una bomba que los aspira del carburador y los transfiere al cilindro. Una vez en éste, y cuando van entrando, deben ayudar a salir a los quemados en la explosión anterior, operación que se llama barrido y cuya buena ejecución es fundamental en estos motores. Esta operación se realiza durante lo que puede llamarse solapo.
Durante la primera media vuelta del cigüeñal, en la cara uperior del émbolo se han realizado la compresión y la explosión, mientras que por la parte inferior, entraban los gases frescos, en el cárter, procedentes del carburador.
En la segunda media vuelta, se ha terminado la carrera motriz, y se ha realizado el escape y la admisión o carga (trasvase de los gases frescos del cárter al cilindro).Hay un ciclo completo por cada vuelta del cigüeñal.
Obsérvese que al bajar el pistón en el tiempo de explosión, cuando su cabeza descubre la bumbrera de escape, la presión que aún conservan los gases en expansión (de 5 a 6 atmósferas o Kg/cm2) se descarga o desfoga bruscamente por dicha lumbrera; un instante más tarde, al seguir bajando el émbolo, descubre la lumbrera de carga. Este intervalo se llama desfogue.
Al subir el pistón lo primero que cirra es el transfer, porque con las lumbreras fijas, los movimientos son simétricos; así que, durante otro intervalos igual al de desfogue está cerrada la carga, pero abierto todavía el escape (intervalo de "franqueo"), con riesgo de que los gases frescos se vayan por el paso fran
co del escape.
Para ayudar a los gases frescos a seguir la trayectoria que marcan las flechas en las figura, se ha empleado, tradicionalmente, el pistón con deflector; este saliente, guía los gases de admisión hacia la parte alta del cilindro, de modo que empujan los quemados hacia el escape. Tal dispositivo es ya poco usado; en los últimos años se viene empleando cada vez más el pistón corriente de cabeza plana.
Con objeto de que los gases de entrada empujen y barran a los de escape, sin perder nada de los frescos y echando fuera todos los quemados, se orientan los conductos de carga de tal forma que el chorro de gases de admisión siga el recorrido de las flechas de la figura sin necesidad del deflector.
Un sistema típico de pistón plano es el Schnürle, usado por DKW y adoptado por la mayoría de los fabricantes; en él, las lubmbreras y conductos tienen la adecuada inclinación para que los gases salgan en la dirección más conveniente. En vez de comunicar el cárter con el cilindro por una tubería directa, la empleada es más corta, estableciéndose la comunicación por el interior del émbolo que lleva en su falda una lumbrera, la cuál comunica por el conducto de
carga el cárter con el cilindro.
Como hay dos "transfers" simétricos, uno a cada lado del escape, se realiza adecuadamente en el cilindro el torbellino de gases en forma de ovoide que indican las flechas y que barren a los quemados, permitiendo un llenado de los frescos con el mejor rendimiento. Se supone que el cigüeñal gira en el sentido marcado por la flecha.
CARACTERISTICAS
El encontrar un adecuado equilibrio entre el escape y la admisión y, sobre todo, un buen barrido de los gases quemados, son causas de numerosas experiencias y tanteos antes de lanzar un modelo de motor al mercado; aspectos que retrasaron el desarrollo del motor de dos tiempos.
Cada motor que se fabrica está diseñado y construido de la forma más conveniente, con vistas a obtener el máximo rendimiento; esto es tan riguroso, que si por ejemplo, a un motor de dos tiempos se le suprime su silencioso, se le quita resistencia a la salida de los gases quemados, con lo que aumenta su velocidad y arrastran a los frescos que vienen detrás, perdiéndose más parte de ellos por el escape. Como la cantidad que puede entrar en el cilindro es la misma, la potencia resultante será menor al ser más pequeño el volumen de gases frescos que hay ahora dentro del cilindro.
Una característica curiosa del motor de dos tiempos es que es reversible; es decir, que lo mismo funciona girando a izquierdas que a derechas: En efecto, el ciclo de operaciones en el cilindro viene mandado por el vaivén del pistón y éste es el mismo cualquiera que sea el sentido de giro del cigüeñal. En los motores de cuatro tiempos, el orden está determinado por el árbol de levas, que si gira en sentido contrario, gira las válvulas a destiempo del pistón y no es posible realizar el ciclo.
Si las lumbreras fuesen muy anchas y frente a una de ellas coincidiese la ranura de cierre de un segmento, como la elasticidad de éste tiende a abrirlo, podrían las ranuras sobresalir demasiado del pistón y, al seguir éste su movimiento, tropezar en el borde de la lumbrera, con la rotura subsiguiente del segmento y las graves averías que los trozos sueltos originarían. En previsión de tal accidente, las lumbreras son relativamente estrechas (una décima parte de la periferia del pistón), o se colocan los segmentos con topes que les impiden girar sobre su garganta, de modo que las ranuras terminales no pueden ponerse nunca frente a las lumbreras.
En los motores modernos es frecuente el uso de cojinetes de bolas, rodillos o agujas en la cabeza de la biela. En cambio, los del cigüeñal, si la precompresión se hace en el cárter, eran lisos para que no hubiese fugas por ellos; pero en la actualidad ya son de rodillos o de bolas con taponamientos laterales que los hacen estancos.
Marcha en "cuatro tiempos"
. Es casi inevitable que parte de los gases frescos de carga se mezclen con los de escape, sobre todo cuando la admisión es reducida, por ejemplo, al girar en ralentí. Al diluirse la pequeña mezcla entrante con los gases ya quemados, la compresión subsiguiente se hace sobre una mezcla empobrecida, tanto en combustible como en oxígeno (aire escaso e impuro), y la chispa no llega a inflamarla, fallando una explosión. A la media vuelta siguiente entra más mezcla del carburador que, como no ha habido explosión anterior, enriquece el contenido del cilindro y, por tanto, al ser comprimido de nuevo ya puede ser inflamado por la chispa siguiente.
Este proceso se repite, y al producirse una explosión cada dos chispas, se espacian como en un cuatro tiempos (una por cada dos vueltas), y de ahí el llamarse así al fenómeno tan frecuente en los motores de dos tiempos, que es ayudado por un silenciador sucio, a causa de la contrapresión que produce.
El problema principal de estos motores, es el barrido de gases, ya que arrastran con el escape parte de gases frescos, debido básicamente a que no hay válvulas, distribución ni reglaje, siendo el émbolo el que realiza estas funciones. Por ello, el rendimiento térmico es menor que en el de cuatrro tiempos, aproximadamente el 75%.
Características
