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Motor de 2 Tiempos

Conoce el funcionamiento de un motor a explosión de 2 Tiempos, de esta forma conocerás cómo funciona tu minimoto y cuales són las partes más importantes.

Distribución de un motor 2t

Un motor 2t realiza un ciclo completo en una vuelta de cigüeñal a diferencia del de 4t que tiene que dar 2 vueltas completas para concluir un ciclo.

Cada ciclo consta de 4 fases(4t):
- admisión
- compresión
- explosión
- escape

En un motor de 2t sin embargó se pueden distinguir las siguentes
- admisión al carter
- compresión
- explosión
- precomprensión
- expansión
- barrido

Empezemos por la admisión al carter:

La admisión se realiza por medio de una tobera que une el carter con el carburador, en este conducto se intercalan la caja de laminas, este tipo de admisión es variable, ósea que no tiene un tiempo concreto ni unos grados determinados a los que abre o cierra por lo tanto su apertura dependerá de la depresión existente en el carter y de la flexibilidad de las laminas.
Para dar una mayor flexibilidad a las laminas se pueden fabricar con fibras de carbono de 0`40 mm de espesor con lo que serán mas sensibles a los cambios de presión y mejoraran el llenado del carter. Según el área de las laminas también podemos hacer que sean mas sensibles al cambio de presión por lo tanto el área del estas no debe ser excesiva y debe tener entre un 100% o un 90% del área del carburador. Los conductos de admisión se pueden pulir para mejorar el transito de la mezcla por ellos. La longitud de la toma también es un factor que influye en la respuesta del motor ya que cuanto mas corta antes llegara la mezcla y mas fácil le resultara pasar por lo que el puño estará mas sincronizado con el motor.

La compresión:

La compresión influye directamente en el par y puede ser beneficioso o perjudicial, si miramos por un lado sabemos que cuanto mas comprimamos la mezcla antes de detonarla mas fuerte será la explosión pero si miramos por el lado malo también sabemos que si comprimimos una cantidad de mezcla puede llegar a producirse detonaciones incontroladas (picado) y por otra parte hará de freno ya que al pistón le costara mas subir y no nos dejara alcanzar revoluciones elevadas.
La compresión es buena hasta un cierto punto, llegado este punto es mejor no pasar ya que lo único que conseguiremos es calentones y detonaciones ese punto no es un valor universal y que depende de la cilindrada ya que una 50 puede llegar a 12:1 una 70 a 11,5: y una 125 10:1 o incluso 8:1 si tiene válvula de escape.

Formas de medir la compresión de un motor:

Lo primero es medir el espacio que ocupa la mezcla y el que va a ocupar y lo haremos midiendo el volumen del cilindro desde que la lumbrera de escape se cierra hasta que el pistón llega arriba:

Para medir el volumen de la culata basta con poner un bujía vieja poner la culta hacia arriba y mirar cuanto aceite coge con una probeta calibrada.
Una vez sabes la compresión que quieres que tenga puedes echar el aceite justo en la culata y así veras hasta donde llega y si no llega al borde ya sabes hasta donde tienes que rebajar.
Una vez rebajado recuerda que la tienes que meter en el torno y hacerle otra vez el eski que suele estar a 0,8 o a 1 mm en relación al pistón para medirlo puedes utilizar estaño y un calibre.

La zona de eski sirve para que al empezar a comprimir la mezcla esta se dirija al centro de la bóveda.

Explosión:

La explosión producida dependerá de la mezcla que entre de la compresión y del calado del encendido. Se puede jugar adelantando o atrasando el encendido para que la explosión comience a unos grados o a otros del pms lo normal es entre 15º o 20º si se exceden estos márgenes podemos hacer un agujero en la cabeza del pistón por exceso de temperatura.

