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Motor de dos tiempos

Animación de un motor de dos tiempos.

Un motor de dos tiempos (o de ciclo de dos tiempos ) es un tipo de motor de combustión interna que completa un ciclo de potencia con dos golpes (movimientos hacia arriba y hacia abajo) del pistón durante un ciclo de potencia, completándose este ciclo de potencia en una revolución de el cigüeñal. Un motor de cuatro tiempos requiere cuatro golpes del pistón para completar un ciclo de potencia durante dos revoluciones del cigüeñal. En un motor de dos tiempos, el final de la carrera de combustión y el comienzo de la carrera de compresión ocurren simultáneamente, con las funciones de admisión y escape (o purga ) ocurriendo al mismo tiempo.

Los motores de dos tiempos suelen tener una alta relación potencia-peso , estando disponible la potencia en un rango estrecho de velocidades de rotación llamado banda de potencia . Los motores de dos tiempos tienen menos piezas móviles que los motores de cuatro tiempos y, por tanto, son más baratos de fabricar. En países y regiones con estrictas regulaciones sobre emisiones, los motores de dos tiempos se han ido eliminando progresivamente de su uso en automóviles y motocicletas. En regiones donde las regulaciones son menos estrictas o inexistentes, los motores de dos tiempos de pequeña cilindrada siguen siendo populares en ciclomotores y motocicletas. [1]

Historia

El primer motor comercial de dos tiempos que implica compresión de cilindros se atribuye al ingeniero escocés Dugald Clerk , quien patentó su diseño en 1881. [2] Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los motores de dos tiempos posteriores, el suyo tenía un cilindro de carga separado. El motor con limpieza del cárter , que emplea el área debajo del pistón como bomba de carga, generalmente se le atribuye al inglés Joseph Day . [3] [4] El 31 de diciembre de 1879, el inventor alemán Karl Benz produjo un motor de gas de dos tiempos, por el que recibió una patente en 1880 en Alemania. El primer motor de dos tiempos verdaderamente práctico se atribuye al hombre de Yorkshire Alfred Angas Scott , quien comenzó a producir motocicletas bicilíndricas refrigeradas por agua en 1908. [5]

Los motores de gasolina de dos tiempos con encendido por chispa eléctrica son particularmente útiles en aplicaciones livianas o portátiles como motosierras y motocicletas. Sin embargo, cuando el peso y el tamaño no son un problema, el potencial del ciclo para una alta eficiencia termodinámica lo hace ideal para motores diésel de encendido por compresión que operan en aplicaciones grandes e insensibles al peso, como propulsión marina , locomotoras ferroviarias y generación de electricidad . En un motor de dos tiempos, los gases de escape transfieren menos calor al sistema de refrigeración que en uno de cuatro tiempos, lo que significa más energía para impulsar el pistón y, si está presente, el turbocompresor.

Emisiones

Los motores de dos tiempos con compresión del cárter, como los pequeños motores comunes de gasolina, se lubrican con una mezcla de gasolina en un sistema de pérdida total . El petróleo se mezcla previamente con el combustible de gasolina, en una proporción de combustible a petróleo de aproximadamente 32:1. Luego, este aceite genera emisiones, ya sea al quemarse en el motor o en forma de gotas en el escape, lo que históricamente genera más emisiones de escape, particularmente hidrocarburos, que los motores de cuatro tiempos de potencia comparable. El tiempo de apertura combinado de los puertos de admisión y escape en algunos diseños de dos tiempos también puede permitir que cierta cantidad de vapores de combustible no quemados salgan en la corriente de escape. Las altas temperaturas de combustión de los motores pequeños refrigerados por aire también pueden producir emisiones de NOx .

Aplicaciones

1966 Saab deporte
Una minimoto de dos tiempos
Vista lateral de un motor fueraborda British Seagull de dos tiempos de la serie Forty , el número de serie lo fecha en 1954/1955.

