El motor de dos tiempos es un motor muy sencillo que consta de un numero reducido de piezas, este a diferencia de los motores de cuatro tiempos, que realizan las cuatro fases del ciclo Otto (o Diésel) en cuatro carreras del pistón o dos vueltas de cigüeñal, el motor de dos tiempos es capaz de realizar las mismas fases en 2 carreras; de hay el termino 2 tiempos, o una vuelta de cigüeñal.
Las ventajas de este motor son: su simplicidad ya que prescinde del sistema de distribución, su baja relación peso/potencia y su capacidad de trabajar en vertical, horizontal, inclinado e invertido, ya que no dispone de un cárter con aceite a un nivel constante, permitiendo cambios de orientación, por esta razón usado en motosierras, cortasetos, etc; las pocas probabilidades de avería, fácil reparación y bajo costo de mantenimiento
Las desventajas son: un menor rendimiento térmico, por lo tanto un pequeño incremento en el consumo, mayor contaminación por emisión de hidrocarburos del aceite y gasolina, esta desventaja por normativas anti-contaminación, esta propiciando la desaparición de este motor en ciclomotores y motocicletas de baja cilindrada.
viernes, 5 de junio de 2015
jueves, 4 de junio de 2015
Constitucion del motor.
Las partes del motor de 2 tiempos son:
Partes fijas:
-Cilindro: Es la cavidad mas importante del motor junto con el cárter, este es cilíndrico de aquí proviene su nombre, dentro de este se mueve el pistón y esta tapado por su parte superior por la culata y por la inferior por el cárter. En este se practican las lumbreras de intercambio de gases y las aletas o cámaras de agua para su refrigeración.
-Cárter: es la cámara que alberga el cigüeñal y la biela, ademas en la mayoría de casos es la cavidad que activa el intercambio de gases.
-Culata: es la que cierra la cámara del cilindro, y ella se contiene la cámara de combustión que junto con el cilindro forman una cámara estancada por el pistón. A veces la culata y el cilindro se funden juntos en un solo cuerpo durante su fabricación.
Partes móviles:
-Pistón: es un embolo que se desliza dentro del cilindro variando los volúmenes del cilindro y el cárter, dirige el intercambio de gases y recibe el impulso de la combustión.
-Cigüeñal: es un eje acodado, similar a una manivela que junto con la biela transforma el movimiento lineal alternativo del pistón en movimiento rotativo de este.
-Biela: es la pieza que une el pistón con el cigüeñal e interviene en la trasformación del movimiento lineal alternativo en el movimiento rotativo del cigüeñal.
Sistemas auxiliares:
-Carburador: Es el encargado realizar una mezcla de aire y gasolina en las proporciones adecuadas para que se produzca la combustión de la gasolina, esta mezcla es denomina gas fresco o simplemente, gas.
-Encendido: es el encargado de generar una corriente eléctrica y adecuar su tensión para provocar una chispa que inflamará los gases frescos en la cámara de combustión.
-Silenciador: reduce el ruido de la expulsión de gases quemados e interviene en el intercambio de gases.
En esta imagen se representan los elementos mencionados.
No aparecen el carburador, el encendido y el silenciador.
miércoles, 3 de junio de 2015
Ciclo Otto
El motor de 2 tiempos de ciclo Otto utiliza como combustible la gasolina u otros combustibles muy similares (butanol, etanol, biogasolina...), la gasolina es pulverizada con aire en una proporción de 1 Kg de gasolina con 15 Kg de aire, que luego entra al motor y se quema, proporcionando la energía contenida en la gasolina.
El pistón delimita las cámaras del cilindro y del cárter modificando el volumen de las mismas
-Pistón ascendente: disminución del volumen del cilindro y aumento del volumen del cárter
-Pistón descendente: aumento del volumen del cilindro y disminución del volumen del cárter
Estos cambios de volumen de las cámaras son usados para realizar el ciclo de 4 fases en 2 carreras (2 tiempos): admisión compresión combustión y escape, pero aun así con estas fases no es posible hacer funcionar el motor correctamente, como el ciclo se realiza en apenas una vuelta de cigüeñal, no hay la posibilidad de crear dos carreras motrices exclusivamente para la admisión y el escape, por eso las dos fases se realizan a la vez en las cercanías del punto muerto inferior (PMI), renombrando a la fase como barrido; otro problema que surge es la manera de activar la salida de los gases quemados y la entrada de los gases frescos, para ello se dispone un mecanismo de barrido, que puede ser un compresor o el aprovechamiento del cárter como bomba de barrido, el ultimo sistema es el usado en todos los motores de pequeña cilindrada, el uso de compresores queda reservado para los grandes motores Diésel marinos. El barrido por cárter consiste en aspirar mezcla al carter cuando aumenta el volumen de este e impulsarlo cuando disminuye el volumen.
