- Autor del texto – Antonio Cuadra
- Autor de fotos – Moto125.cc
- Fecha – 20/8/2010
Hasta hace poco más de una década, era el motor dominante en las cilindradas pequeñas. De hecho, así sigue siendo en los ciclomotores de 50 cc, pero en nuestra cilindrada favorita tan sólo lo utilizan los modelos de competición. Tiene muchas ventajas (sencillez mecánica, menor peso y mantenimiento, mayor potencia,…) aunque su único inconveniente lo ha echado todo a perder: es más contaminante. Veámoslo con detalle.
¿Quién lo iba a decir? Antes de que se acabara el milenio, era el motor más difundido en las pequeñas y medianas cilindradas, y ahora cuesta encontrarlo en alguna ficha técnica que no sea la de un ciclomotor o una moto de competición de enduro o trial.
Los motores eléctricos, que cada vez están proliferando más, se “alimentan” de energía eléctrica, mientras que los de combustión interna (el de dos tiempos que nos ocupa y el de cuatro que veremos más adelante) se basa en la energía química de los combustibles.
Lo de “tiempos”, se refiere al número de recorridos que hace el pistón para realizar un ciclo termodinámico, es decir, un proceso completo de impulso. Así, el dos tiempos (en adelante 2T) necesita bajar y subir una vez, lo que también se llama hacer dos carreras (y que habrás visto escrito en inglés muchas veces en las motos cuando pone “two stroke”). Estas dos carreras hacen que el cigüeñal dé una vuelta completa, o sea, una revolución.
La simplicidad de su diseño queda más que patente en los esquemas que acompañan este artículo: no hay más mecanismos móviles que el cigüeñal y pistón. En la culata (la parte superior del motor) no encontramos ninguna válvula ni mecanismos, e incluso se prescinde del sistema de engrase, ya que el aceite que lubrica esas partes móviles llega mezclado con el mismo combustible.
Cuando el pistón sube hasta arriba del todo (Punto Muerto Superior o PMS), crea un vacío que facilita la aspiración de la mezcla aire-gasolina-aceite procedente del carburador hacia el cárter (admisión), y a la vez comprime la mezcla aspirada en el ciclo anterior (compresión). Cuando baja hasta el fondo (Punto Muerto Inferior o PMI), por efecto de la explosión de esa mezcla comprimida, hace que los gases ya quemados salgan.
En ese sube y baja del pistón dentro del cilindro, va abriendo o cerrando las ventanas o agujeros que se encuentran en las paredes. Hay de dos tipos: por donde entra la mezcla de combustible (transfers de carga) y por donde salen los restos cuando se ha quemado (ventanas de escape).
Por potencia va sobrado, de ahí que sea el tipo de motor más empleado en competición. El proceso de explosión –que es el que de verdad genera energía mecánica- se produce una vez cada vuelta de cigüeñal, mientras que en el cuatro tiempos (y esta es la gran diferencia) hay una explosión por cada dos vueltas. Pero, eso ya lo veremos.
Como comentamos en la introducción, el único defecto del motor 2T le ha llevado a su perdición. Los procesos se hacen tan rápidos, que parte de la mezcla que entra en la cámara de combustión (el espacio que queda entre la cabeza del pistón y la parte cóncava de arriba donde está la bujía -culata-) se pierde sin quemar por el escape. Así que sale al exterior precisamente uno de los gases “prohibidos” o contaminantes en las famosas normas de contaminación Euro: los hidrocarburos (HC o gasolina) sin quemar y, por añadido, el propio aceite de mezcla. Su salvación podría haber sido la inyección directa, pero parece que ya no hay interés en ella por parte de los productores de motores.
