Motores 2 Tiempos: Quién Lo Inventó, Funcionamiento Y Cómo Potenciarlo

El motor 2 tiempos está dentro del funcionamiento de los motores de combustión interna junto a los 4 tiempos. La capacidad que tiene un vehículo para poder desplazarse a través de las carreteras y calles del mundo depende en la misma medida de la capacidad de su motor.

Los motores 2 tiempos son como lo indica su nombre, motores que funcionan en dos tiempos. Cuando hablamos de dos tiempos hacemos referencia a los movimientos lineales de la biela, sin embargo, los motores dos tiempos al igual que los 4 tiempos producen los mismo 4 tiempos, es decir, admisión, compresión, explosión y escape.

La diferencia radica en el número de vueltas que realiza el cigüeñal, donde uno lo hace en 1 vuelta (motor 2 tiempos) y el otro en dos vueltas completas (motor 4 tiempos). Así mismo, el primero realiza dos movimientos lineales del pistón mientras el otro lo realiza en cuatro movimientos lineales. A continuación, en el mundo del motor desarrollaremos el tema del motor 2 tiempos.

¿Quién invento el motor 2 tiempos?

La creación exitosa del primer motor 2 tiempos es atribuida a Dugald Clerk, quién en 1878 fue el primero en construirlo con éxito y en 1881 lo patento en Inglaterra. Sir Dugald Clerk Fue un ingeniero escoces nacido en Glasgow en 1854. Se graduó de la Anderson’s University en Glasgow, ahora conocida como La Universidad de Strathclyde y de Yorkshire College Leeds ahora conocida como Universidad de Leeds.

¿Qué es el motor 2 tiempos?

El motor 2 tiempos es un armado de piezas de hierro y aleaciones constituidas de tal manera que cumple con las condiciones de transformar el combustible en energía mecánica, energía capaz de mover un vehículo, ya sea a cuatro ruedas a dos o embarcaciones pequeñas.

Cuando hablamos de motor hablamos de un elemento capaz de mover cosas, en esa línea del pensamiento aparece el motor 2 tiempos, la descripción de los motores 2 tiempos o 2 ciclos fundamentalmente aplica para motocicletas y embarcaciones fuera de borda, ya que para esas condiciones son los más ideales.

Son motores que por su construcción son más pequeños en tamaño que los motores 4 tiempos, esa condición es comparada la misma potencia. Como dato importante, la construcción de los motores 2 tiempos generalmente no conlleva un cárter que almacena el aceite para ayudar al engrase de las piezas móviles, ya que el aceite es incluido directamente en el proceso de alimentación del combustible.

Funcionamiento del motor 2 tiempos

La realidad de los 4 tiempos que se cumplen en el motor 2 tiempos en esencia es el mismo para los motores 2 tiempos y los motores 4 tiempos. La diferencia más práctica que se puede notar es la inexistencia de válvulas de admisión y escape en los motores 2 tiempo, ya que la entrada de la mezcla combustible, así como la salida de los gases de combustión es obturada por el ascenso y descenso del pistón.

Aclarado esto, procederemos a explicar el proceso de combustión de un motor 2 tiempos, describiendo cada uno de sus tiempos.

Admisión

Durante el giro del cigüeñal, el pistón alcanza su punto muerto inferior, en este punto, dónde está en su punto más bajo, comienza la entrada de la mezcla combustible hacia la cavidad del motor, una vez la mezcla comienza a entrar en la recamara de combustión comienza el ascenso del pistón.

Compresión

Continuando con el giro del cigüeñal, y llena de la mezcla prevista de combustible dentro de la recamara de combustión comienza el ascenso del pistón, esto permite que la mezcla se comprima tantas veces ha sido diseñado el proceso, la compresión de la mezcla permitirá luego el desencadenamiento de la fuerza motriz que moverá todos los otros tiempos.

Explosión

Una vez la mezcla ha sido comprimida lo suficiente, sin llegar al punto de auto-ignición, el pistón llega a su punto muerto superior, justo al completar ese punto, una milésima de segundo antes, una chispa, ejecutada por una bujía generalmente, enciende la mezcla, que con alta presión y condiciones inflamables dispara de regreso al pistón, y es precisamente esa violencia de potencia mecánica lo que es aprovechado por el mecanismo del motor.

Escape

Una vez es producido el efecto violento de explosión dentro de la recamara de combustión del motor, es producida toda la energía que mantendrá los 3 restantes tiempos en funcionamiento, debido a ese proceso una mezcla de gases queda dentro de la recámara.

