¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona un motor de dos tiempos? Si eres un apasionado de los motores y la mecánica, este artículo te resultará realmente interesante. En esta ocasión, nos adentraremos en el fascinante mundo de los motores de dos tiempos, explorando las diferentes piezas que los componen, su ciclo de funcionamiento, el diagrama que los representa, su funcionamiento interno y sus múltiples aplicaciones. Si quieres descubrir todo lo que necesitas saber sobre los motores de dos tiempos, ¡sigue leyendo!
Motor de dos tiempos: piezas, ciclo, diagrama, funcionamiento, aplicación.
Un motor de dos tiempos (o motor de dos tiempos) es un tipo de motor de combustión interna que completa un ciclo de trabajo con dos golpes (movimientos de subida y bajada) del pistón durante tan solo una revolución del cigüeñal. Esto contrasta con un motor de “cuatro tiempos”, que requiere cuatro carreras de pistón para completar un ciclo de trabajo 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 eliminación) ocurriendo simultáneamente.
Los motores de dos tiempos suelen tener una relación potencia-peso elevada porque la potencia está disponible en un rango de velocidades estrecho, la denominada “banda de potencia”. En comparación con los motores de cuatro tiempos, los motores de dos tiempos tienen un número significativamente menor de piezas móviles y, por tanto, pueden ser más compactos y mucho más ligeros.
PARTES DE UN MOTOR DE DOS TIEMPOS
1. pistón
En un motor, el pistón se utiliza para transmitir la fuerza de expansión de los gases a la rotación mecánica del cigüeñal a través de una biela. El pistón puede hacer esto porque está firmemente asegurado en el cilindro mediante anillos de pistón para minimizar el espacio libre entre el cilindro y el pistón.
2. cigüeñal
Un cigüeñal es una pieza que puede convertir el movimiento alternativo en movimiento giratorio.
3. Biela
Una biela transmite el movimiento desde un pistón al cigüeñal, que actúa como brazo de palanca.
4. Contrapeso
El contrapeso sobre el cigüeñal sirve para reducir las vibraciones debidas a desequilibrios en el conjunto giratorio.
5. Volante
El volante es un dispositivo mecánico giratorio que se utiliza para almacenar energía.
6. Conexiones de entrada y salida
Permite que entre aire fresco con combustible y que la mezcla de aire y combustible gastado salga del cilindro.
7. bujía
Una bujía suministra corriente eléctrica a la cámara de combustión, que enciende la mezcla de aire y combustible, lo que provoca una expansión repentina del gas.
CICLOS DE UN MOTOR DE DOS TIEMPOS
1. Ingestión
Debido a la presión negativa creada durante la carrera ascendente del pistón, la mezcla de aire y combustible es inicialmente succionada hacia el cárter. El motor que se muestra tiene una válvula de admisión de asiento; Sin embargo, muchos motores utilizan un accionamiento giratorio integrado en el cigüeñal.
2. Compresión del cárter
Durante la carrera descendente, la válvula de asiento se cierra forzadamente por el aumento de presión del cárter. Durante la carrera restante, la mezcla de combustible se comprime en el cárter.
3. Transferencia/Escape
Hacia el final de la carrera, el pistón libera el puerto de admisión, permitiendo que la mezcla de aire y combustible comprimido en el cárter escape alrededor del pistón hacia el cilindro maestro. Esto hace que los gases de escape sean expulsados por el puerto de escape, que generalmente se encuentra en el lado opuesto del cilindro. Desafortunadamente, algunas mezclas de combustibles frescos también suelen ser expulsadas.
4. Compresión
Luego, el pistón sube, impulsado por el volante, y comprime la mezcla de combustible. (Al mismo tiempo se produce otra carrera de admisión debajo del pistón).
5. poder
En la parte superior de la carrera, la bujía enciende la mezcla de combustible. El combustible quemado se expande y fuerza al pistón hacia abajo para completar el ciclo. (Al mismo tiempo se produce otra carrera de compresión en el cárter debajo del pistón).
