2 tiempos vs 4 tiempos
Una visión general del ciclo de 2 tiempos: El combustible/aire se introduce en el cárter cuando el pistón sube en la carrera de compresión/encendido. La siguiente carga de combustible/aire se comprime en la carrera descendente y se introduce en la cámara de combustión mientras el escape del ciclo de combustión anterior sale del cilindro.
Todos sabemos lo que es un motor de dos tiempos, ¿verdad? Es ese pequeño motor que suena como un zumbido y que impulsa su desbrozadora o sierra de cadena. Han existido desde que podemos recordar, y no les damos mucha importancia. Sólo hay que mezclar un poco de aceite con la gasolina y hacen su trabajo. Damos por sentado que se llaman de 2 tiempos, porque en realidad, el término debería ser “ciclo de 2 tiempos”, lo que significa que hay dos carreras del pistón, una hacia arriba y otra hacia abajo, para completar un ciclo de potencia, con la potencia creada en cada revolución del cigüeñal. El diagrama de la foto 1 lo muestra bastante bien.
Cabe preguntarse entonces qué es el motor de 4 tiempos. De nuevo, el término correcto debería ser “ciclo de 4 tiempos”, ya que hay cuatro carreras del pistón para completar un ciclo de potencia. Primero, el pistón desciende en la carrera de admisión, luego vuelve a subir en la carrera de compresión, luego es empujado de nuevo hacia abajo en la carrera de potencia, y finalmente vuelve a subir en la carrera de escape. El diagrama de la Foto 2 lo muestra muy bien. Obsérvese que el motor de 4 tiempos sólo tiene una carrera de potencia cada dos revoluciones del cigüeñal, frente a la carrera de potencia del motor de 2 tiempos por cada revolución del cigüeñal.
Coche de 2 tiempos
Como su nombre indica, el motor de dos tiempos sólo necesita dos movimientos del pistón (un ciclo) para generar potencia[2]. El motor es capaz de producir potencia después de un ciclo porque el escape y la admisión de los gases se producen simultáneamente,[3] como se ve en la figura 1. Hay una válvula para la carrera de admisión que se abre y se cierra debido a los cambios de presión. Además, debido a su frecuente contacto con los componentes móviles, el combustible se mezcla con aceite para añadir lubricación, lo que permite carreras más suaves.
El rendimiento térmico de estos motores de gasolina varía según el modelo y el diseño del vehículo. Sin embargo, en general, los motores de gasolina convierten el 20% de la energía del combustible (química) en energía mecánica, de la que sólo el 15% se utilizará para mover las ruedas (el resto se pierde por la fricción y otros elementos mecánicos)[4].
En comparación con los motores de cuatro tiempos, los de dos tiempos son más ligeros, más eficientes, tienen la capacidad de utilizar combustible de menor calidad y son más rentables[2] Por lo tanto, los motores más ligeros dan lugar a una mayor relación potencia-peso (más potencia por menos peso). Sin embargo, carecen de la maniobrabilidad posible en los motores de cuatro tiempos y requieren más lubricación. Esto hace que los motores de dos tiempos sean ideales para los barcos (que necesitan transportar mucha carga)[2], las motocicletas y los cortacéspedes, mientras que los de cuatro tiempos serían ideales para los automóviles, como los coches y los camiones.
Detroit diesel de 2 tiempos
Los motores de combustión interna (salvo raras excepciones) funcionan con un ciclo de 2 o 4 tiempos. En ambos tipos, cada rotación completa del cigüeñal produce dos carreras del pistón, una que se mueve hacia el interior de la cabeza del cilindro, seguida de una segunda que hace retroceder el pistón a su posición inicial.Un motor de 2 tiempos se enciende una vez cada rotación del cigüeñal (cada segunda carrera del pistón) cuando el pistón ha comprimido la mezcla de combustible y aire. Las aplicaciones más comunes del principio de 2 tiempos son las motocicletas, los cortacéspedes y otras pequeñas herramientas y máquinas ligeras. En estas aplicaciones, el combustible suele ser alcohol de petróleo (gasolina) y los motores no tienen válvulas, ya que el cilindro y el pistón están diseñados de forma que la mezcla de combustible y aire se aspira y los gases quemados se expulsan en el punto correcto del ciclo por el solo movimiento del pistón. Estos motores suelen funcionar a altas velocidades del pistón para lograr la máxima eficiencia.
Menos comunes son los diseños de motores diesel de 2 tiempos. Se han producido durante un largo período de tiempo y en muchas formas diferentes, algunas con un éxito extraordinario (por ejemplo, el Napier Deltic), otras competentes y algunas mejor olvidadas. Nuestra colección incluye dos motores diesel de 2 tiempos, uno de aspiración normal (Vickers-Petter) y otro cargado a presión (W H Allen T47). El T47 es también inusual porque (similar a un motor de 4 tiempos) incorpora válvulas de escape para controlar la emisión de los gases quemados.Volver a Ingeniería
Cómo funciona un 2 tiempos
Como su nombre indica, el motor de dos tiempos sólo requiere dos movimientos del pistón (un ciclo) para generar potencia[2] El motor es capaz de producir potencia después de un ciclo porque el escape y la admisión de los gases se producen simultáneamente,[3] como se ve en la figura 1. Hay una válvula para la carrera de admisión que se abre y se cierra debido a los cambios de presión. Además, debido a su frecuente contacto con los componentes móviles, el combustible se mezcla con aceite para añadir lubricación, lo que permite carreras más suaves.
El rendimiento térmico de estos motores de gasolina varía según el modelo y el diseño del vehículo. Sin embargo, en general, los motores de gasolina convierten el 20% de la energía del combustible (química) en energía mecánica, de la que sólo el 15% se utilizará para mover las ruedas (el resto se pierde por la fricción y otros elementos mecánicos)[4].
En comparación con los motores de cuatro tiempos, los de dos tiempos son más ligeros, más eficientes, tienen la capacidad de utilizar combustible de menor calidad y son más rentables[2] Por lo tanto, los motores más ligeros dan lugar a una mayor relación potencia-peso (más potencia por menos peso). Sin embargo, carecen de la maniobrabilidad posible en los motores de cuatro tiempos y requieren más lubricación. Esto hace que los motores de dos tiempos sean ideales para los barcos (que necesitan transportar mucha carga)[2], las motocicletas y los cortacéspedes, mientras que los de cuatro tiempos serían ideales para los automóviles, como los coches y los camiones.