Se prefieren los motores de gasolina de dos tiempos cuando las prioridades de diseño son la simplicidad mecánica, el peso ligero y una alta relación potencia-peso . Al mezclar petróleo con combustible, pueden operar en cualquier orientación ya que el depósito de petróleo no depende de la gravedad.

Varios fabricantes de automóviles importantes han utilizado motores de dos tiempos en el pasado, incluidos el sueco Saab , los fabricantes alemanes DKW , Auto-Union , VEB Sachsenring Automobilwerke Zwickau , VEB Automobilwerk Eisenach y VEB Fahrzeug- und Jagdwaffenwerk , y los fabricantes polacos FSO y MEV . Los fabricantes japoneses Suzuki y Subaru hicieron lo mismo en los años 1970. [6] La producción de automóviles de dos tiempos terminó en los años 1980 en Occidente, debido a una regulación cada vez más estricta de la contaminación del aire . [7] Los países del Bloque del Este continuaron hasta alrededor de 1991, con Trabant y Wartburg en Alemania del Este.

Los motores de dos tiempos todavía se encuentran en una variedad de aplicaciones de propulsión pequeña, como motores fuera de borda , pequeñas motocicletas dentro y fuera de carretera , ciclomotores , scooters , tuk-tuks , motos de nieve , karts , ultraligeros y aeromodelos . Especialmente en los países desarrollados, las regulaciones sobre contaminación han significado que su uso para muchas de estas aplicaciones se esté eliminando gradualmente. Honda , [8] por ejemplo, dejó de vender motocicletas todoterreno de dos tiempos en Estados Unidos en 2007, después de abandonar los modelos de carretera mucho antes.

Debido a su alta relación potencia-peso y su capacidad para usarse en cualquier orientación, los motores de dos tiempos son comunes en herramientas eléctricas portátiles para exteriores, incluidos sopladores de hojas , motosierras y podadoras de hilo .

Los motores diésel de dos tiempos se encuentran principalmente en grandes aplicaciones industriales y marinas, así como en algunos camiones y maquinaria pesada.

Diferentes tipos de diseños de dos tiempos

Moto de dos tiempos con sistema de escape con cámara de expansión que aumenta la carga del cilindro

Aunque los principios siguen siendo los mismos, los detalles mecánicos de los distintos motores de dos tiempos difieren según el tipo. Los tipos de diseño varían según el método de introducción de la carga en el cilindro, el método de limpieza del cilindro (intercambio de gases de escape quemados por mezcla fresca) y el método de escape del cilindro.

Puerto de entrada controlado por pistón

El puerto de pistón es el diseño más simple y el más común en motores pequeños de dos tiempos. Todas las funciones están controladas únicamente por el pistón que cubre y descubre los puertos a medida que se mueve hacia arriba y hacia abajo en el cilindro. En la década de 1970, Yamaha desarrolló algunos principios básicos para este sistema. Descubrieron que, en general, ampliar un puerto de escape aumenta la potencia en la misma cantidad que elevar el puerto, pero la banda de potencia no se estrecha como ocurre cuando se eleva el puerto. Sin embargo, existe un límite mecánico para el ancho de un solo puerto de escape, aproximadamente el 62% del diámetro del orificio para una vida útil razonable del anillo del pistón. Más allá de esto, los anillos del pistón sobresalen hacia el puerto de escape y se desgastan rápidamente. Un máximo del 70% del ancho del orificio es posible en motores de carreras, donde los anillos se cambian cada pocas carreras. La duración de la ingesta está entre 120 y 160°. El tiempo del puerto de transferencia se establece en un mínimo de 26°. El fuerte pulso de baja presión de una cámara de expansión de dos tiempos de carrera puede reducir la presión a -7 psi cuando el pistón está en el punto muerto inferior y los puertos de transferencia están casi completamente abiertos. Una de las razones del alto consumo de combustible en los motores de dos tiempos es que parte de la mezcla presurizada de combustible y aire entrante pasa por la parte superior del pistón, donde tiene una acción de enfriamiento, y sale directamente por el tubo de escape. Una cámara de expansión con un fuerte impulso inverso detiene este flujo saliente. [9] Una diferencia fundamental con los motores típicos de cuatro tiempos es que el cárter de los dos tiempos está sellado y forma parte del proceso de inducción en los motores de gasolina y de bombilla caliente . Los diésel de dos tiempos a menudo agregan un soplador Roots o una bomba de pistón para limpiar.

