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NOTERO: Nicolas Gelati

 

 

 

 

 

 

             
       
       
   
JULIO DE 2002
 

MISTERIOS NO TAN MISTERIOSOS
Breve introduccion sobre la diferencia entre motores de 2 y 4 tiempos

Informe de Full*Atv
Siempre escuchamos hablar de motor de dos o de
cuatro tiempos, que uno es mejor que el otro... pero
¿cual es la diferencia entre ambos motores?

En principio se puede pensar que un motor de dos tiempos, de la misma cilindrada que otro de cuatro, debe dar doble potencia porque hace doble número de carreras motrices; pero en la realidad no es así.
La sucesión de las operaciones -admisión, compresión, explosión y escape- en el motor de cuatro tiempos está perfectamente ordenada cada un, en tiempo y espacio, con independencia de las otras, y las cotas de reglaje apenas influyen entre ellas graduándose independientemente, mediante el perfil de las levas, para conseguir el máximo rendimiento del combustible gastado. En cambio, el motor de dos tiempos ejecuta con dependencia mutua las mismas operaciones; siendo el pistón quien gobierna las aperturas y cierres de la carga y escape en el cilindro; ambas cosas se empezarán y terminarán con simetría respecto a los puntos muertos. Por ejemplo, si la carga empieza 80° antes del p.m.i., tiene que cesar precisamente 80° después del p.m.i., ocurriendo lo mismo con el escape.
Se comprende que esta imposibilidad de regular con independencia aperturas y cierres ha de redundar en perjuicio del rendimiento, comparado con la libertad que se tiene en el motor de cuatro tiempos.
En estos últimos, las válvulas de admisión y escape están abiertas a la vez (a causa del A.A.A. y del R.C.E.) durante un cierto giro del cigüeñal. Al proyectar el motor y ensayarlo se han elegido, libremente, las cotas de modo que den el mejor rendimiento con el menor consumo; por ello es difícil que pueda perderse por el escape cantidad alguna de los gases frescos que entran antes de cerrarse aquella válvula. Pero en el motor de dos tiempos, en primer lugar por la precipitada ejecución de las operaciones del ciclo en sólo una vuelta, luego por la servidumbre de simetría explicada anteriormente, y por fin, por la necesidad de que sean los gases frescos los que expulsen a los quemados (ya que no puede hacerlo el pistón como en el motor de cuatro tiempos), resulta que el tiempo de apertura simultánea (traslapo) es, en la práctica y proporcionalmente, bastante mayor. Es imposible evitar pérdidas de gases frescos por el escape, pues si no las hay a unas ciertas velocidades de giro y carga del motor (apertura del carburador), las habrá cuando las condiciones sean distintas, o no se expulsarán bien los gases quemados.
En cuanto al consumo, a poca velocidad es menor en el motor de dos tiempos (con aproximadamente en 10 por 100 de máxima economía con respecto al de cuatro tiempos), pero a medida que aumentan las r.p.m., toma cierta ventaja el de cuatro tiempos hasta llegar a un máximo de economía del 30 por 100.
La potencia máxima conseguible por litro de cilindrada (potencia específica) es, en los buenos motores modernos, casi la misma que en los motores de cuatro tiempos.
Por lo contrario, en los de dos tiempos, que no tienen reparo alguno en las pequeñas cilindradas, existe un límite máximo para el tamaño de los cilindros, porque a medida que éstos son mayores, su "respiración" exige lumbreras más grandes, y esto presenta inconvenientes, pues si son anchas ya se comentó que los segmentos peligran de sobresalir y tropezar en ellas, rompiéndose; si se hacen altas, la carrera útil del émbolo (la de compresión) resultará reducida en exceso.
Aunque la proporción de aceite en la gasolina se va reduciendo cada vez más, siempre se quema algo, dando lugar a la formación de carbonilla, más abundante que en el motor de cuatro tiempos, así como humos y olor en el escape.
Cuando un cuatriciclo va circulando a velocidad normal o elevada, al soltar el acelerador se cierra prácticamente la admisión de gases y sólo pasan el aire y nafta por los conductos previstos para el ralentí. Si normalmente esa mezcla ya es algo rica, más lo será girando el motor mucho más deprisa, por lo que se quemará mal; además, como el volumen que puede pasar es mucho menor del necesario para llenar el cilindro, apenas habrá compresión; así que por ambas razones la mala explosión no tendrá fuerza.
En un motor de cuatro tiempos la admisión con la mariposa cerrada produce un vacío que tira del pistón mientras baja (resistencia), pero que le ayuda a subir en la carrera siguiente, y por tanto, se compensan. La carrera de explosión acaba de demostrarse que no cuenta, y es tan poca la masa gaseosa que al final hay un ligero vacío.
Pero este vacío no tira del émbolo en la carrera siguiente, porque al abrirse la válvula de escape con avance (AAE) ayuda a llenar el cilindro aspirando ligeramente de la tubería de escape para inmediatamente, al subir el émbolo, cambiar el sentido de la columna gaseosa para vaciar el cilindro. Todo esto representa gasto de energía a costa del impulso del vehículo, aproximadamente el 15 por 100 del freno motor.
En un motor de dos tiempos el vacío que se hace en el cárter al subir el pistón se compensa al bajar seguidamente. Por encima del émbolo ocurre lo mismo que en el de cuatro tiempos, con la diferencia de que la compresión y la explosión son peores, y como el escape está abierto mucho menos tiempo y no es ayudado por la carrera del émbolo como en el ciclo de cuatro tiempos, sino que se efectúa por diferencias de presiones, ahora inexistentes al cerrar la entrada de gases, la acción de frenado antes citada no existe prácticamente.
Este es un factor en contra del motor de dos tiempos. El otro, también adverso desde este punto de vista del frenado, es el de las resistencias pasivas debidas a la energía que consumen los órganos móviles del motor. En el motor de dos tiempos son el cigüeñal, bielas y pistones, algunos con rodamientos de bolas o rodillos. En el de cuatro tiempos, además de ser todos los cojinetes lisos, cuenta el movimiento de todos los órganos de la distribución: engranajes, cadena, árbol de levas y válvulas. Este es el factor preponderante, así que entre una y otra causa, el efecto de freno motor es sensiblemente inferior en el motor en dos tiempos que en el de cuatro de la misma cilindrada o potencia.
Todos los presuntos inconvenientes en los motores de dos tiempos se ven compensados por la sencillez mecánica: desaparecen el engranaje de distribución, árbol de levas, taqués, válvulas y resortes, suprimiéndose una complicación mecánica que es origen de averías, desreglajes y desgastes; se abarata la construcción, y queda un motor consituido por sólo tres robustas piezas en movimiento: pistón, biela y cigüeñal.


*A.A.A avance a la apertura de la admisión
**p.m.s. punto muerto superior, posición mas elevada del pistón en su carrera dentro del cilindro.

(((NAzareNO)))

 
 
 
 
 
 
 
 
 
"La sabiduría es hija de la experiencia".
Leonardo da Vinci (1452-1519); pintor, escultor e inventor italiano.



 
 
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