CÓMO FUNCIONAN LOS MOTORES DE DOS TIEMPOS
Golpe hacia abajo
Primero, el pistón se mueve desde el punto muerto superior al punto muerto inferior para que pueda entrar aire fresco en la cámara de combustión. La mezcla de aire fresco y combustible ingresa a la cámara de combustión a través del cárter. Rotación del cigüeñal – 180°
Golpe ascendente
Aquí es donde ocurre toda la magia. El pistón se empuja hacia arriba desde BDC hasta PMS. La mezcla de combustible y aire se comprime y la bujía enciende la mezcla. A medida que la mezcla se expande, el pistón se mueve hacia abajo. Durante la carrera ascendente, se abre la abertura de entrada. Mientras este puerto de admisión está abierto, la mezcla es succionada hacia el cárter. Cuando la mezcla ingresa a la cámara de combustión en la carrera ascendente anterior, se crea una presión negativa porque no queda mezcla en el cárter. Esta mezcla está lista para ingresar a la cámara de combustión durante una carrera descendente, pero permanece en el cárter hasta que el pistón sube al punto muerto superior. Rotación del cigüeñal – 360°
Se realizan dos brazadas junto con un ciclo de fuerza.
A partir de la segunda carrera descendente, los gases de escape son expulsados por un lado, mientras que al mismo tiempo entra una mezcla nueva en la cámara de combustión, ya que después de eliminar los gases de escape se crea una presión negativa en la cámara de combustión. Esa es la belleza del motor. Ambas cosas suceden al mismo tiempo, lo que lo convierte en un motor de dos tiempos.
El ciclo diésel de dos tiempos funciona de la siguiente manera:
1. Cuando el pistón está en la parte superior de su carrera, el cilindro contiene una carga de aire altamente comprimido. El combustible diesel se inyecta en el cilindro desde el inyector y se enciende inmediatamente debido al calor y la presión en el cilindro.
2. La presión creada por la combustión del combustible impulsa el pistón hacia abajo. Este es el golpe de poder.
3. A medida que el pistón se acerca al final de su carrera, todas las válvulas de escape se abren. Los gases de escape salen del cilindro y alivian la presión.
4. Cuando el pistón alcanza su punto más bajo, deja al descubierto los puertos de entrada de aire. El aire a presión llena el cilindro y desplaza el resto de los gases de escape.
5. Las válvulas de escape se cierran y el pistón comienza a subir, cubriendo nuevamente los puertos de entrada y comprimiendo la carga de aire fresco. Esta es la carrera de compresión.
6. A medida que el pistón se acerca a la parte superior del cilindro, el ciclo repite el paso 1.
VENTAJA Y DESVENTAJA
Ventajas de los motores de dos tiempos.
1. Con las mismas dimensiones, la potencia desarrollada es el doble que la de los motores de cuatro tiempos.
2. Se ahorra la potencia requerida para la succión y la carrera de succión.
3. Par más consistente en comparación con los motores de cuatro tiempos, por lo que se requiere un volante más ligero
4. A misma potencia, el motor de dos tiempos requiere menos espacio
5. Los motores de dos tiempos son más ligeros que los de cuatro tiempos de la misma potencia
6. La estructura y funcionamiento de un motor de dos tiempos son sencillos.
7. Se requiere menos mantenimiento
8. Alta relación potencia-peso
Desventajas de los motores de dos tiempos.
1. Los motores de dos tiempos de alta velocidad son menos eficientes debido a una eficiencia volumétrica reducida
2. En el motor de gasolina de dos tiempos, se pierde una cantidad significativa de carga nueva debido a una eficiencia volumétrica deficiente.
3. La compresión efectiva es menor debido a la provisión de puertos para entrada y salida.
4. Mayor consumo de aceite lubricante
5. Con cargas elevadas, el motor de dos tiempos funciona de forma inestable debido a la dilución de la carga.
APLICACIONES DE LOS MOTORES DE DOS TIEMPOS
Debido a la creciente regulación de la contaminación del aire, el uso de motores de dos tiempos ha disminuido, pero todavía se utilizan en muchas aplicaciones de baja potencia. Como por ejemplo
1. motores fuera de borda
2. Motos de alto rendimiento, ciclomotores y motos de cross de baja cilindrada.
3. Underbones, scooters, tuk-tuks, motos de nieve, karts
4. Aviones ultraligeros, así como modelos de aviones y otros modelos de vehículos.
5. También se encuentran comúnmente en herramientas eléctricas que se usan al aire libre, como cortadoras de césped, motosierras y desmalezadoras.