Válvula de entrada de láminas

Un motor de válvula de láminas Cox Babe Bee de 0,049 pulgadas 3 (0,80 cm 3 ), desmontado, utiliza encendido por bujía incandescente. Su masa es de 64 g.

La válvula de láminas es una forma simple pero muy efectiva de válvula de retención que comúnmente se instala en el tracto de admisión del puerto controlado por pistón. Permite la entrada asimétrica de la carga de combustible, mejorando la potencia y la economía, al tiempo que amplía la banda de potencia. Estas válvulas se utilizan ampliamente en motores fueraborda de motocicletas, vehículos todo terreno y marinos.

Válvula de entrada giratoria

La vía de admisión se abre y se cierra mediante un miembro giratorio. Un tipo familiar que a veces se ve en motocicletas pequeñas es un disco ranurado unido al cigüeñal , que cubre y descubre una abertura en el extremo del cárter, permitiendo que la carga entre durante una parte del ciclo (llamada válvula de disco).

Otra forma de válvula de entrada giratoria utilizada en motores de dos tiempos emplea dos miembros cilíndricos con cortes adecuados dispuestos para girar uno dentro del otro, teniendo el tubo de entrada paso al cárter sólo cuando los dos cortes coinciden. El propio cigüeñal puede formar uno de los miembros, como en la mayoría de los motores modelo con bujías incandescentes. En otra versión, el disco del cigüeñal está dispuesto para encajar con un espacio reducido en el cárter y está provisto de un corte que se alinea con un paso de entrada en la pared del cárter en el momento apropiado, como en las motocicletas Vespa .

La ventaja de una válvula rotativa es que permite que la sincronización de admisión del motor de dos tiempos sea asimétrica, lo que no es posible con los motores de tipo puerto de pistón. La sincronización de admisión del motor de tipo puerto de pistón se abre y cierra antes y después del punto muerto superior en el mismo ángulo del cigüeñal, lo que lo hace simétrico, mientras que la válvula rotativa permite que la apertura comience y se cierre antes.

Los motores de válvulas rotativas se pueden adaptar para entregar potencia en un rango de velocidad más amplio o mayor potencia en un rango de velocidad más estrecho que un motor con puerto de pistón o con válvula de láminas. Cuando una parte de la válvula rotativa sea una parte del propio cárter, lo que es de particular importancia es que no se debe permitir que se produzca desgaste.

Eliminación de flujo cruzado

Pistón deflector con barrido de flujo transversal

En un motor de flujo cruzado, los puertos de transferencia y escape están en lados opuestos del cilindro, y un deflector en la parte superior del pistón dirige la nueva carga de admisión hacia la parte superior del cilindro, empujando los gases de escape residuales hacia la otra parte. lado del deflector y fuera por el puerto de escape. [10] El deflector aumenta el peso del pistón y el área de superficie expuesta, y el hecho de que dificulta el enfriamiento del pistón y el logro de una forma efectiva de la cámara de combustión es la razón por la cual este diseño ha sido reemplazado en gran medida por el barrido uniflow después de la década de 1960, especialmente para motocicletas. pero para motores más pequeños o más lentos que utilizan inyección directa, el pistón deflector aún puede ser un enfoque aceptable.