El pistón delimita las cámaras del cilindro y del cárter modificando el volumen de las mismas
-Pistón ascendente: disminución del volumen del cilindro y aumento del volumen del cárter
-Pistón descendente: aumento del volumen del cilindro y disminución del volumen del cárter
Estos cambios de volumen de las cámaras son usados para realizar el ciclo de 4 fases en 2 carreras (2 tiempos): admisión compresión combustión y escape, pero aun así con estas fases no es posible hacer funcionar el motor correctamente, como el ciclo se realiza en apenas una vuelta de cigüeñal, no hay la posibilidad de crear dos carreras motrices exclusivamente para la admisión y el escape, por eso las dos fases se realizan a la vez en las cercanías del punto muerto inferior (PMI), renombrando a la fase como barrido; otro problema que surge es la manera de activar la salida de los gases quemados y la entrada de los gases frescos, para ello se dispone un mecanismo de barrido, que puede ser un compresor o el aprovechamiento del cárter como bomba de barrido, el ultimo sistema es el usado en todos los motores de pequeña cilindrada, el uso de compresores queda reservado para los grandes motores Diésel marinos. El barrido por cárter consiste en aspirar mezcla al carter cuando aumenta el volumen de este e impulsarlo cuando disminuye el volumen.
Ahora explicaremos el funcionamiento mas detallado.
1er Tiempo: Compresión: Las lumbreras están cerradas por el pistón que asciende comprimiendo gases frescos en el cilindro a 15 bares.
En el cárter se crea vacío de -0,4 bares, que en las cercanías del Punto Muerto Superior (PMS) al descubrir la lumbrera de preadmision entran gases frescos provenientes del carburador, estos entran hasta que la presión en el cárter y en el exterior son iguales (presión atmosférica).
En el cárter se crea vacío de -0,4 bares, que en las cercanías del Punto Muerto Superior (PMS) al descubrir la lumbrera de preadmision entran gases frescos provenientes del carburador, estos entran hasta que la presión en el cárter y en el exterior son iguales (presión atmosférica).
2º Tiempo: Combustión: Con el pistón poco antes de llegar al PMS salta una chispa eléctrica entre los electrodos de la bujía que inflaman los gases frescos, estos gases están totalmente quemados poco después del PMS, la combustión eleva la temperatura de los gases que al estar a volumen constante aumenta la presión (de 25 a 35 bares), esta presión actúa sobre el pistón empujándole con gran fuerza hacia el PMI.
En el cárter se cierra la lumbrera de preadmision y comienza la precompresion de los gases al reducirse el volumen del cárter, elevando la presión de estos gases a 1 bar.
Final del 2º tiempo e inicio del 1er tiempo: Barrido: En el cilindro cerca del PMI es descubre la lumbrera de escape para liberar la presión residual de los gases quemados, poco después se abre la lumbrera de carga que comunica con el cárter y los gases frescos a presión del cárter entran en el cilindro empujando los gases quemados por la lumbrera de escape y llenando el cilindro con gases frescos de nuevo.
Luego se cierran las lumbreras de escape y carga dejando el cilindro preparado para un nuevo ciclo
En el cárter se cierra la lumbrera de preadmision y comienza la precompresion de los gases al reducirse el volumen del cárter, elevando la presión de estos gases a 1 bar.
Final del 2º tiempo e inicio del 1er tiempo: Barrido: En el cilindro cerca del PMI es descubre la lumbrera de escape para liberar la presión residual de los gases quemados, poco después se abre la lumbrera de carga que comunica con el cárter y los gases frescos a presión del cárter entran en el cilindro empujando los gases quemados por la lumbrera de escape y llenando el cilindro con gases frescos de nuevo.
