Motor de dos tiempos

El motor de dos tiempos, también denominado motor de dos ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, expansión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). Se diferencia del más común motor de cuatro tiempos de ciclo de Otto, en el que este último realiza las cuatro etapas en dos revoluciones del cigüeñal.

Características y diferencias entre los dos y los cuatro tiempos

El motor de dos tiempos se diferencia en su construcción del motor de cuatro tiempos en las siguientes características:

• Ambas caras del pistón realizan una función simultáneamente, a diferencia del motor de cuatro tiempos en el que únicamente esta activa la cara superior.
• La entrada y salida de gases al motor se realiza a través de las lumbreras (orificios situados en el cilindro). Este motor carece de las válvulas que abren y cierran el paso de los gases en los motores de cuatro tiempos. El pistón dependiendo de la posición que ocupa en el cilindro en cada momento abre o cierra el paso de gases a través de las lumbreras.
• El cárter del cigüeñal debe estar sellado y cumple la función de cámara de precompresión. En el motor de cuatro tiempos, por el contrario, el cárter sirve de depósito de lubricante.
• La lubricación, que en el motor de cuatro tiempos se efectúa mediante el cárter, en el motor de dos tiempos se consigue mezclando aceite con el combustible en una proporción que varía entre el 2 y el 5 por ciento. Dado que esta mezcla está en contacto con todas las partes móviles del motor se consigue la adecuada lubricación.

Funcionamiento

Fase de admisión-compresión

El pistón se desplaza hacia arriba (la culata) desde su punto muerto inferior, en su recorrido deja abierta la lumbrera de admisión. Mientras la cara superior del pistón realiza la compresión en el cilindro, la cara inferior succiona la mezcla de aire y combustible a través de la lumbrera. Para que esta operación sea posible el cárter tiene que estar sellado. Es posible que el pistón se deteriore y la culata se mantenga estable en los procesos de combustión.

Fase de explosión-escape

Al llegar el pistón a su punto muerto superior se finaliza la compresión y se provoca la combustión de la mezcla gracias a una chispa eléctrica producida por la bujía. La expansión de los gases de combustión impulsan con fuerza el pistón que transmite su movimiento al cigüeñal a través de la biela.

En su recorrido descendente el pistón abre la lumbrera de escape para que puedan salir los gases de combustión y la lumbrera de transferencia por la que la mezcla de aire-combustible pasa del cárter al cilindro. Cuando el pistón alcanza el punto inferior empieza a ascender de nuevo, se cierra la lumbrera de transferencia y comienza un nuevo ciclo.

Combustible

Muchos de los motores de dos tiempos emplean una mezcla de gasolina sin plomo y aceite a una proporción de 1:40 a 1:50, la gasolina siendo el agente de mayor presencia y tomando en cuenta siempre utilizar un buen aceite.

Para saber cómo realizar el proceso de mezcla correctamente, debemos de hacer una operación matemática; Multiplicamos los litros de gasolina por el porcentaje de aceite y se multiplica por 10, con esta fórmula sabremos la cantidad en centímetros cúbicos de aceite, que necesitamos para mezclar con una cantidad concreta de gasolina.

La mejor fórmula para llevar a cabo correctamente dicha operación, es hacerlo con las herramientas adecuadas, como una probeta calibrada donde insertaremos el aceite controlando adecuadamente y la cantidad del mismo que vamos a mezclar, así como un bidón con la cantidad de gasolina deseada. Una vez insertado el aceite dentro del bidón, este se agitará violentamente hasta conseguir la mezcla homogénea.

Lubricación

El aceite, mezclado con la gasolina, es desprendido en el proceso de quemado del combustible. Debido a las velocidades de la mezcla, el aceite se vá depositando en las paredes del cilindro, pistón y demas componentes. Este efecto es incrementado por las altas temperaturas de las piezas a lubricar. Un exceso de aceite en la mezcla implica la posibilidad de que se genere carbonilla en la cámara de explosión, y la escasez el riesgo de que se gripe el motor.Estos aceites suelen ser del tipo SAE 30, al que se le añaden aditivos como inhibidores de corrosión y otros.La mezcla de aceite y gasolina es ideal hacerla en un recipiente aparte, y una vez mezclados, verterlos al deposito.

Tipos de motores de dos tiempos

Para entender el funcionamiento del motor de dos tiempos, es necesario saber de qué tipo de motor se trata, porque los distintos tipos de motor actúan de maneras diferentes.

Los tipos de diseño del motor de dos tiempos varían de acuerdo con el método de entrada de la mezcla de aire y combustible, el método de barrido del cilindro (intercambio de gases de combustión por mezcla fresca) y el método de agotar el cilindro.

Estas son las principales variaciones, que pueden encontrarse individualmente o combinadas entre sí.

• Puerto del pistón Es el más simple de los diseños. Todas las funciones son controladas únicamente por el pistón tapando y destapando los puertos, que son agujeros en un lado del cilindro, mientras mueve arriba y abajo el cilindro.

• Barrido de lazo El método del cilindro con barrido de lazo utiliza puertos destinados a la transferencia para barrer la mezcla fresca hacia arriba en uno de los lados del cilindro y hacia abajo en el otro lado, haciendo que la mezcla quemada sea empujada hacia adelante y expulsada por una lumbrera de escape.El barrido de lazo o "Schnurle", por su inventor, es de lejos, uno de los sistemas de barrido más utilizados.

Ventajas e inconvenientes

Ventajas

• El motor de dos tiempos no precisa válvulas de los mecanismos que las gobiernan, por lo tanto es más liviano y de construcción más sencilla, por lo que resulta más económico.

• Al producirse una explosión por cada vuelta del cigüeñal, desarrolla más potencia para una misma cilindrada y su marcha es más regular.

• Pueden operar en cualquier orientación ya que el cárter no almacena el lubricante.

Inconvenientes

• Este motor consume aceite, ya que la lubricación se consigue incluyendo una parte de aceite en el combustible. Este aceite penetra con la mezcla en la cámara de combustión y se quema produciendo emisiones contaminantes y suciedad dentro del cilindro que pueden afectar a la bujía impidiendo un correcto funcionamiento.

• Su rendimiento es inferior ya que la compresión, en la fase de compresión-admisión, no es enteramente efectiva hasta que el pistón mismo cierra las lumbreras de transferencia y de escape durante su recorrido ascendente y es por esto, que en las especificaciones de los motores de dos tiempos aparecen muchas veces dos tipos de compresión, la compresión relativa (relación entre los volúmenes del cilindro y de la cámara de combustión) y la compresión corregida, midiendo el cilindro solo desde el cierre de las lumbreras. Esta pérdida de compresión también provoca una pérdida de potencia.

• Durante la fase de potencia-escape, parte del volumen de mezcla sin quemar (mezcla limpia), se pierde por la lumbrera de escape junto a los gases resultantes de la combustión provocando no solo una pérdida de rendimiento, sino más emisiones contaminantes.

Aplicaciones

Al ser un motor ligero y económico es muy usado en aplicaciones en que no es necesaria mucha potencia, tales como ciclomotores, karts, motores fueraborda, motosierras, cortadoras de césped, etc. Su uso en automóviles y camiones ha sido ocasional pero nunca se ha consolidado. También se emplea el ciclo de dos tiempos en grandes motores diésel para la generación de electricidad y la navegación marítima.

Véase también

• Ciclo de cuatro tiempos
• Motor de combustión interna
• Motor de combustión interna alternativo