Eliminación de bucles

El ciclo de dos tiempos
  1. Punto muerto superior (PMS)
  2. Punto muerto inferior (BDC)
  A: Ingesta/eliminación
  B: escape
  C: Compresión
  D: Expansión (potencia)

Este método de eliminación utiliza puertos de transferencia cuidadosamente formados y ubicados para dirigir el flujo de mezcla nueva hacia la cámara de combustión cuando ingresa al cilindro. La mezcla de combustible y aire golpea la culata del cilindro , luego sigue la curvatura de la cámara de combustión y luego se desvía hacia abajo.

Esto no sólo evita que la mezcla de combustible y aire salga directamente por el puerto de escape, sino que también crea una turbulencia giratoria que mejora la eficiencia, la potencia y la economía de la combustión. Por lo general, no se requiere un deflector de pistón, por lo que este enfoque tiene una clara ventaja sobre el esquema de flujo cruzado (arriba).

A menudo denominado barrido de bucles "Schnuerle" (o "Schnürle") en honor a Adolf Schnürle, el inventor alemán de una forma temprana a mediados de la década de 1920, se adoptó ampliamente en ese país durante la década de 1930 y se extendió más allá después de la Segunda Guerra Mundial. .

La eliminación de bucles es el tipo más común de transferencia de mezcla de aire y combustible que se utiliza en los motores modernos de dos tiempos. Suzuki fue uno de los primeros fabricantes fuera de Europa en adoptar motores de dos tiempos con recuperación de bucle. Esta característica operativa se utilizó junto con la cámara de expansión de escape desarrollada por el fabricante alemán de motocicletas MZ y Walter Kaaden.

La eliminación de bucles, las válvulas de disco y las cámaras de expansión trabajaron de manera altamente coordinada para aumentar significativamente la potencia de los motores de dos tiempos, particularmente de los fabricantes japoneses Suzuki, Yamaha y Kawasaki. Suzuki y Yamaha disfrutaron del éxito en las carreras de motos de Gran Premio en la década de 1960 debido en gran medida al aumento de potencia proporcionado por la recuperación de bucles.

Un beneficio adicional de la eliminación de bucles era que el pistón podía hacerse casi plano o ligeramente abovedado, lo que permitía que el pistón fuera apreciablemente más liviano y resistente y, en consecuencia, tolerara velocidades más altas del motor. El pistón de "parte superior plana" también tiene mejores propiedades térmicas y es menos propenso a calentamiento desigual, expansión, agarrotamiento del pistón, cambios dimensionales y pérdidas por compresión.

SAAB construyó motores de tres cilindros de 750 y 850 cc basados ​​en un diseño DKW que resultó razonablemente exitoso empleando carga en bucle. El SAAB 92 original tenía un motor de dos cilindros de eficiencia comparativamente baja. A velocidad de crucero, el bloqueo del puerto de escape por onda reflejada se produjo a una frecuencia demasiado baja. El uso del colector de escape asimétrico de tres puertos empleado en el mismo motor DKW mejoró la economía de combustible.

El motor estándar de 750 cc producía entre 36 y 42 CV, según el año del modelo. La variante del Rally de Montecarlo, de 750 cc (con un cigüeñal lleno para una mayor compresión base), generaba 65 caballos de fuerza. Una versión de 850 cc estaba disponible en el SAAB Sport de 1966 (un modelo de acabado estándar en comparación con el acabado de lujo del Monte Carlo). La compresión base comprende una parte de la relación de compresión general de un motor de dos tiempos. Un trabajo publicado en SAE en 2012 señala que la eliminación de bucles es, en todas las circunstancias, más eficiente que la eliminación de flujo cruzado.

