Como funciona el motor de dos tiempos

El motor de 2 tiempos también conocido como motor de ciclo de Otto, por su inventor, ingeniero alemán Nicolaus August Otto, que diseñó el motor de combustión interna junto con Etienne Lenoir.

Se trata de un motor de combustión interna que realiza las cuatro fases del ciclo termodinámico (admisióncompresiónexplosiónescape) en 2 movimientos lineales del pistón, o una vuelta completa del cigüeñal, diferenciándose del motor de 4 tiempos en que éste lo realiza en 4 movimientos de pistón, o 2 vueltas de cigüeñal.

La gran diferencia entre los motores de 2 y 4 tiempos, es que en el motor de 4 tiempos se produce 1 explosión por cada 2 vueltas de cigüeñal, por 1 explosión en cada vuelta de cigüeñal en el de 2 tiempos.

La gran ventaja del motor de 2 tiempos es que esta diferencia produce mayor potencia de salida del cigüeñal, la gran desventaja es un mayor consumo de combustible.

funcionamiento del motor de dos tiempos

FASE ADMISIÓN – COMPRESIÓN

fase de admisión del motor de dos tiempos

El pistón se desliza hacia arriba desde el PMI (punto muerto inferior), dejando en su recorrido abierta la lumbrera de admisión. En la parte superior, el pistón realiza la compresión y en la parte inferior se succiona la mezcla de combustible y aire a través de la lumbrera de admisión.

FASE EXPLOSIÓN – ESCAPE

fase de explosión del motor de dos tiempos

Al llegar el pistón a su PMS (punto muerto superior), se produce la máxima compresión de la mezcla de gases de combustión y se produce la explosión gracias a la chispa eléctrica producida por la bujía. Esta explosión produce una expansión de los gases que empuja hacia abajo el pistón, que comunica el movimiento al cigüeñal a través de la biela.

En el recorrido descendente, el pistón abre la lumbrera de escape, que permiten la salida de los gases de la combustión. Al mismo tiempo, se abre la lumbrera de transferencia, por la que vuelve a entrar mezcla de aire y combustible al cilindro, ocupando el vacío provocado por la salida de gases.
Al llegar el pistón de nuevo a su PMI, el cilindro vuelve a estar lleno de gases y el ciclo vuelve a empezar.

En la fase de Explosión – Escape, es muy importante el correcto funcionamiento del sistema de escape de la máquina, ya que una parte importante de su trabajo es mantener la compresión de los gases dentro la cámara de explosión favoreciendo una correcta explosión. Además, un correcto sistema de escape favorece la rápida evacuación de los gases, optimizando el comienzo de un nuevo ciclo.

Una vez finalizado el ciclo, debe producirse la salida de los gases procedentes de la combustión para la entrada de la nueva mezcla, proceso conocido como barrido. En la actualidad, el sistema por antonomasia de barrido de gases es el sistema Schnuerle, o barrido tangencial.

PARTES DE UN MOTOR

Partes fijas del motor

CULATA: Tapa que cierra el cilindro, soporta la bujía y forma parte de la cámara de combustión.

BUJÍA: Dispositivo que hace saltar la chispa eléctrica del encendido.

CILINDRO: Pieza fundida en hierro o aluminio en cuyo interior se desplaza el pistón.

CARTER: Caja metálica estructural que aloja los mecanismos operativos del motor.

Partes móviles del motor

PISTÓN: Pieza cilíndrica de aleación de aluminio que se mueve alternativamente en el interior del cilindro para comprimir el fluido y para realizar el movimiento.

BIELA: Elemento mecánico sometido a esfuerzos de tracción y compresión, y transmite el movimiento articulado al cigüeñal.

CIGÜEÑAL: Eje acodado con contrapesos (para coger inercia) que transforma el movimiento rectilíneo en circular o a la inversa.

FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR

ADMISIÓN – COMPRESIÓN / 1er tiempo (desplazamiento desde PMI hacia PMS):

⦁ Empieza el periodo de admisión, todas las lumbreras están abiertas.

⦁ El pistón crea una depresión tras de sí y absorbe los gases frescos a través del conducto de admisión hacia el interior del cárter (cámara de pre-compresión).

⦁ Sobre la mitad de recorrido de la carrera ascendente el pistón ha cerrado todas las lumbreras. En ese instante empieza el periodo de compresión, simultáneamente continua el de admisión.

⦁ El pistón llega al PMS (fin de la carrera ascendente), termina el periodo de compresión pero la admisión continua, puesto que el fluido tiene cierta inercia.

EXPLOSIÓN – ESCAPE / 2ndo tiempo (desplazamiento desde PMS hacia PMI):

⦁ Previo al PMS hay un avance de encendido (instantáneo) y comienza el periodo de combustión (gradual).

⦁ A unos 10º de superar el PMS, el frente la llama alcanza el pistón y comienza la expansión (único periodo de trabajo).

⦁ El pistón es empujado enérgicamente hacia el PMI y la presión alcanza sus valores máximos.

⦁ A la mitad de carrera descendente el pistón descubre la lumbrera de escape y libera a través de su conducto, tanto los gases quemados como calor, y poderosas ondas acústicas (comienza el periodo de escape simultáneamente con la expansión que decae).

⦁ A medida que el pistón baja, pierde presión arriba en la cámara de combustión, pero la gana abajo en el cárter, donde la mezcla se va pre-comprimiendo.

⦁ Unos pocos grados de cigüeñal después, se abren las lumbreras de transferencia y como en el cárter existe cierta presión (que es superior a la existente en el cilindro), los gases frescos salen a presión, llenando el cilindro en un bucle envolvente que no solo facilita la extracción de los pocos gases quemados que quedan, sino que también salen gases frescos, ayudados por las ondas que viajan a gran velocidad a lo largo del escape y además estas facilitan el llenado del cilindro (mejora la transferencia).

⦁ PMI, acaba expansión pero continua escape y transferencia, antes de que el pistón cierre las lumbreras de transferencia el retorno de estas ondas de escape devolverá gran parte de los gases frescos perdidos al cilindro sobrealimentándolo.