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En este artículo, exploraremos el funcionamiento, las partes, el ciclo de trabajo y la aplicación del motor de dos tiempos. Conoceremos las ventajas y desventajas de este tipo de motor y descubriremos dónde se utiliza comúnmente. ¡Vamos a sumergirnos!
MOTOR DE DOS TIEMPOS: PARTES, CICLO, DIAGRAMA, FUNCIONAMIENTO, APLICACIÓN
El motor de dos tiempos, también conocido como motor de dos ciclos, es un tipo de motor de combustión interna que completa un ciclo de potencia con dos tiempos (movimientos hacia arriba y hacia abajo) del pistón durante solo una revolución del cigüeñal. Esto contrasta con un «motor de cuatro tiempos», que requiere cuatro tiempos 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 purgado) sucediendo al mismo tiempo. Los motores de dos tiempos suelen tener una alta relación potencia-peso, con potencia disponible en un rango estrecho de velocidades de rotación llamado «banda de potencia». En comparación con los motores de cuatro tiempos, los motores de dos tiempos tienen un número reducido de piezas móviles, por lo que pueden ser más compactos y significativamente más ligeros.
PARTES DEL MOTOR DE DOS TIEMPOS
1. Pistón: en un motor, el pistón se utiliza para transferir la fuerza expansiva de los gases a la rotación mecánica del cigüeñal a través de una biela. El pistón puede hacer esto porque está asegurado firmemente dentro del cilindro mediante aros de pistón que minimizan el espacio de juego entre el cilindro y el pistón.
2. Cigüeñal: es una pieza que puede convertir el movimiento alternativo en movimiento rotativo.
3. Biela: transfiere el movimiento de un pistón al cigüeñal que actúa como un brazo de palanca.
4. Contrapeso: se utiliza para reducir las vibraciones debidas a los desequilibrios en el conjunto rotativo.
5. Volante: es un dispositivo mecánico giratorio que se utiliza para almacenar energía.
6. Puertos de entrada y salida: permiten la entrada de aire fresco con combustible y la salida de la mezcla de aire y combustible gastado del cilindro.
7. Bujía: suministra corriente eléctrica a la cámara de combustión, lo que enciende la mezcla de aire y combustible, lo que conduce a una expansión abrupta de gas.
CICLOS DEL MOTOR DE DOS TIEMPOS
1. Admisión: la mezcla de combustible/aire se aspira primero hacia el cárter por el vacío que se crea durante el movimiento hacia arriba del pistón. El motor ilustrado presenta una válvula de admisión de popa; sin embargo, muchos motores utilizan una válvula giratoria incorporada en el cigüeñal.
2. Compresión del cárter: durante el movimiento descendente, la válvula de admisión se cierra debido a la mayor presión en el cárter. La mezcla de combustible se comprime en el cárter durante el resto de la carrera.
3. Transferencia/Escape: hacia el final de la carrera, el pistón expone el puerto de entrada, lo que permite que la mezcla comprimida de combustible/aire en el cárter escape alrededor del pistón hacia el cilindro principal. Esto expulsa los gases de escape por el puerto de escape, que generalmente se encuentra en el lado opuesto del cilindro. Desafortunadamente, también se suele expulsar parte de la mezcla de combustible fresca.
4. Compresión: el pistón luego sube, impulsado por el impulso del volante, y comprime la mezcla de combustible. (Al mismo tiempo, otra carrera de admisión está ocurriendo debajo del pistón).
5. Potencia: en la parte superior de la carrera, la bujía enciende la mezcla de combustible. El combustible quemado se expande, impulsando el pistón hacia abajo para completar el ciclo. (Al mismo tiempo, otra carrera de compresión del cárter está ocurriendo debajo del pistón).
FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES DE DOS TIEMPOS
Carrera descendente: el pistón se mueve hacia abajo desde PMS a PMI para permitir que el aire fresco entre en la cámara de combustión. La mezcla fresca de aire y combustible entra en la cámara de combustión a través del cárter. Rotación del cigüeñal: 180 grados.
