INDICE: MOTORES DE DOS TIEMPOS
Introducci—n
Inconvenientes
que presentan estos tipos de motores
Funcionamiento
INTRODUCCIîN
El motor de dos tiempos es un motor de explosi—n
que ofrece una carrera œtil o de fuerza por cada vuelta del eje cigŸe–al. Esto,
que en principio parece que tiene poca importancia tiene una ventaja muy
notable frente al cl‡sico motor de cuatro tiempos, que solamente nos produce
trabajo en uno solo de los tiempos del ciclo. Por este motivo, el motor de dos
tiempos deber’a tener te—ricamente el doble de potencia que uno de cuatro
tiempos con cilindros de las mismas dimensiones, pero en la pr‡ctica se ha
comprobado que raramente pasa de una potencia superior a vez y media, debido a
problemas de desgastes excesivos de cilindro y pist—n por engrase deficiente,
calentamiento excesivo, refrigeraci—n defectuosa y, lo que es m‡s importante,
dificultad en intercambiar gases a elevadas revoluciones.
Se llama as’ porque junta los cuatro tiempos de un
motor convencional en dos solamente. AteniŽndonos solamente a lo que sucede en
el interior de la c‡mara de compresi—n, diremos que los tiempos son
admisi—n-escape y compresi—n-explosi—n, que corresponden a las figuras 2 y 4
situadas m‡s arriba.
Al igual que el motor de cuatro tiempos, tiene
cilindro, pist—n, cigŸe–al y buj’a, pero carece de v‡lvulas, que son
sustituidas por tres o varios orificios llamados lumbreras o ventanas, y que
son las lumbreras de escape E, admisi—n A y carga C, y que est‡n abiertas en la
pared del propio cilindro.
Se abren y se cierran mediante el mismo pist—n
cuando efectœa las carreras de admisi—n-escape y compresi—n-explosi—n. El motor
de dos tiempos debe completar la admisi—n, la explosi—n y el escape en un solo
movimiento completo del pist—n hacia arriba y hacia abajo.
El ciclo de trabajo comienza cuando el pist—n se
eleva desde el punto muerto inferior, con lo que descubre la lumbrera de
admisi—n y se introduce una carga de combustible en el c‡rter hermŽtico. Al
continuar ascendiendo, cierra la lumbrera de escape y tambiŽn la de carga, al
tiempo que completa la compresi—n de la mezcla de combustible y aire en la c‡mara
de explosi—n.
Inmediatamente antes del punto muerto superior se
enciende la mezcla y el pist—n desciende impulsado hacia abajo. Al descender
descubre la lumbrera de escape y permite que los gases quemados salgan al
exterior. Al mismo tiempo la parte inferior del pist—n actœa como una bomba e
impulsa la mezcla de combustible y aire que se encuentra en el c‡rter hacia la
lumbrera de carga, por la que pasa, y llega a la c‡mara de explosi—n preparada
para entrar en ignici—n.
La refrigeraci—n de este motor, por norma general,
se consigue por aire (directo o forzado) a travŽs de unas aletas unas aletas R
que rodean todo el cilindro y c‡mara de combusti—n. Estos motores no llevan
tampoco circuito de engrase, el cual se realiza por mezcla de aceite con el combustible
en una proporci—n del 5% aproximadamente.
Inconvenientes que presentan estos tipos de
motores:
Comparando estos motores con los de cuatro tiempos,
la potencia y el rendimiento tŽrmico obtenido es menor para una misma
cilindrada, con un mayor consumo espec’fico de combustible. Esto se debe a la
forma de llenado y evacuaci—n de gases en el interior del cilindro ya que,
funcionando a ralent’, la salida de gases quemados es lenta, y parte de Žstos
se mezclan con los gases frescos con lo que la mezcla se empobrece. Este
inconveniente da lugar a un menor rendimiento.
