El sistema de válvula de potencia de dos tiempos es una mejora de un motor de dos tiempos convencional que proporciona una alta potencia en un rango de RPM más amplio .
Una carrera es la acción de un pistón al recorrer toda la longitud de su cilindro . En un motor de dos tiempos, una de las dos carreras combina la carrera de admisión y la carrera de compresión , mientras que la otra carrera combina la carrera de combustión y la carrera de escape .
A medida que el pistón se desplaza hacia arriba en el cilindro, crea un área de baja presión en el cárter ; esto atrae aire fresco y combustible atomizado desde el carburador a través de un orificio en la pared del cilindro o directamente al cárter. A medida que el pistón continúa su desplazamiento hacia arriba, los puertos de transferencia y los puertos de escape se cierran, atrapando así la mezcla combustible en la cámara de combustión. A medida que el pistón llega a la parte superior del cilindro, la mezcla en el cilindro se comprime hasta el punto de ignición .
La segunda carrera comienza una vez que se ha producido el encendido. La carrera de potencia comienza después de que se enciende la mezcla de aire y combustible. El combustible quemado crea presión en el cilindro por encima del pistón y lo empuja hacia abajo. A medida que el pistón pasa el punto medio de la carrera descendente, el puerto de escape al costado del cilindro queda descubierto e inicia el flujo de combustible quemado hacia la cámara de expansión o silenciador .
A continuación, el pistón se desplaza hacia abajo, donde queda la mezcla de aire y combustible de la carrera de admisión y compresión anterior. Poco después de que el pistón desvele el puerto de escape con su desplazamiento hacia abajo, comienzan a descubrirse los puertos de transferencia. Estos actúan como un conducto por el que la mezcla de aire y combustible pasa del cárter al cilindro por encima del pistón. Una vez que el pistón llega al final de la carrera, se completa la segunda carrera y se repite el proceso.
Las únicas partes móviles dentro de los motores de dos tiempos simples son el cigüeñal, la biela y el pistón. Sin embargo, es la misma simplicidad en el diseño la que hace que un motor de dos tiempos sea menos eficiente en el consumo de combustible y produzca altos niveles específicos de emisiones de gases de escape no deseados . En la parte inferior de la carrera de potencia, los puertos de transferencia, que suministran una mezcla fresca de aire y combustible, están abiertos al mismo tiempo que el puerto de escape. Esto puede permitir que una cantidad significativa de combustible fresco pase directamente a través del motor sin quemarse en el proceso de producción de energía. Los sistemas de escape correctamente diseñados ayudan a minimizar la cantidad de pérdida de combustible crudo en el proceso de escape, pero un motor de dos tiempos con carburador siempre desperdiciará algo de combustible (los motores modernos de inyección directa evitan esto).
Muchos fabricantes de motos de dos tiempos de alto rendimiento las equipan con sistemas de válvulas de potencia de escape. Estas válvulas actúan para variar la altura (y el ancho) del puerto de escape, ampliando así la entrega de potencia en un rango de revoluciones más amplio. Los puertos de escape con dimensiones fijas solo producen potencia utilizable en un rango de revoluciones estrecho, lo que también afecta el consumo de combustible y las emisiones.
En una moto de carreras, esto no es un problema, ya que el motor funcionará a altas revoluciones casi todo el tiempo. Sin embargo, en una moto de carretera o de cercanías, el rango de potencia limitado es un problema. Para proporcionar más potencia a bajas revoluciones, así como permitir que el motor produzca mucha potencia a altas revoluciones, se utiliza un sistema de válvula de potencia.
Todos los sistemas de válvulas de potencia varían la duración del tiempo de apertura del puerto de escape, lo que le otorga al motor una potencia utilizable en el extremo inferior combinada con una excelente potencia en el extremo superior. Los fabricantes también han incluido cámaras de escape secundarias que extienden la "longitud ajustada" de la cámara de expansión.
La activación de la válvula de potencia puede realizarse por medios mecánicos (en función de las RPM) o eléctricos (servomotor), cada vez más con control electrónico. El control electrónico ofrece un mayor grado de precisión, además de poder variar la apertura de la válvula y ajustarse a las condiciones.
Motores Suzuki AETC y Super AETC, Control Automático de Sincronización de Escape: La versión de dos palas se instaló en la VJ21 RGV250, y la versión de tres palas, en la VJ22 RGV250 y la Suzuki RG150 .
Con el sistema AETC, los sistemas de válvulas de potencia normalmente están parcialmente cerrados a bajas RPM; cuando están cerrados, permiten que el motor genere más potencia. Sin embargo, hasta cierto punto, la potencia disminuye porque el motor no puede expulsar suficientes gases por el escape. Cuando se abre la válvula de potencia, permite que fluyan más gases por el puerto de escape. Este sistema se reconoce por una pequeña caja sobre la salida de escape; las válvulas de potencia están situadas en esta caja. Dependiendo de la válvula, pueden estar hechas de dos (versión antigua) o tres (versión más nueva) hojas separadas.