 

La precomprensión:

La precomprensión es el efecto de bombeo realizado por el pistón para forzar a la mezcla a subir al cilindro y contribuye al mejor llenado del cilindro a la vez que determina la fuerza con que la mezcla va a barrer los gases quemados.
Con una precomprensión alta podemos bombear la mezcla con efectividad ya que al no haber espacio nocivo en el carter nos aseguramos de que toda la mezcla es aprovechada pero nos puede dar problemas a regímenes altos de revoluciones ya que un bombeo muy enérgico puede producir que los gases frescos procedentes del carter salgan por la lumbrera de escape en el periodo de barrido con lo que perdemos combustible y no ganamos potencia. Una compresión elevada es buena para motores que necesitan unos bajos y medios con chispa y que no van a girar muy rápido. Lo verdaderamente difícil es definir que precomprensión es la adecuada ya que es muy difícil de medir y la única forma de encontrar la adecuada es probando. Podemos variar esta utilizando un anillo que separe la caja de laminas hacia atrás e ir probando espesores hasta dar con el adecuado, o podemos probar a rebajar los volantes del cigüeñal para eliminar material del carter y depaso aligerar este elemento, pero casi es arriesgado si no queremos sustos(puede ir bien o mal) lo mejor seria probar primero con el anillo.
La precomprensión depende directamente de la distribución en si.
Con el descenso del pistón se crea una presión en el carter y dependiendo de la altura de la lumbrera de admisión esta presión será mayor o menor ya que si la lumbrera en baja habrá mas presión (será bueno en bajas) pero una duración corta del tiempo de admisión. Por otra parte si es alta (mas grados) tendremos una peor presión en bajas pero un mayor tiempo de admisión que será bueno en altas que con el efecto de las altas rpn si será suficiente la presión y necesitamos tiempos de admisión amplios

Expansión:

La explosión no se produce instantáneamente si no que se inflama por capas y lo que empuja el pistón hacia abajo es la expansión de los gases que produce esta inflamación.
En un motor de 4t se aprovecha toda esta expansión pero en un motor de 2t no es asi ya que parte de la carrera que debería ser de expansión se utiliza para evacuar los gases, por lo tanto si tenemos una lumbrera de escape baja estaremos aprovechado mas el combustible y la explosión en si, pero la explosión no tiene la misma fuerza en su comienzo que al llegar al final de carrera por lo que una expansión aprovechada no indica mayor potencia, a bajo régimen si podemos tener beneficio de una distribución con pocos grados de escape (lumbrera baja) pero a alto régimen es preferible aprovechar la parte de la expansión mas potente y utilizar el tiempo restante para la evacuación de los gases quemados.

Barrido y distribución:

La distribución en el motor 2t se realiza por lumbreras realizadas en la paredes del cilindro, la altura de estas lumbreras indica el tiempo en que estarán abiertas o cerradas.

una vuelta completa del cigüeñal son 360º, estos grados se reparten en lo tiempos necesarios para realizar un ciclo,
la razón por la que los grados de escape tiene tanta importancia es por que regulan la evacuación de los gases quemados una lumbrera de escape tiene que tener una área y una duración determinada al régimen de giro en el que se usa el motor por lo tanto si tenemos una lumbrera para bajos tendremos una lumbrera con una duración corta y con una área moderada para aprovechar toda la expansión de los gases y para retener los gases frescos que empujan a los quemados si queremos un motor que entregue la potencia arriba necesitamos sacrificar la parte menos potente de la expansión para tener una mayor duración del tiempo de escape y asi poder evacuar todos los gases quemados en el menor tiempo posible, si tenemos una buena evacuación de los gases quemados tenemos mas sitio para la mezcla fresca y el motor dispondrá de un mayor par en estos regímenes perdiendo potencia a regímenes bajos. Esto no depende solo de la lumbrera de escape si no también influye notablemente la lumbrera de admisión o tranfer, estas lumbreras están dirigidas de modo que echan los gases quemados hacia fuera del cilindro, hay dos tipos de barridos, transversal que es dirigiendo un transfer desde el lado opuesto del de escape hacia la bóveda y otro que se llama barrido en lazo que consta de 2 o mas transfers laterales que dirigen su flujo hacia el lado opuesto del escape para forzar a los gases quemados a salir dejando sitio a los frescos, la distribución se suele nombra por los grados y siempre van pares por ejemplo 185/125, suelen tener una diferencia entre si de 60 grados que es un termino medio entre un motor progresivo y un motor puntiagudo, es decir la diferencia de grados influye en que si tenemos mas grados de admisión esta empezara antes y se mantendrá mas tiempo abierta que si tuviéramos pocos esto creara un efecto que a bajo régimen puede ser perjudicial ya que la precomprensión es insuficiente y no barrera con fuerza pero a alto régimen será beneficioso por tener un mayor llenado del cilindro. Si queremos un motor puntiagudo tendremos que dar menos diferencia de grados pero por lo general se utiliza un termino medio fijado en 60
como saber cuantos grados debemos dar a nuestro motor, depende mas que nada en a que régimen lo vamos a utilizar ya que si ponemos una distribución muy agresiva y usamos el motor en bajas lo único que aremos es empeorar la situación que nos llevo a querer mas cv de nuestro propulsor, una vez tengamos claro lo que queremos daremos unos grados u otros, estos grados no son universales para nada pero tenemos valores orientativos que podrían ser los siguientes:

50cc para altos hasta 185/125
70 para altos hasta 195/135
125 para altas mas de 200º

Se puede jugar probando varias distribuciones y la diferencia de grados entre admisión y escape.

Modificación portuaria

Para modificar la entrega de par respecto a las revoluciones de un motor hay que modificar el mapa portuario de este,
Esto se consigue modificando la distribución del cilindro cambiando los periodos de apertura y cierre del cilindro

 

en el mapa portuario distinguimos vatios elementos:

tranfers: de admisión

lumbrera de escape

bosters: son para que la presión del escape no recaiga directamente sobre la lumbrera de escape pudiendo generar rebufos

admisión a la parte baja del cilindro: hay muchos cilindros con admisión a su parte baja pueden ser por laminas o por falda al pistón.

Los puertos o agujeros del cilindro tienen una inclinación para dirigir la mezcla en el tiempo de barrido y así llenar mejor el cilindro

 

dirigen la mezcla al lado opuesto del escape y hacia arriva

esto seria para un barrido transversal

 

Esto no se suele modificar mucho ya que casi no se nota y da muchísimo trabajo aunque seria bueno probar varias inclinaciones y direcciones de la mezcla

Para modificar el tiempo de apertura de las lumbreras de admisión y escape se emplean varias soluciones pero lo primero es ver los tiempos que tenemos en la actualidad.

Para saber los tiempos o distribución de un motor hay que colocar el motor en la mesa de trabajo, sacar la culata y atornillar el cilindro como si tuviera la culata puesta, una vez echo esto colocaremos un goniómetro en el eje del cigüeñal de tal forma que poniendo un alambre en algún sitio tormillo o lo que se nos ocurra con la lumbrera apunto de abrir marque 0º. Una vez echo esto giraremos el cigüeñal en el sentido de giro del motor y contaremos desde que abre hasta que cierra la lumbrera que deseamos medir.
Con esto sabremos el tiempo que esta lumbrera permanecerá abierta y sabremos la distribución que tenemos.

 

una vez decidamos los cambios que queramos realizar en la distribución veremos lo que tenemos

si tenemos una distribución de 175-115 y la queremos de 185-130
vemos que tenemos que modificar las de admisión y escape.

Nunca debemos empezar limando la lumbrera de escape.
Tenemos que subir el cilindro de tal forma que nos de los grados deseados de admisión o limar las lumbreras de admisión lo cual es muy complicado por su situación en el cilindro.

Si subimos el cilindro tendremos mas grados de duración en las dos lumbreras. Una ves sabemos cuanto tenemos que subir y subimos lo comprobamos con el goniómetro.
Con los grados de admisión puestos pasamos a los de escape, con el cilindro puesto miramos si el pistón queda apaño con la lumbrera si es así esta bien si el pistón tapa algo no importa si ya tenemos los grados de escape en su sitio (recordad que tenemos los grados de admisión correctos gracias a un separador para alzar el cilindro) por otra si el pistón se queda mas debajo de la lumbrera de escape debemos limar la parte baja de la lumbrera hasta que quede apaño (no lo hagas con el cilindro montado).
Una vez echo esto marcamos hasta donde tienes que limar hacia arriba (lo podemos hacer al mismo tiempo para no tener que andar poniendo y sacando el cilindro), (generalmente yo lo marco con un rotulador de esos que no se borran usando de regla el pistón)

Una vez tengamos listo admisión y marcado el escape limaremos la lumbrera de escape hacia arriba y hacia abajo.
Así ya tenemos los tiempos correctos pero ya que estamos limaremos la lumbrera hacia los lados para darle una mayor área pero teniendo en cuenta de que si los aros cierran para ese lado no se puede limar sino al pasar el aro este engancha y se rompe todo.