Es aquí que una vez el pistón ha descendido los gases por la alta presión se desplazan hacia fuera de la recamara de combustión, por un orificio dispuesto dentro del motor. Una vez cumplido esto, es decir, que los gases han sido expulsados se realiza de nuevo el proceso de alimentación de combustible y por ende se repite el proceso. Todo esto sucede en dos movimientos lineales del pistón y en un movimiento circular del cigüeñal.

¿Cómo aumentar la potencia de nuestro motor 2 tiempos?

Esto es una pregunta muy frecuente en los talleres, ¿cómo puedo aumentar la potencia de mi motor? Para comenzar con la explicación debemos introducir un concepto teórico para darle cabida a los que viene, el concepto es la relación de compresión (Rc). La relación de compresión puede desarrollarse de la siguiente manera: Rc = (Vt + Vr)/Vr, donde Vt es el volumen total o volumen útil del cilindro, mientras que Vr es el volumen real o volumen de la recamara. Este elemento explicativo será de utilidad para entender lo siguiente.

Como condición, para que un motor, sea cual sea, tenga alto rendimiento al combustible, es importante y necesario obtener un mayor rendimiento térmico del mismo, es decir, alcanzar una mayor temperatura. Esto muchas veces es posible mediante la geometría del motor, aumentando la relación de compresión. Es decir, que cambiando condiciones geométricas del motor podemos aumentar la relación de compresión. La mezcla que se comprime dentro del motor estará sometida a mayor presión, y esto por consecuencia hará que la mezcla esté a mayor temperatura, con lo cual, la mezcla, al explotar, producirá un mayor esfuerzo de expansión y en consecuencia el empuje al pistón será mayor, con lo que se obtendrá mayor potencia.

Una pregunta que puede surgir aquí es, entonces si esto es así, ¿por qué no aumentamos muchísimo la relación de compresión para obtener la mayor potencia posible?, la respuesta aquí es que hay topes a los cuales no podemos llegar, es decir, no podemos excedernos.

Como regla general, las relaciones de compresión mayores a las de 12:1 ocasionan explosiones antes del tiempo correspondiente del motor, esto es debido a que los combustibles tienen características propias que al llegar a ciertas condiciones explotan por sí mismas sin la necesidad de estar cerca de una chispa detonadora.

Termodinámicamente hablando, cada compuesto tiene puntos de auto-ignición, y la gasolina al ser un compuesto inflamable no es la excepción. Estos puntos de auto-ignición son ligados a la temperatura, y esta última está ligada a la presión como una función de dependencia. Por ende, si aumentamos la presión, aumentamos la temperatura y, por ende, llegamos al punto de explosión (todo esto a volumen constante).

Todo esto causa un efecto que se conoce por "detonación", y que se nota en sonidos extraños del motor y una pérdida de potencia muy grande, con riesgos de perforación en el pistón. Entonces, por tanto, debemos, no alcanzar el límite máximo de relación de compresión que nos permite la gasolina que usamos para nuestro motor.

Para evitar la detonación y permitir que los motores vayan cada vez con mayores relaciones de compresión las gasolinas deben evolucionar, y se les debe añadir elementos antidetonantes que retrasan la facilidad de reventar de un combustible por aumento de presión. Antiguamente se utilizaba el plomo como aditivo antidetonante.

Notamos que las gasolinas tienen un octanaje (Gasolina normal, sin plomo 95, súper 97, sin plomo 98, etc). Los octanos son elementos antidetonantes. Cuanto mayor sea el octanaje de un combustible usado, a mayor relación de compresión podremos someter un motor sin tener el inconveniente de las explosiones a destiempo y, además, obtendremos mayor potencia de él.

Entonces, si la respuesta es mayor octanaje para poder cubrir con mayores relaciones de compresión, surge la otra pregunta, ¿por qué no aumentar el octanaje a los combustibles?, la respuesta es el factor económico, a nivel de producción de combustible el añadir elemento de iso-octanos a las mezclas gasolinas resulta muy costoso, y, por ende, el factor económico gobierna siempre el elemento del rendimiento.

Así que, a menos que tus intenciones no sean de competición octanajes no tan altos pueden resolverte la vida para poder desplazarte en tu vehículo sin mayores inconvenientes, siempre y cuando cumplas con las condiciones medio ambientales de tu jurisdicción.

Conclusiones

Hemos dado un pequeño paseo acerca las características de los motores 2 tiempos, pequeños en tamaño pero grande en potencia por su ágil diseño. Siempre hay que recordar que, aunque la potencia sea mayor para las mismas cilindradas en comparación a un motor 4 tiempos, no podemos utilizar los motores 2 tiempos para todas las aplicaciones.

El motor 2 tiempos es bastante útil para motocicletas y motores fuera de borda, así como herramientas pequeñas como el corta césped de su hogar, jamás verá un motor 2 tiempos en un barco grande ni mucho menos. Eso como regla general.

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