Motores Yamaha YPVS, sistema de válvulas de potencia Yamaha: los ingenieros de Yamaha se dieron cuenta de que modificando la altura del puerto de escape podían cambiar de forma efectiva la entrega de potencia del motor, consiguiendo así una potencia y un par óptimos en todo el rango de revoluciones, y así nació el YPVS. La válvula tiene un diseño cilíndrico en forma de "carrete de algodón" que recorre la parte superior del puerto de escape y es accionada por un servomotor controlado desde una caja de control que recibe información del CDI (y otras ubicaciones). La válvula tiene una forma ligeramente ovalada. Esto cambia la altura y el tamaño del puerto de escape a diferentes velocidades del motor, maximizando la potencia disponible en todos los rangos de revoluciones, abriéndose primero a 3000 rpm para la potencia a bajas revoluciones, gradualmente entre 3-6000, abriéndose por completo a 6000 rpm para la potencia máxima, en la mayoría de las 125 cc. Se instaló en todos los modelos posteriores de las motos de carretera de dos tiempos RZ/RD (125, 250, 350 y 500 cc), la gama TZR. También se añadió a la gama DT (125lc 2/3) después de 1984 (pero se cerró para cumplir con las regulaciones de aprendizaje del Reino Unido hasta la (R) en 1988-04 que tenía una válvula YPVS completamente funcional) la DT125R tiene un mejor diseño de motor, aunque no mucho alterado en velocidad, solo más confiable que su predecesora. La serie YZ de motos de motocross tiene una válvula de potencia mecánica que se activa a la velocidad de RPM. La YPVS solo se encuentra en las motos refrigeradas por líquido, no en las versiones refrigeradas por aire. Yamaha también ha utilizado una versión de guillotina en algunos de sus modelos posteriores, como el modelo TZR250 3XV SP de 1994 y muchas motos de carreras de carretera TZ posteriores. La TZR250R 3XV SPR en realidad utiliza un Triple-YPVS, que es una combinación de los diseños de guillotina y "carrete de algodón".
Yamaha fue, de hecho, la primera empresa en producir resultados consistentes con su YPVS en sus motos de competición. La OW35K de 1977 fue la primera moto de competición en incorporar el sistema de válvula de potencia y ganó el GP de Finlandia en 1977. El efecto Kadenacy se aprovechó y controló hasta tal punto que dio a Yamaha una gran ventaja sobre todos los demás fabricantes a lo largo de finales de los años 70 y mediados de los 80. Las primeras motos de calle con YPVS fueron la RZ/RD350 YPVS (LC2 en adelante) y la RZ/RD500 GP Replica en 1983-84.
Sistema ATAC: El sistema de cámara de amplificación de par automático de Honda funciona aumentando o disminuyendo eficazmente el volumen del sistema de escape con una pequeña válvula de mariposa ubicada justo antes de la conexión de escape. A bajas RPM, un engranaje impulsado por un cigüeñal centrífugo abre la válvula hacia una pequeña cámara y aumenta el volumen del escape al permitir que los gases de escape fluyan a través de la cámara. A altas RPM, la válvula ATAC se cierra y el escape simplemente sale hacia la cámara de expansión. Una cámara de expansión más grande permite más potencia a bajas RPM debido al tiempo adicional necesario para que el impulso "rebote" para el efecto supercargador. Se utilizó en sus motocrossers CR, motos GP y motos de carretera MTX, MVX, NS y NSR.
Válvula HPP. Un regulador centrífugo abre y cierra una válvula de escape de dos palas (que utiliza más de 50 piezas)
El sistema de cámara de amplificación de par variable "V-TACS" funciona de manera diferente al "sistema ATAC" y solo funcionará cuando se use junto con un silenciador ajustado. Los silenciadores ajustados o las cámaras de expansión aumentan la potencia, pero solo a las RPM para las que están diseñados y, de hecho, pueden causar una pérdida de potencia fuera de las RPM ajustadas. El "sistema V-TACS" aprovecha el uso de una cámara de expansión sin perder potencia fuera de las RPM ajustadas de la cámara de expansión. Dentro de la cabeza y el cilindro del motor, hay una cámara que está sellada por una válvula. Esta cámara sellada se ventila hacia el puerto de escape cuando la válvula está abierta. A bajas RPM, esta válvula está abierta, lo que tiene el efecto de aumentar el volumen del colector de escape y anular la pérdida de potencia que normalmente sería evidente a bajas RPM con una cámara de expansión. A medias RPM, la válvula está cerrada, lo que permite que la cámara de expansión funcione. Se identifica por la cabeza y el cilindro, siendo mucho más grandes de lo normal para su cilindrada, la pared del cilindro también está fundida con la inscripción VTACS.
V-TACS era un sistema de válvula de potencia accionado con el pie fabricado por Honda en algunas de sus pequeñas motocicletas y scooters de dos tiempos, como la Honda FC50 .
La válvula de control Honda Revolution está diseñada y funciona en principio como el "sistema AETC". Un pequeño ordenador controla las revoluciones del motor y ajusta una válvula de escape de dos hojas con un servomotor eléctrico. Honda equipó muchas motocicletas de dos tiempos, como los modelos NSR125 y NSR250, con motores de válvulas RC.
Kawasaki utiliza un sistema de válvulas de potencia llamado KIPS (Kawasaki Integrated Power Valve System) en sus motos de dos tiempos. El KIPS utiliza modificaciones en la altura de los puertos, el cierre de los conductos de los puertos secundarios y una cámara resonante. El KIPS funciona mediante un regulador mecánico en las motos monocilíndricas. Las motos bicilíndricas y las más nuevas monocilíndricas tienen un motor eléctrico que transfiere el movimiento a través de cables y conexiones llamadas HI-KIPS.