Bueno ya tenemos las lumbreras de admisión y escape en su sitio pero nos hemos cargado la relación de compresión ya que al tener una lumbrera mas alta tenemos una menor relación de compresión.
Para volver a poner la relación de compresión que queremos tenemos dos opciones dependiendo de lo que levantáramos el cilindro.

1º si levantamos el cilindro debemos de rebajar el cilindro por su parte alta tanto como lo subimos y luego rebajar la culata

2º debemos de rebajar la culata por su parte exterior tanto como la subimos y hacer que esta entre en el interior del cilindro.

 

también tenemos que tener en cuenta el esky que debemos dejar a 0,8 o 1 mm y que la relación de compresión tiene que estar acorde con la cilindrada.

Para medir el esky podemos usar el turquillo del estaño y para medir la relación de compresión con una probeta miramos lo que coge en la culata y miramos el volumen del cilindro desde que se cierra la lumbrera hasta la culata mas la capacidad de la culata y hacemos la relación 10:1 o lo que sea.
Cuando se hace esto también es bueno mejorar el flujo en el motor por lo que se deben encarar los transfer del cilindro con los del carter para lo que se debe limar en el carter para que coincida exactamente con el cilindro, también se deben de afilar los tranfers del cilindro para que no haya turbulencias y en algunos casos recortar las paredes en esa zona para tener una área regular el todo el recorrido de los gases y mejorar su paso.
También se debe mejorar el engrase y demás cosas para ganar fiabilidad ya que el motor va a girar mas rápido y mas fuerte

 

 

Caja de laminas:

La caja de laminas es un elemento esencial en el motor de dos tiempos de esta depende el buen llenado del carter.

Cuando el pistón sube genera una depresión en el carter, dependiendo de la fuerza de esta depresión (mas rpm= mas fuerza)
Abre o cierra las laminas.
Si una laminas es muy rígida necesitaremos mas fuerza para abrirlas por lo tanto el pistón estará mas arriba cuando se abra y tendremos menos tiempo para que entren los gases ademas de que se cerrara una ves no alla depresión en el carter.
Por otro lado si tenemos una lamina flexible tendremos que con un poco que suba el pistón ya creara la suficiente fuerza para que se abran las laminas y en el momento de que se acabe la depresión creada por el pistón seguirá entrando mezcla debido a la inercia de los gases y la poca resistencia ofrecida por las laminas hasta que empiece a bajar el pistón y la depresión se torne en presión,

Además si tenemos una buena caja en el momento en que se produce el barrido y se abren las lumbreras de admisión los gases del carter suben al cilindro crean una fuerte inercia capas de tirar por los gases que están al otro lado de las laminas por lo que a los gases del carter se le suman los que llegan del carburador por la inercia y suben directamente al cilindro, esto solo ocurre en altas rpm y en motores con caja de laminas en el carter o que al tenerla en el cilindro el pistón consta de unos agujeros que coinciden con la caja de laminas para así dejar toda la función de distribución a las laminas y que la falda no controle la entrada de los gases (de aquí se saca lo de hacer agujeros laterales al pistón además de servir para refrigerar el rodamiento de agujas)

Como conseguimos una buena caja de laminas
Una buena caja tiene que sumar la eficiencia de las laminas con una buena área de esta, para que las laminas sean flexibles estas deben de ser lo mas estrechas posibles por lo que se usan cajas de varios pétalos (yo las prefiero de 6) a veces por espacio y por presupuestos se usan cajas monopetalos planas que son muy malas ya que la forma de la caja también influye. Esto lo miro en su tiempo yamaha que a sido la que mas se volcó en probar y probar para ver cual era la mejor forma de caja y ello se saca la conclusión de que esta debe ser en forma de pirámide a 52º y de tener entre el 90% del área del carburador para altos y el 100% para una banda util mas amplia. (Personalmente probé a realizar una caja con 6 pétalos a 52º, 100% del área de carburador (mikuni24) y con laminas normales para una senda y el funcionamiento era realmente mejor a cualquier régimen de giro respecto a la caja de serie de 3 pétalos por un solo lado).

Para motores en los que se busca una alta potencia se usan cajas de 6 pétalos

y de 4 o 2 para motores que tioenen que tener una entrega de potencia no muy brusca para que la rueda no patine como en una 250 de cross




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