Eliminación de flujo único

Eliminación de flujo único
El ciclo uniflow de dos tiempos.
  1. Punto muerto superior (PMS)
  2. Punto muerto inferior (BDC)
  A: Admisión (eliminación efectiva, 135°–225°; necesariamente simétrica con respecto al BDC; la inyección diésel generalmente se inicia a 4° antes del PMS)
  B: escape
  C: Compresión
  D: Expansión (potencia)

En un motor monoflujo, la mezcla, o "aire de carga" en el caso de un diésel, entra por un extremo del cilindro controlado por el pistón y el escape sale por el otro extremo controlado por una válvula de escape o pistón. Por lo tanto, el flujo de gas de barrido tiene lugar en una sola dirección, de ahí el nombre de uniflujo. La disposición de válvulas es común en motores de dos tiempos de carretera, todoterreno y estacionarios ( Detroit Diesel ), ciertos pequeños motores marinos de dos tiempos ( Grey Marine ), ciertas locomotoras diesel de dos tiempos de ferrocarril ( Electro-Motive Diesel ) y grandes motores de propulsión principal marinos de dos tiempos ( Wärtsilä ). Los tipos con puertos están representados por el diseño de pistón opuesto en el que hay dos pistones en cada cilindro, trabajando en direcciones opuestas, como el Junkers Jumo 205 y el Napier Deltic . [11] El alguna vez popular diseño dividido-simple entra en esta clase, siendo efectivamente un uniflow plegado. Con sincronización de escape de ángulo avanzado, los motores Uniflow se pueden sobrealimentar con un soplador impulsado por el cigüeñal (pistón [12] o Roots).

Motor de pistones escalonados

El pistón de este motor tiene forma de "sombrero de copa"; la sección superior forma el cilindro regular y la sección inferior realiza una función de barrido. Las unidades funcionan en pares, con la mitad inferior de un pistón cargando una cámara de combustión adyacente.

La sección superior del pistón todavía depende de la lubricación de pérdida total, pero las otras partes del motor se lubrican por sumidero con beneficios de limpieza y confiabilidad. La masa del pistón es sólo alrededor de un 20% más que la del pistón de un motor con barrido de bucle porque el espesor de los faldones puede ser menor. [13]

Sistemas de válvulas de potencia

Muchos motores modernos de dos tiempos emplean un sistema de válvulas de potencia . Las válvulas normalmente están dentro o alrededor de los puertos de escape. Funcionan de dos maneras; ya sea alteran el puerto de escape cerrando la parte superior del puerto, lo que altera la sincronización del puerto, como los sistemas Rotax RAVE, Yamaha YPVS, Honda RC-Valve, Kawasaki KIPS, Cagiva CTS o Suzuki AETC, o alterando el volumen. del escape, que cambia la frecuencia de resonancia de la cámara de expansión , como el sistema Suzuki SAEC y Honda V-TACS. El resultado es un motor con mejor potencia a bajas revoluciones sin sacrificar la potencia a altas revoluciones. Sin embargo, como las válvulas de potencia se encuentran en el flujo de gas caliente, necesitan un mantenimiento regular para funcionar bien.

Inyección directa

Direct injection has considerable advantages in two-stroke engines. In carburetted two-strokes, a major problem is a portion of the fuel/air mixture going directly out, unburned, through the exhaust port, and direct injection effectively eliminates this problem. Two systems are in use, low-pressure air-assisted injection and high-pressure injection.

Since the fuel does not pass through the crankcase, a separate source of lubrication is needed.

Diesel

Brons two-stroke V8 diesel engine driving an N.V. Heemaf generator

Diesel engines rely solely on the heat of compression for ignition. In the case of Schnuerle-ported and loop-scavenged engines, intake and exhaust happen via piston-controlled ports. A uniflow diesel engine takes in air via scavenge ports, and exhaust gases exit through an overhead poppet valve. Two-stroke diesels are all scavenged by forced induction. Some designs use a mechanically driven Roots blower, whilst marine diesel engines normally use exhaust-driven turbochargers, with electrically driven auxiliary blowers for low-speed operation when exhaust turbochargers are unable to deliver enough air.

Marine two-stroke diesel engines directly coupled to the propeller are able to start and run in either direction as required. The fuel injection and valve timing are mechanically readjusted by using a different set of cams on the camshaft. Thus, the engine can be run in reverse to move the vessel backwards.