Luego se cierran las lumbreras de escape y carga dejando el cilindro preparado para un nuevo ciclo
Este video es de You Tube
CARBURADOR
Es el encargado de mezclar la gasolina y el aire en una proporción de un 1g de gasolina por cada 15g de aire, esta es la llamada mezcla estequiometrica 15/1 y es la ideal para su funcionamiento, aunque se puede modificar la mezcla para hacer mezclas pobres de 1/18 que contienen poca gasolina y mucho aire o mezclas ricas de 1/12 que contienen mucha gasolina y poco aire. En la practica una mezcla ligeramente pobre (1/16) aumenta el rendimiento del motor consumiendo menos gasolina pero la potencia disminuye, en cambio una mezcla ligeramente rica (1/14) aumenta la potencia pero disminuye el rendimiento aumentando en consumo, si la mezcla es demasiado rica o demasiado pobre el rendimiento disminuye la potencia se reduce y el consumo aumenta por lo tanto es imprescindible a mantener una mezcla estequiometrica que puede variar el propio carburador según la condiciones de marcha (rica para aceleraciones y pobre para deceleraciones)
Su funcionamiento es sencillo, al pasar el aire por un estrechamiento que produce la compuerta que regula los gases, el aire se acelera y crea vació, en este lugar es donde se practica un orificio que comunica con la cuba del carburador llena de gasolina, este vacío arrastra la gasolina a la corriente de aire donde se gasificara y mezclara formando los gases frescos, la cantidad de gasolina se limita mediante un conducto calibrado o boquilla (chicler o gliceur) y se regula mediante una aguja solidaria a la compuerta que regula la cantidad de gas para que la mezcla se mantenga en su proporción, ademas los carburadores disponen de otros circuitos para disponer unas proporciones distintas en distintos nº de revoluciones o para enriquecer o empobrecer la mezcla cuando sea necesario, aumentando el rendimiento.
Este es el funcionamiento básico
Silenciador: Se puede usar un silenciador normal (motosierras, desbrozadoras, motocultores...), este sirve para retener los gases quemados asi se evita la perdida de gases frescos por el escape ademas de reducir el ruido, este sistema al retener los gases reduce la velocidad a la que puede girar el motor reduciendo su potencia pero son muy compactos e ideales para maquinas de tamaño reducido, para las motos donde la potencia es fundamental y el espacio del tubo de escape no importa idearon los tubos de escapes de cámara de expansión, que expanden los gases que salen por la lumbrera de escape en un cono divergente para realizar un escape de gases rápido, pero a su vez los vuelve a comprimir en un cono convergente para retener los gases frescos dentro del cilindro cuando van a escaparse, así el tubo de escape toma forma de estomago, con este se logra aumentar el nº de revoluciones máximo aumentando la potencia.
Tubo de escape de cámara de expansión
CARBURADOR
Es el encargado de mezclar la gasolina y el aire en una proporción de un 1g de gasolina por cada 15g de aire, esta es la llamada mezcla estequiometrica 15/1 y es la ideal para su funcionamiento, aunque se puede modificar la mezcla para hacer mezclas pobres de 1/18 que contienen poca gasolina y mucho aire o mezclas ricas de 1/12 que contienen mucha gasolina y poco aire. En la practica una mezcla ligeramente pobre (1/16) aumenta el rendimiento del motor consumiendo menos gasolina pero la potencia disminuye, en cambio una mezcla ligeramente rica (1/14) aumenta la potencia pero disminuye el rendimiento aumentando en consumo, si la mezcla es demasiado rica o demasiado pobre el rendimiento disminuye la potencia se reduce y el consumo aumenta por lo tanto es imprescindible a mantener una mezcla estequiometrica que puede variar el propio carburador según la condiciones de marcha (rica para aceleraciones y pobre para deceleraciones)
Su funcionamiento es sencillo, al pasar el aire por un estrechamiento que produce la compuerta que regula los gases, el aire se acelera y crea vació, en este lugar es donde se practica un orificio que comunica con la cuba del carburador llena de gasolina, este vacío arrastra la gasolina a la corriente de aire donde se gasificara y mezclara formando los gases frescos, la cantidad de gasolina se limita mediante un conducto calibrado o boquilla (chicler o gliceur) y se regula mediante una aguja solidaria a la compuerta que regula la cantidad de gas para que la mezcla se mantenga en su proporción, ademas los carburadores disponen de otros circuitos para disponer unas proporciones distintas en distintos nº de revoluciones o para enriquecer o empobrecer la mezcla cuando sea necesario, aumentando el rendimiento.
Este es el funcionamiento básico
Silenciador: Se puede usar un silenciador normal (motosierras, desbrozadoras, motocultores...), este sirve para retener los gases quemados asi se evita la perdida de gases frescos por el escape ademas de reducir el ruido, este sistema al retener los gases reduce la velocidad a la que puede girar el motor reduciendo su potencia pero son muy compactos e ideales para maquinas de tamaño reducido, para las motos donde la potencia es fundamental y el espacio del tubo de escape no importa idearon los tubos de escapes de cámara de expansión, que expanden los gases que salen por la lumbrera de escape en un cono divergente para realizar un escape de gases rápido, pero a su vez los vuelve a comprimir en un cono convergente para retener los gases frescos dentro del cilindro cuando van a escaparse, así el tubo de escape toma forma de estomago, con este se logra aumentar el nº de revoluciones máximo aumentando la potencia.
martes, 2 de junio de 2015
Motor Semidiesel dos tiempos
Antes de leer esta entrada recomiendo leer el apartedo del motor de dos tiempos de gasolina.