A gran velocidad, la salida de gases es muy r‡pida,
arrastrando parte de los gases frescos durante el llenado del cilindro. Como la
cantidad de mezcla durante la carga es constante, al salirse parte de ella el
llenado del cilindro es m‡s deficiente y se obtiene, por ello, una menor
potencia œtil del motor, o lo que es lo mismo, un mayor consumo para una misma
potencia.
Sin embargo, debido a sus caracter’sticas
constructivas tiene la enorme ventaja de que, al no llevar v‡lvulas, tampoco
necesita todos los elementos que componen la distribuci—n. Por este mismo
motivo, tampoco es imprescindible que la culata sea desmontable, por lo que el
conjunto bloque-culata puede fabricarse de una sola pieza (aunque no es lo
usual), evitando as’ elementos de uni—n y logrando un motor compacto y ligero.
La sencillez de este motor y la eliminaci—n de otros elementos movibles, como
son la distribuci—n, bomba del agua, bomba de aceite, generador, etc., hace que
la energ’a del combustible transformada en trabajo mec‡nico se aproveche al
m‡ximo y, como consecuencia de ello, se consiga un alto rendimiento mec‡nico
del motor, haciŽndolo muy rentable y econ—mico.
FUNCIONAMIENTO
Los motores de dos tiempos presentan una serie de
diferencias constructivas con respecto a los motores de cuatro tiempos que se
detallan a continuaci—n.
. El motor de dos tiempos no dispone de
mecanismo de distribuci—n ya que la entrada y la salida de gases se produce a
travŽs de unos orificios dispuestos en los cilindros denominados lumbreras en
lugar de realizarse a travŽs de las v‡lvulas como ocurren en el motor de 4
tiempos. Dichos orificios permanecen abiertos o cerrados en funci—n de la
posici—n en la que se encuentre el pist—n.
. El motor de dos
tiempos tampoco dispone de un circuito de engrase independiente en el interior
del motor como ocurre en el de 4 tiempos. La lubricaci—n del citado motor se
realiza a travŽs del propio combustible, previamente mezclado con aceite en una
proporci—n que oscila entre el 2 y el 5 por ciento de aceite. El combustible
esta en contacto con todas las piezas m—viles del motor y por tanto estas se
lubrican perfectamente.
. El pist—n presenta una forma y longitud
particular , al ser este el que se encarga de abrir y cerrar las anteriormente
mencionados lumbreras.
. Dadas las particularidades de
funcionamiento del motor de 2 tiempos, existe la necesidad de disponer de un cˆrter totalmente independiente del resto del motor.
La
denominaci—n de motor de dos tiempos viene determinada al realizar un ciclo
completo en dos carreras del pist—n , si bien es cierto que durante las dos
carreras no se realizan dos tiempos sino 6, como se detalla a continuaci—n.
Para la siguiente explicaci—n detalla el recorrido de la mezcla de las carreras
del pist—n.
Tiempo de admisi—n
El movimiento ascendente del pist—n provoca la
apertura de la lumbrera de admisi—n y una depresi—n en el colector de admisi—n
que succiona la mezcla de combustible. Pasa directamente al carter
en lugar de al cilindro como ocurr’a en el motor de 4 tiempos.
El carter esta aislado del resto del motor y hace la funci—n
de c‡mara de precomprensi—n y no de deposito de
aceite como en el de 4 tiempos .
El tiempo de admisi—n comienza cuando el
pist—n en su recorrido ascendente destapa la lumbrera de admisi—n y termina
cuando el pist—n en su movimiento descendente cierra la citada lumbrera. Como
puede observarse, dicho tiempo nada tiene que ver con el del motor de 4
tiempos.
Tiempo de precomprensi—n
Consiste en precomprimir
la mezcla en el carter de antes de que esta se
introduzca en el cilindro. Comienza cuando el pist—n inicia su carrera
descendente, aunque tiene verdadera eficacia cuando el pist—n ha cerrado las
lumbreras de transferencias denominadas comœnmente transfer’, las cuales,
comunican la c‡mara de precomprensi—n con el
cilindro.