Lubrication

Many two-stroke engines use their crankcase to pressurize the air-fuel mixture before transfer to the cylinder. Unlike four-stroke engines, they cannot be lubricated by oil contained in the crankcase and sump: lubricating oil would be swept up and burnt with the fuel. Fuels supplied to two-stroke engines are mixed with oil so that it can coat the cylinders and bearing surfaces along its path. The ratio of gasoline to oil ranges from 25:1 to 50:1 by volume.

Oil remaining in the mixture is burnt with the fuel and results in a familiar blue smoke and odor. Two-stroke oils, which became available in the 1970s, are specifically designed to mix with petrol and be burnt with minimal unburnt oil or ash. This led to a marked reduction in spark plug fouling, which had previously been a problem in two-stroke engines.

Otros motores de dos tiempos pueden bombear lubricación desde un tanque separado de aceite de dos tiempos. El suministro de este aceite está controlado por la posición del acelerador y la velocidad del motor. Se encuentran ejemplos en el PW80 (Pee-wee) de Yamaha y en muchas motos de nieve de dos tiempos. La tecnología se conoce como autolubricación . Este sigue siendo un sistema de pérdida total en el que el aceite se quema de la misma manera que en el sistema de premezcla. Dado que el aceite no se mezcla adecuadamente con el combustible cuando se quema en la cámara de combustión, proporciona una lubricación ligeramente más eficiente. Este método de lubricación elimina la necesidad del usuario de mezclar la gasolina en cada recarga, hace que el motor sea mucho menos susceptible a las condiciones atmosféricas (temperatura ambiente, elevación) y garantiza una lubricación adecuada del motor, con menos aceite en cargas ligeras (como ralentí) y más. aceite con cargas elevadas (aceleración máxima). Algunas empresas, como Bombardier, tenían algunos diseños de bombas de aceite que no inyectaban aceite al ralentí para reducir los niveles de humo, ya que la carga sobre las piezas del motor era lo suficientemente ligera como para no requerir lubricación adicional más allá de los bajos niveles que proporciona el combustible. [14] En última instancia, la inyección de aceite sigue siendo la misma que la gasolina premezclada en el sentido de que el aceite se quema en la cámara de combustión (aunque no tan completamente como la premezcla) y el gas todavía se mezcla con el aceite, aunque no tan completamente como en la premezcla. Este método requiere piezas mecánicas adicionales para bombear el aceite desde el tanque separado al carburador o al cuerpo del acelerador. En aplicaciones donde el rendimiento, la simplicidad y/o el peso seco son consideraciones importantes, casi siempre se utiliza el método de lubricación premezcla. Por ejemplo, un motor de dos tiempos en una moto de motocross presta gran atención al rendimiento, la simplicidad y el peso. Las motosierras y desbrozadoras deben ser lo más ligeras posible para reducir la fatiga y el riesgo del usuario.

Los motores de dos tiempos con compresión del cárter sufren falta de aceite si se hacen girar a gran velocidad con el acelerador cerrado. Ejemplos de ello son las motocicletas que descienden largas colinas y quizás cuando desaceleran gradualmente desde alta velocidad cambiando de marcha. Los automóviles de dos tiempos (como los que eran populares en Europa del Este a mediados del siglo XX) generalmente estaban equipados con mecanismos de rueda libre en el tren motriz , lo que permitía que el motor funcionara en ralentí cuando se cerraba el acelerador y requería el uso de los frenos para reducir la velocidad.

Los motores grandes de dos tiempos, incluidos los diésel, normalmente utilizan un sistema de lubricación por sumidero similar al de los motores de cuatro tiempos. El cilindro debe estar presurizado, pero esto no se hace desde el cárter, sino mediante un soplador auxiliar tipo Roots o un turbocompresor especializado (generalmente un sistema de turbocompresor) que tiene un compresor "bloqueado" para el arranque (y durante el cual se impulsado por el cigüeñal del motor), pero que está "desbloqueado" para funcionar (y durante el cual es impulsado por los gases de escape del motor que fluyen a través de la turbina).