El motor semidiesel o el motor de aceite pesado es un tipo de motor de combustión interna. Es un motor en el que el combustible se enciende por la que se pone en contacto con una superficie de metal al rojo vivo dentro de la camara de combustion seguido por la introducción de aire (oxígeno) comprimido en la cámara de combustion caliente por el pistón. Hay algo de ignición cuando se introduce el combustible, pero utiliza rápidamente el oxígeno disponible en la camara. Ignición vigorosa se lleva a cabo sólo cuando el suficiente oxígeno se suministra a la cámara de combustion en la carrera de compresión del motor. La mayoría de los motores semidiesel se fabricaron de 2 tiempos monocilindricos de baja compresion y baja velocidad de giro.
FUNCIONAMIENTO
-1er tiempo: Carga, Compresion y Aspiracion: El ciclo comienza con el pistón en el PMI (Punto Muerto Inferior). El aire puro precomprimido (0,3 a 1 bar) previamente en el carter en transvasado al cilindro por la lumbrera de carga empujando los gases de la combustion anterior por la lumbrera de escape, cuando el cilindro esta lleno de de aire el piston ascendente cierra las lumbreras de carga y escape, mientras que en la camara de combustion se inyecta el combustible (gasoleo, fuel-oil, petroleo crudo...) sobre el punto caliente, que puede adoptar distitas formas (lisa, esferica, cilindrica, conica...), el combustible se evapora dentro de la camara de combustion, mientras que el piston asciende comprimiendo el aire del cilindro y haciendolo pasar a la camara de combustion. Mientras tanto en la camara del carter el aumento de vulumen crea un vacio que es rellenado por aire atmosferico purificado que pasa por la caja de valvulas.
-2º tiempo: Combustion, Escape y Precompresion: Cuando el piston llega al PMS (Punto Muerto Superior) el combustible y el aire mezclados se autoinflaman por el calor desprendido por el punto caliente produciendo una expansion de los gases contenidos que vuelven al cilindro para empujar al piston en su carrera descendente proporcionando la potencia al piston, finalmente el piston descubre la lumbrera de escape y los gases quemados salen del cilindro, a su vez en el movimiento descendeste las valvulas se cierran y el aire aspirado al carter se precomprime para que cuando el piston abra la lumbrera de carga este aire pase al cilindro barriendo los gases quemados, volviendo a comenzar el ciclo.
Ahora pasemos a ver el funcionamiento del sistama de refrigeracion lubricacion e inyeccion.
-La refrigeracion en los primeros motores de este tipo fue por evaporacion de manera que cuando el agua que rellenan las camaras de refrigeracion llega a 100ºC esta comienza a ebullir y la temperatura se mantiene, este sistema require un suministro de agua para reponer la que se a evaporado, posteriormente se uso el sistema por termosifon de forma que el agua se mantiene alrededor de los 90ºC no llegando a evaporarse, el termosifon consiste en el movimiento del agua por la distinta densidad entre el agua caliente y el agua fria de manera que el agua caliente del motor asciende al radiador y la fria desciende del radiador al motor, el sistema refuerza la evacuacion de calor mediante un ventilador accionado por el cigüeñal
-La lubricacion es a presion, en una deposito se acumula una reserva de aceite que es impulsado a los puntos de engrase (cigüeñal, biela y piston) mediante una bomba de aceite movida por el cigüeñal, el aceite usado es arrastrado a la camara de combustion donde se quema, este aceite usado se puede volver a usar ya que no a perdido sus propiedades, vasta con filtrarlo para devolverlo al deposito, para ello se dispone otra bomba que aspira el aceite que se deposita al fondo del carter y es devuelto al deposito atraves de un filtro para seguir usandolo.
-El sistema de inyeccion consite en una bomba de inyeccion que varia el suministro mediante una cuña que se interpone entre la leva y el embolo de forma que si el espesor que es interpone es pequeño la carrera de suministro es pequeña pero si la cuña se cambia de posicion y se engrosa, el suministro aumenta por lo tanto la velocidad del motor aumenta. El inyector en los Lanz Bulldog tiene un tornillo en su interior que varia el angulo del dardo de combustible de forma que a regimen normal el dardo es amplio y en vacio como la inyeccion es debil el dardo reduce el angulo para mayor penetracion en la camara de combustion.
vídeos de motores semidiesel industriales y agrícolas.