Carrera ascendente: aquí ocurre toda la magia. El pistón se empuja hacia arriba desde el PMI al PMS. La mezcla de aire y combustible se comprime y la bujía enciende la mezcla. A medida que la mezcla se expande, el pistón se mueve hacia abajo. Durante la carrera ascendente, el puerto de admisión se abre. Durante la apertura de este puerto de admisión, la mezcla se succiona hacia dentro del cárter. Cuando la mezcla se empuja hacia arriba hacia la cámara de combustión durante la carrera ascendente anterior, se crea un vacío parcial ya que no queda mezcla en el cárter. Esta mezcla está lista para entrar en la cámara de combustión durante una carrera descendente, pero permanece en el cárter hasta que el pistón sube hasta el PMS. Rotación del cigüeñal: 360 grados.
Se completan dos ciclos junto con un ciclo de potencia.
A partir de la segunda carrera descendente, los gases de escape se expulsan desde un lado mientras una mezcla fresca entra en la cámara de combustión simultáneamente debido al vacío parcial creado en la cámara de combustión después de la eliminación de los gases de escape. Esta es la belleza del motor. Ambas cosas suceden al mismo tiempo, lo que lo convierte en un motor de dos tiempos.
El ciclo del motor diésel de dos tiempos es el siguiente:
Cuando el pistón está en la parte superior de su recorrido, el cilindro contiene una carga de aire altamente comprimido. El combustible diésel se pulveriza en el cilindro mediante el inyector y se enciende de inmediato debido al calor y la presión dentro del cilindro.
La presión creada por la combustión del combustible empuja el pistón hacia abajo. Esta es la carrera de potencia.
A medida que el pistón se acerca al final de su carrera, todas las válvulas de escape se abren. Los gases de escape salen del cilindro, aliviando la presión.
A medida que el pistón llega al final de su recorrido, descubre los puertos de admisión de aire. El aire a presión llena el cilindro, expulsando el resto de los gases de escape.
Las válvulas de escape se cierran y el pistón comienza a subir nuevamente, volviendo a cubrir los puertos de admisión y comprimiendo la carga de aire fresco. Esta es la carrera de compresión.
A medida que el pistón se acerca a la parte superior del cilindro, el ciclo se repite desde el paso 1.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas de los motores de dos tiempos:
1. Para las mismas dimensiones, la potencia desarrollada es dos veces mayor que la de los motores de cuatro tiempos.
2. Se ahorra potencia requerida para la carrera de escape y admisión.
3. Mayor momento de torsión uniforme en comparación con los motores de cuatro tiempos, por lo que se requiere un volante más ligero.
4. Para la misma potencia de salida, el motor de dos tiempos ocupa menos espacio.
5. Los motores de dos tiempos son más ligeros que los motores de cuatro tiempos con la misma potencia.
6. La construcción y el funcionamiento de un motor de dos tiempos son simples.
7. Se requiere menos mantenimiento.
8. Alta relación potencia / peso.
Desventajas de los motores de dos tiempos:
1. Los motores de dos tiempos de alta velocidad son menos eficientes debido a la reducción de la eficiencia volumétrica.
2. En el caso del motor de dos tiempos que funciona con el ciclo Otto, se pierde una cantidad considerable de carga fresca debido a la baja eficiencia volumétrica.
3. La compresión efectiva es menor debido a la disposición de los puertos de admisión y escape.
4. Mayor consumo de aceite lubricante.
5. A altas cargas, el motor de dos tiempos no funciona sin problemas debido a la dilución de la carga.
APLICACIONES DE LOS MOTORES DE DOS TIEMPOS
Debido a la creciente regulación de la contaminación del aire, el uso de motores de dos tiempos ha disminuido, pero aún se utilizan en muchas aplicaciones de baja potencia. Tales como:
1. Motores fuera de borda.
2. Motocicletas de alto rendimiento y de baja cilindrada, ciclomotores y motos de motocross.
3. Scooters, tuk-tuks, motos de nieve, karts.
4. Aviones ultraligeros, modelos de aviones y otros vehículos modelo.
5. También son comunes en herramientas eléctricas utilizadas al aire libre, como cortadoras de césped, motosierras y desbrozadoras.
Espero que este artículo te haya proporcionado una comprensión básica del motor de dos tiempos, sus partes, ciclos y aplicaciones. Si deseas obtener más información detallada sobre este tema, no dudes en consultar las fuentes externas y los enlaces relevantes proporcionados en este artículo.