La presi—n generada durante el tiempo facilita el trasvase de
mezcla.
Tiempo de transferencia
Se denominada as’ al tiempo que permanecen
descubiertas las lumbreras de transferencias.
A travŽs de ellas entra la
mezcla en el interior del cilindro desde el carter, y
est‡n orientadas en direcci—n contraria a la lumbrera de escape con el fin de
producir la menor perdida de carga posible, adem‡s de contribuir en la salida
de los gases quemados del interior del cilindro. Hay un tiempo en el que las
lumbreras de transferencias y la de escape de encuentran abiertas al mismo
tiempo.
Tiempo de compresi—n
La mezcla comienza a comprimirse en el interior del
cilindro cuando el piston inicia su carrera
ascendente, aunque realmente solo tiene eficacia cuando se cierran las
lumbreras. Por tanto, el tiempo efectivo de compresi—n se produce durante la
carrera ascendente del motor desde que las lumbreras se cierran hasta que se
produce el salto de chispa en la buj’a.(en las proximidades del P.M.S.)
Tiempo de explosi—n
Comienza cuando se produce el salto de chispa en la
buj’a y consecuentemente la explosi—n de la mezcla. En ese momento el pist—n es
lanzado hacia el P.M.I. finaliza cuando el pist—n comienza a descubrir la
lumbrera de escape.
Tiempo de escape
Una vez lanzado el pist—n hacia el P.M.I. , como
consecuencia de la explosi—n, la lumbrera de escape se descubre expulsando los
gases hacia el exterior a traves del tuvo de escape.
El
tiempo de escape se produce mientras la lumbrera permanezca abierta. Como
consecuencia de la extraordinaria subida de presi—n que origina la explosi—n de
los gases, al descubrir la lumbrera el pist—n en su carrera descendente, la
mayor’a de los mismo salen del interior del cilindro, el resto es ayudado por
los gases frescos de admisi—n que entran por las lumbreras de transferencia.
SUPERPOSICION DE LOS TIEMPOS
Con el fin de facilitar la compresi—n del
funcionamiento del motor de dos tiempos, a continuaci—n se detalla el
funcionamiento de dicho motor, teniendo como referencia las dos carreras que
efectœa el pist—n en lugar del recorrido de la mezcla.
Dichas carreras,
se dividen en tres tercios aproximadamente cada una de ellas.
Carrera descendente
Primer tercio de recorrido.
El piston se encuentra en
el P.M.S., el salto de chispa acaba de producirse provocando el desplazamiento
del piston.
Las lumbreras de escape y de transferencia
se encuentran cerradas, sin embargo la lumbrera de admisi—n, comienza a tener
eficacia el tiempo de precompresion.
Segundo tercio de recorrido.
En la parte inferior del motor se produce el tiempo
de precompresion que finalizara con la apertura de las
lumbreras de transferencia.
Por la parte superior comienza a descubrirse
la lumbrera de escape, iniciandose el escape
espontaneo.
Tras un peque–o recorrido del piston
se descubren las lumbreras de transferencia.
Ultimo tercio de recorrido
Termina el tiempo de precompresion
al abrirse las lumbreras de transferencia y se produce la entrada de gases
frescos en el interior del cilindro, provocando ademas
la expulsi—n del resto de los gases de escape.
Carrera ascendente
Primer tercio de recorrido.
Tanto las lumbreras de transferencias como la de
escape permanecen abiertas.
Segundo tercio de recorrido.
Se cierran las lumbreras de transferencias y la
lumbrera de escape permanece abierta.
Tercer tercio de recorrido.
Se cierra la lumbrera de escape; compresi—n de la mezcla al tiempo que se abre la lumbrera de admisi—n comenzando dicho tiempo.