Reversibilidad de dos tiempos

Para los fines de esta discusión, es conveniente pensar en términos de motocicletas, donde el tubo de escape mira hacia la corriente de aire de enfriamiento y el cigüeñal comúnmente gira en el mismo eje y dirección que las ruedas, es decir, "hacia adelante". Algunas de las consideraciones analizadas aquí se aplican a los motores de cuatro tiempos (que no pueden invertir su dirección de rotación sin modificaciones considerables), y casi todos los cuales también giran hacia adelante. También es útil tener en cuenta que las caras "frontal" y "posterior" del pistón son, respectivamente, los lados del puerto de escape y del puerto de admisión, y no tienen que ver con la parte superior o inferior del pistón.

Los motores normales de gasolina de dos tiempos pueden funcionar hacia atrás durante períodos cortos y bajo carga ligera sin problemas, y esto se ha utilizado para proporcionar una función de marcha atrás en microcoches , como el Messerschmitt KR200 , que carecía de marcha atrás. Cuando el vehículo tiene arranque eléctrico, el motor se apaga y se vuelve a arrancar girando la llave en sentido contrario. Los carros de golf de dos tiempos han utilizado un sistema similar. Los magnetos de volante tradicionales (que usan puntos interruptores de contacto, pero sin bobina externa) funcionaron igualmente bien en reversa porque la leva que controla los puntos es simétrica, rompiendo el contacto antes del punto muerto superior igualmente bien ya sea que avance o retroceda. Los motores con válvulas de láminas funcionan hacia atrás tan bien como los puertos controlados por pistón, aunque los motores con válvulas rotativas tienen sincronización de entrada asimétrica y no funcionan muy bien.

Existen serias desventajas al hacer funcionar muchos motores al revés bajo carga durante cualquier período de tiempo, y algunas de estas razones son generales y se aplican por igual a motores de dos y cuatro tiempos. Esta desventaja se acepta en la mayoría de los casos donde el costo, el peso y el tamaño son consideraciones importantes. El problema surge porque en el funcionamiento "hacia adelante", la cara de empuje principal del pistón está en la cara trasera del cilindro, que en un motor de dos tiempos, particularmente, es la parte más fría y mejor lubricada. La cara delantera del pistón en un motor troncal es menos adecuada para ser la cara de empuje principal, ya que cubre y descubre el puerto de escape en el cilindro, la parte más caliente del motor, donde la lubricación del pistón es más marginal. La cara frontal del pistón también es más vulnerable ya que el puerto de escape, el más grande del motor, está en la pared frontal del cilindro. Los faldones y anillos del pistón corren el riesgo de ser extruidos hacia este puerto, por lo que siempre es mejor presionarlos con más fuerza en la pared opuesta (donde solo están los puertos de transferencia en un motor de flujo cruzado) y el soporte es bueno. En algunos motores, el extremo pequeño está desplazado para reducir el empuje en la dirección de rotación prevista y la cara delantera del pistón se ha hecho más delgada y liviana para compensar, pero cuando gira hacia atrás, esta cara delantera más débil sufre una mayor tensión mecánica que no fue diseñada. resistir. [15] Esto se puede evitar mediante el uso de crucetas y también mediante el uso de cojinetes de empuje para aislar el motor de las cargas finales.

Los grandes motores diésel de dos tiempos para barcos a veces se fabrican para que sean reversibles. Al igual que los motores de barco de cuatro tiempos (algunos de los cuales también son reversibles), utilizan válvulas accionadas mecánicamente, por lo que requieren mecanismos de árbol de levas adicionales. Estos motores utilizan crucetas para eliminar el empuje lateral del pistón y aislar el espacio debajo del pistón del cárter.

