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EL MOTOR DE DOS TIEMPOS (cont.)
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Diagrama del ciclo teórico de un motor de dos tiempos
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Ya sabemos que el diagrama teórico de un motor corresponde a los cálculos que el constructor ha previsto para ese motor. En principio el motor funcionaría perfectamente con este diagrama de distribución, o sea, con unas aperturas y cierres de las lumbreras de admisión y escape situadas a una distancia del PMS tal que permitiría un intercambio de gases frescos y quemados adecuado para su funcionamiento, sin tener en cuenta posibles inercias de las masas de los mismos, ni interacción entre ellos, ni retardo al encendido, etc. Por eso se llama teórico.
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Representando en un sistema de coordenadas el funcionamiento teórico de estos motores, se obtiene un diagrama análogo al de los motores de cuatro tiempos, ya que el funcionamiento teórico en sus fases de transformación de energía es idéntico.
Durante el recorrido 1-2, las lumbreras de carga y escape permanecen abiertas. Por ello la presión en el interior del cilindro se mantiene constante y, teóricamente, igual a la presión atmosférica. Cerradas las lumbreras de carga y escape se inicia la fase de compresión que dura hasta el final del recorrido 2-3, cuando el pistón se encuentra en su punto muerto superior PMS. Es en este recorrido cuando el volante de inercia acoplado al eje del cigüeñal aporta trabajo para realizar la compresión, y que es transformado en calor que es absorbido por la mezcla. Es en este punto 3 donde llega, pues, el pistón comprimiendo la mezcla con una presión pc y una temperatura Tc, directamente proporcionales a la relación de compresión del motor.
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Y en este punto 3 se produce la chispa eléctrica y la explosión de la mezcla a volumen constante con aportación de calor Q1 procedente de la energía calorífica del combustible, elevando la presión y la temperatura hasta el punto 4, donde se obtiene la presión máxima instantánea en el interior del cilindro. Durante la expansión 4-5, la temperatura y presión interna bajan progresivamente hasta el punto 5 donde, al abrirse la lumbrera de escape, la presión baja teóricamente hasta alcanzar la presión atmosférica 5-2, cediendo a la atmósfera el calor Q2 no transformado en trabajo. A partir de este punto el pistón continua el descenso hasta llegar al PMI 2-1 con una presión teóricamente constante.
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Diagrama del ciclo real de un motor de dos tiempos
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El funcionamiento real de este motor está sujeto a una serie de condicionantes que modifican su ciclo teórico ocasionando una deformación del mismo, tales como las pérdidas de calor a través de las paredes del cilindro, el retraso en la combustión y la forma de llenado de los cilindros. En estos motores es de suma importancia el correcto posicionado de las lumbreras de admisión, escape y carga. La mejora del ciclo real en estos motores se consigue, además, actuando sobre las cotas de la distribución. Pare ello se sitúan las lumbreras de carga y escape a la distancia adecuada, a fin de conseguir los máximos efectos de llenado y barrido. Se da un pequeño adelanto a la lumbrera de escape con respecto a la de carga y, a su vez, se adelanta el encendido para que la combustión se realice dentro de la máxima compresión. De esta manera se aprovecha toda la fuerza de la explosión, lo que mejora el par motor y la potencia. En estas condiciones, el ciclo práctico o real corregido es superior al real, aunque nunca llega al teórico.
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Diagrama del ciclo práctico de un motor de dos tiempos
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Durante el recorrido ascendente del pistón, se cierra primero la lumbrera de carga en 2; después de 10 grados de giro la de escape en 3, siendo inevitable que durante este corto trayecto 2-3 escapen algunos gases frescos al exterior, con la ventaja de un mejor barrido de gases residuales. A partir de ahí se inicia la compresión, que dura hasta el punto 4, donde se produce el encendido, unos grados antes del PMS, lo que compensa el retraso de la combustión, la cual termina en el punto 5 de máxima presión. En su carrera descendente se produce la expansión y el trabajo hasta el punto 6, donde se abre la lumbrera de escape. Con ello la mayor parte de los gases quemados escapan al exterior sin arrastrar gases frescos. A continuación se abre la lumbrera de admisión, se llena el cilindro y se barre el resto de los gases quemados hasta el final del recorrido. La presión interna 7-1 se mantiene debido a que la presión de entrada de los gases compensa el descenso de presión motivado por la evacuación de los gases residuales, y se llega al final de la carrera con una presión interna algo mayor que la atmosférica, presión a la cual se inicia el nuevo ciclo.
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