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Motor de dos tiempos: ¿Cuáles son sus pros y sus contras?

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Traducido con ayuda de IA de nuestro artículo original (fuente: autoride.io)

Un motor de dos tiempos, también conocido como ciclo de dos tiempos, es un motor de combustión de pistón que funciona en dos tiempos.

Esto significa que el ciclo de trabajo del motor tendrá lugar durante dos carreras del pistón y una revolución del cigüeñal.

Tabla de contenido

Función de motor de dos tiempos

Para ser claros, el funcionamiento de un motor de dos tiempos también consta de cuatro tiempos, al igual que un motor de cuatro tiempos. Sin embargo, varios de ellos se están ejecutando simultáneamente. La reducción del número de ciclos de cuatro a dos se logra por el espacio debajo del pistón; así, el cárter también participa en la sustitución del llenado del cilindro.

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Con un motor de dos tiempos, dos ciclos de trabajo co-ocurren, mientras que uno ocurre en el espacio arriba del pistón con combustión y el otro debajo del pistón sin combustión.

Un motor de dos tiempos clásico no contiene una distribución de válvulas y, por lo tanto, tampoco válvulas, árbol de levas, correa o balancines. Para reemplazar el contenido del cilindro, se utilizan tres canales en lugar de válvulas, más precisamente:

  • Canal de admisión: parte del carburador y conduce al cárter
  • Canal de descarga: conecta el cárter con la cámara de combustión del cilindro
  • Escape canal: se abre desde la cámara de combustión del cilindro hacia el tubo de escape

Debido a la ausencia de un tren de válvulas y sus componentes, un motor de dos tiempos es más pequeño y liviano que otros motores de cuatro tiempos con la misma cilindrada y número de cilindros.

Un motor de dos tiempos tiene un cigüeñal similar al de un motor de cuatro tiempos. Durante su movimiento desde el punto muerto superior al punto muerto inferior, el pistón asegura, entre otras cosas, la presión, el suministro de combustible y su transferencia a la cámara de combustión del cilindro.

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Funciona de tal manera que el pistón, cuando se mueve hacia su punto muerto inferior, empuja el combustible a través del canal de descarga hacia la cámara de combustión del cilindro. Posteriormente, cuando se mueve hacia su punto muerto superior, aspira combustible adicional a través del canal de succión debajo del pistón o hacia el cárter.

Lubricación del motor:

En los motores de dos tiempos, las partes móviles del motor, como el cigüeñal o los cojinetes de biela, están inundados de combustible, lo que significa que no pueden lubricarse de la forma clásica como en los motores de cuatro tiempos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el combustible no tiene suficientes capacidades de lubricación, razón por la cual se agrega aceite al combustible.

Esta lubricación se denomina lubricación con grasa y es la forma más sencilla de lubricar el motor. En este tipo de lubricación, el aceite se agrega directamente al combustible, mezclándolo en una relación aceite-combustible que va desde aproximadamente 1:20 a 1:100.

Ciclos de motores de dos tiempos

1. La primera carrera del pistón (admisión y compresión):

El pistón se mueve hacia arriba desde su punto muerto inferior a su punto muerto superior.

Por encima del pistón:

Durante su movimiento desde el punto muerto inferior al punto muerto superior, el pistón primero cierra el canal de descarga a través del cual la mezcla es empujada hacia el espacio por encima del pistón. Posteriormente, el pistón también cierra el canal de escape, creando un espacio aislado en el cilindro, lo que lleva a la compresión de la mezcla.

Debajo del pistón:

Después de que el pistón haya recorrido aproximadamente la mitad de su carrera, su borde inferior abre el puerto de admisión. Esto hará que la mezcla de encendido del carburador comience a ser succionada hacia el cárter. Pero eso no es todo.

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Justo antes del punto muerto superior del pistón, salta una chispa entre los electrodos de la bujía, lo que provoca el encendido (encendido) de la mezcla. La combustión crea energía térmica, que se manifiesta aumentando la presión en el cilindro, lo que mueve el pistón hacia abajo y, por lo tanto, convierte la energía térmica del combustible en trabajo mecánico del motor.

2. Segunda carrera del pistón:

El pistón se mueve desde su punto muerto superior hacia abajo hasta su punto muerto inferior.