El motor semidiesel o el motor de aceite pesado es un tipo de motor de combustión interna. Es un motor en el que el combustible se enciende por la que se pone en contacto con una superficie de metal al rojo vivo dentro de la camara de combustion seguido por la introducción de aire (oxígeno) comprimido en la cámara de combustion caliente por el pistón. Hay algo de ignición cuando se introduce el combustible, pero utiliza rápidamente el oxígeno disponible en la camara. Ignición vigorosa se lleva a cabo sólo cuando el suficiente oxígeno se suministra a la cámara de combustion en la carrera de compresión del motor. La mayoría de los motores semidiesel se fabricaron de 2 tiempos monocilindricos de baja compresion y baja velocidad de giro.
FUNCIONAMIENTO
-1er tiempo: Carga, Compresion y Aspiracion: El ciclo comienza con el pistón en el PMI (Punto Muerto Inferior). El aire puro precomprimido (0,3 a 1 bar) previamente en el carter en transvasado al cilindro por la lumbrera de carga empujando los gases de la combustion anterior por la lumbrera de escape, cuando el cilindro esta lleno de de aire el piston ascendente cierra las lumbreras de carga y escape, mientras que en la camara de combustion se inyecta el combustible (gasoleo, fuel-oil, petroleo crudo...) sobre el punto caliente, que puede adoptar distitas formas (lisa, esferica, cilindrica, conica...), el combustible se evapora dentro de la camara de combustion, mientras que el piston asciende comprimiendo el aire del cilindro y haciendolo pasar a la camara de combustion. Mientras tanto en la camara del carter el aumento de vulumen crea un vacio que es rellenado por aire atmosferico purificado que pasa por la caja de valvulas.
-2º tiempo: Combustion, Escape y Precompresion: Cuando el piston llega al PMS (Punto Muerto Superior) el combustible y el aire mezclados se autoinflaman por el calor desprendido por el punto caliente produciendo una expansion de los gases contenidos que vuelven al cilindro para empujar al piston en su carrera descendente proporcionando la potencia al piston, finalmente el piston descubre la lumbrera de escape y los gases quemados salen del cilindro, a su vez en el movimiento descendeste las valvulas se cierran y el aire aspirado al carter se precomprime para que cuando el piston abra la lumbrera de carga este aire pase al cilindro barriendo los gases quemados, volviendo a comenzar el ciclo.
Ahora pasemos a ver el funcionamiento del sistama de refrigeracion lubricacion e inyeccion.
-La refrigeracion en los primeros motores de este tipo fue por evaporacion de manera que cuando el agua que rellenan las camaras de refrigeracion llega a 100ºC esta comienza a ebullir y la temperatura se mantiene, este sistema require un suministro de agua para reponer la que se a evaporado, posteriormente se uso el sistema por termosifon de forma que el agua se mantiene alrededor de los 90ºC no llegando a evaporarse, el termosifon consiste en el movimiento del agua por la distinta densidad entre el agua caliente y el agua fria de manera que el agua caliente del motor asciende al radiador y la fria desciende del radiador al motor, el sistema refuerza la evacuacion de calor mediante un ventilador accionado por el cigüeñal
-La lubricacion es a presion, en una deposito se acumula una reserva de aceite que es impulsado a los puntos de engrase (cigüeñal, biela y piston) mediante una bomba de aceite movida por el cigüeñal, el aceite usado es arrastrado a la camara de combustion donde se quema, este aceite usado se puede volver a usar ya que no a perdido sus propiedades, vasta con filtrarlo para devolverlo al deposito, para ello se dispone otra bomba que aspira el aceite que se deposita al fondo del carter y es devuelto al deposito atraves de un filtro para seguir usandolo.
-El sistema de inyeccion consite en una bomba de inyeccion que varia el suministro mediante una cuña que se interpone entre la leva y el embolo de forma que si el espesor que es interpone es pequeño la carrera de suministro es pequeña pero si la cuña se cambia de posicion y se engrosa, el suministro aumenta por lo tanto la velocidad del motor aumenta. El inyector en los Lanz Bulldog tiene un tornillo en su interior que varia el angulo del dardo de combustible de forma que a regimen normal el dardo es amplio y en vacio como la inyeccion es debil el dardo reduce el angulo para mayor penetracion en la camara de combustion.
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