Además de otras consideraciones, es posible que la bomba de aceite de un motor de dos tiempos moderno no funcione en sentido inverso, en cuyo caso el motor se queda sin aceite al poco tiempo. Hacer funcionar el motor de una motocicleta hacia atrás es relativamente fácil de iniciar y, en casos raros, puede provocar un retroceso. [ cita necesaria ] No es aconsejable.

Los motores de aeromodelismo con válvulas de láminas se pueden montar en configuración de tractor o de empujador sin necesidad de cambiar la hélice. Estos motores son de encendido por compresión, por lo que no se observan problemas de sincronización del encendido y se observa poca diferencia entre avanzar y retroceder.

Ver también

Referencias

  1. «Docker Maroc» (en francés) . Consultado el 12 de abril de 2023 .
  2. ^ Ver:
    • Secretario, Dugald; Patente inglesa no. 1.089 (emitido: 14 de marzo de 1881).
    • Clerk, Dugald "Motor accionado por gas o vapor combustible", patente estadounidense núm. 249,307 (presentada: 2 de septiembre de 1881; emitida: 8 de noviembre de 1881).
  3. ^ Ver:
    • Día, José; Patente británica no. 6.410 (emitido: 14 de abril de 1891).
    • Día, José; Patente británica no. 9.247 (emitido: 1 de julio de 1891).
    • Day, Joseph "Motor de gas" Patente estadounidense núm. 543.614 (presentada: 21 de mayo de 1892; emitida: 30 de julio de 1895).
    • Torrens, Hugh S. (mayo de 1992). "Un estudio del 'fracaso' con una 'innovación exitosa': Joseph Day y el motor de combustión interna de dos tiempos". Estudios Sociales de la Ciencia . 22 (2): 245–262. doi :10.1177/030631292022002004. S2CID  110285769.
  4. ^ El motor de Joseph Day usaba una válvula de láminas. Uno de los empleados de Day, Frederic Cock (1863-1944), encontró una manera de dejar el motor completamente sin válvulas. Ver:
    • Gallo, Federico William Caswell; Patente británica no. 18.513 (emitido: 15 de octubre de 1892).
    • Cock, Frederic William Caswell "Motor de gas" Patente estadounidense núm. 544,210 (presentada: 10 de marzo de 1894; emitida: 6 de agosto de 1895).
    • El motor Day-Cock se ilustra en: Dowson, Joseph Emerson (1893). "Gas-energía para iluminación eléctrica: Discusión". Acta de Actas del Instituto de Ingenieros Civiles . 112 : 2–110. doi :10.1680/imotp.1893.20024. ; ver pág. 48.
  5. ^ Pista, Jeff (2004). La motocicleta Scott: la aullante de dos tiempos . Editorial Haynes. pag. 240.ISBN _ 0854291644.
  6. ^ "INFORMACIÓN sobre Suzuki LJ50". Lj10.com . Consultado el 7 de noviembre de 2010 .
  7. ^ EPA de EE. UU., OAR (16 de agosto de 2016). "Vehículos y Motores". EPA de EE. UU .
  8. ^ "MARTES DE DOS TIEMPOS | 2007 HONDA CR125". Revista Acción de Motorcross. 25 de septiembre de 2018 . Consultado el 19 de noviembre de 2021 .
  9. ^ Gordon Jennings. Guía para la sincronización del puerto de dos tiempos. enero de 1973
  10. ^ Irving, PE (1967). Unidades de potencia de dos tiempos . Newnes. págs. 13-15.
  11. ^ "junkers". Iet.aau.dk. Archivado desde el original el 1 de mayo de 2008 . Consultado el 6 de junio de 2009 .
  12. ^ Motor de camión Junkers 1933.
  13. ^ "Motores de pistón escalonado - PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO 3.1 Geometría del motor y del puerto".
  14. ^ "Acerca de las premezclas y aceites de dos tiempos" . Consultado el 21 de agosto de 2016 .
  15. ^ Ross y Ungar, "Sobre el golpe del pistón como fuente de ruido del motor", documento ASME

Otras lecturas

enlaces externos