ME LO EXPLIQUE DESPACITO, POR FAVOR
Comenzamos con el pistón situado en el Punto Muerto Superior. Un instante antes de alcanzarlo, se ha producido la chispa en la bujía, lo que hace que se queme la mezcla fresca (en color azul: aire + gasolina + aceite). A la vez, el pistón al subir, ha aspirado mezcla fresca y, por diferencia de presiones entre el interior del cárter y exterior, se cierra la válvula de láminas, impidiendo que entre más mezcla del carburador y salga la del cárter. |
La llama que ha producido la chispa de la bujía se propaga por toda la mezcla fresca encerrada en la cámara de combustión, generando una explosión que impulsa con fuerza el pistón hacia abajo. A la vez, la parte inferior del pistón comprime la mezcla fresca en el interior del cárter. | En su camino descendente hacia el PMI (Punto Muerto Inferior), el pistón abre la ventana de escape y deja salir la mezcla ya quemada (en color rojo). La mezcla fresca (azul) contenida en el cárter se sigue comprimiendo por el movimiento descendente del pistón. |
La mezcla fresca comprimida en el cárter por fin puede salir, en cuanto el pistón deja abierto el transfer de carga. Como consecuencia de la depresión que se genera en el cárter, se abre la válvula de láminas permitiendo la entrada de nueva mezcla fresca del carburador. | Y aquí aparece el momento crítico del motor 2T, porque parte de esa mezcla fresca que ha entrado en la cámara de combustión huye, inevitablemente, con los gases quemados por la ventana de escape. Es el momento del “barrido”. | Ya están cerradas todas las ventanas y la cabeza del pistón comienza a comprimir la mezcla fresca que había subido. A la vez, en ese movimiento ascendente, el cárter sigue aspirando nueva mezcla fresca del carburador a través de la válvula de láminas que está abierta. |
PARA SACAR NOTA
LÁMINAS Es una válvula que cierra o abre el flujo de mezcla fresca procedente del carburador al cárter-motor, según la diferencia de presiones a ambos lados de sus caras. La práctica totalidad de los motores 2T emplean este sistema. |
CIGÜEÑAL Convierte el movimiento lineal del pistón en circular. Es un eje acodado que tiene contrapesos para compensar la fuerza con que baja el pistón y que no vibre. Éste y el cigüeñal están unidos por la biela. |
CARBURADOR El carburador proporciona al motor 2T la alimentación necesaria. Atomiza el combustible con el aire y regula el caudal de entrada por medio de una campana que se acciona al girar el puño del acelerador. |
CILINDRO Es la guía del pistón. A la pared del cilindro se la denomina camisa, y suele llevar un tratamiento especial para evitar gripajes (cuando el cilindro y el pistón se funden por falta de engrase) y disminuir la tolerancia entre ambos. El cilindro de 2T dispone de ventanas por las que entran los gases frescos y salen los quemados. |
PISTÓN Se trata del émbolo que recorre el cilindro y en cuya parte superior se produce la explosión de la mezcla. Dentro lleva enganchada la biela a través de un pasador (bulón). Los segmentos o aros que ves los lleva el pistón alrededor, para conseguir la máxima estanqueidad con las paredes del cilindro. |
BUJÍA Produce la chispa necesaria para generar la explosión. Esta chispa es una descarga eléctrica de alto voltaje, que se produce en unos electrodos que están en el lado de la rosca. El sistema de encendido se ocupa de proporcionar esa alta tensión en el momento adecuado. |
BIELA Es la pieza que une el pistón y el cigüeñal. Al extremo donde va encajada con el cigüeñal (el de diámetro mayor) se le denomina “cabeza de biela” y al que lo hace con el pistón (el más pequeño) se llama “pie de biela”. Emplea rodamientos de agujas de alta calidad. |
CULATA Es la tapa superior del cilindro (la que cierra la cámara de combustión) y sirve de apoyo para la bujía. Suele ser de una pieza, pero en los motores refrigerados por agua se divide en dos (culata y culatín) para permitir que tenga más superficie de contacto. |
BOMBA ENGRASE Introduce la cantidad de aceite precisa en la tobera de admisión, sumándose a la mezcla fresca que viene del carburador. El caudal de aceite suministrado varía proporcionalmente según el régimen de giro del motor y la apertura del acelerador. |