Por encima del pistón:

Durante la segunda carrera del pistón, la expansión tiene lugar en el espacio por encima del pistón, lo que empuja al pistón desde el punto muerto superior al punto muerto inferior.

Debajo del pistón:

Una mezcla incendiaria es succionada al cárter a través del canal de succión abierto. Una vez que el pistón ha completado la mitad de su carrera hacia el punto muerto inferior, el puerto de admisión se cierra y comprime la mezcla en el cárter.

Justo antes del final de la expansión, el pistón abre el puerto de escape, lo que hace que la presión en el cilindro caiga. El pistón abre el canal de descarga y la mezcla de encendido del cárter expulsa los gases de combustión del cilindro bajo presión mientras lo llena para el próximo ciclo de trabajo del motor.

Lavado de cilindros

El lavado de cilindros es una fase que no ocurre en un motor de cuatro tiempos. Sin embargo, es extremadamente importante para un motor de dos tiempos porque su curso afecta significativamente los parámetros del motor.

En los motores de cuatro tiempos, es común que los gases de escape sean expulsados ​​por el movimiento del pistón al punto muerto superior, pero en el caso de los motores de dos tiempos, otros factores deben asegurar el vaciado de los cilindros, más precisamente :

  • Escape libre: los gases de combustión salen del cilindro a través del canal de escape solo debido a la presión diferencial en el cilindro y el tubo de escape.
  • Extrusión con una carga nueva: después de que se abre la válvula de descarga, la mezcla de ignición comienza a fluir hacia el cilindro, expulsando los gases de combustión.

La fase de lavado a menudo se limita al tiempo que el canal de descarga está abierto hasta que se cierra el canal de escape.

Sin embargo, con diferentes modos de motor, al lavar los cilindros, puede ocurrir lo siguiente:

  • Más o menos mezcla de la mezcla fresca con los gases de escape, ya que se produce su contacto directo
  • Fuga de la mezcla fresca en el tubo de escape
  • Lavado insuficiente del cilindro con un alto residuo de gases de escape durante el próximo motor ciclo de trabajo

Un motor de dos tiempos puede diseñarse como un motor de gasolina, pero también puede diseñarse como un motor diésel.

Motor diésel de dos tiempos

El principio de funcionamiento del motor diesel de dos tiempos es el mismo que el del motor de dos tiempos chispa. Una diferencia significativa es que la mezcla se crea solo en el cilindro.

Por lo tanto, el combustible se inyecta en el cilindro justo antes del final de la compresión debido al momento preciso de la ignición. La mayoría de los motores diésel de dos tiempos utilizan una válvula clásica para la inyección de combustible, que es muy similar a una válvula de motor de cuatro tiempos.

Un supercargador se usa a menudo en motores de dos tiempos para crear presión de sobrealimentación. Sin embargo, la posibilidad de sobrealimentar el motor mediante un turbocompresor o una combinación de un turbocompresor y un compresor también es una opción.

Ventajas de un motor de dos tiempos:

  • Construcción simple
  • Menor peso en comparación con un motor de cuatro tiempos
  • Dimensiones del motor más pequeñas
  • Ausencia de tren de válvulas
  • Costos de producción más bajos
  • Sistema de lubricación del motor simple
  • La refrigeración es, en en la mayoría de los casos, aire, por lo que se eliminan todas las partes del sistema de refrigeración por agua
  • Posibilidad de trabajar en cualquier posición (incluso boca abajo)
  • El máximo rendimiento se logra a menores revoluciones, ya que cada movimiento hacia abajo del pistón acompaña a la combustión • • • En algunos casos, es más fácil acelerar

Desventajas de un motor de dos tiempos:

  • No ecológico debido a la mezcla de aceite con el combustible
  • Alto consumo de combustible debido a las frecuentes fugas de la mezcla no quemada en el escape durante el lavado
  • Mayor consumo de aceite de motor en comparación con un motor de cuatro tiempos
  • Motor irregular funcionamiento a bajas velocidades
  • Mayor ruido del motor
  • Mezcla de mezcla quemada y no quemada
  • Debido a la ubicación de los canales en el costado del cilindro, se produce un mayor desgaste de los anillos de pistón.