Teoría de motores: el par motor.

[Mike Hierros]

El espíritu del post fijo, es el de ir aclarando apartados concretos, como ahora con gráficos o imágenes relacionadas, el que existan dudas de temas concretos es natural, se irán planteando según avance el manual, intentare que al hablar sobre cada apartado, se vayan aclarando dudas, si quedara algo en el tintero, pues me parece estupendo que se ponga aquí y yo, o el que quiera, lo vaya aclarando y enriqueciendo, de eso se trata.

!Animo!, que se abrió el cole. :D

[Javi_GP]

Lo siento pero este hilo se está quedando "en segunda línea de parrilla" y he tenido que sacar los chicles, escribir este post y ponerlo en primera línea, que es donde tiene que estar.
Mr Hide, tengo que leerme los últimos posts. He visto que se han completado con dibujos. Los quiero leer detalladamente.

Gracias 1000

(y seguimos, ojo)  :P

[Epifumi]

Lo iba a levantar yo esta mañana, despues de poner los dibujos y las películas, pero ando liado con mi ordenador (cambiando el sistema operativo) y se me ha pasado.

PD. SI veis que "falto" es que se me ha complicado la cosa.  ; helado

[Epifumi]

Bueno, pues el hilo de Mike está actualizado con gráficos y mas lecturas (enlaces)

Como dice Mike, la cosa se complica.

[Epicco]

Hola a todos! :P

Tenho a impressão que Guishermo vai ficar muito feliz com a publicação do hoje de Mike Hierros......brilhante como as outras até aqui.


Saludos,

 :scooter

[Guishermo 2t]

El Motor de 2 Tiempos

Me gustaría dedicar un poco de este manual a ese “olvidado” por el gran publico, que es el motor de ciclo de 2 tiempos, es quizás en la historia de la mecánica, el diseño que ha recibido las mayores calumnias, como el “hermano pequeño” del  4 tiempos, se ha mantenido siempre en un segundo plano, salvo en competiciones “puras” y sobre todo en motocicleta. Pero como todo lo que se ha demonizado y vilipendiado, la mitad no es cierto, si los ingenieros modernos hubieran dedicado la mitad de sus horas en buscar soluciones para un diseño tan sencillo, ahora estaríamos hablando de otra cosa.

Me tengo que confesar un enamorado de ese motor, he trabajado en mi vida con casi todo que consuma gasolina, pero esos motores cuando responden al trabajo y al esfuerzo, lo hacen de una forma, que el de 4 tiempos no puede hacer, entran tantas cosas en su posibilidad de rendimiento, que se hace muy difícil el llegar a controlar y llegar a entender, a veces, el porque de alguna prestación o respuesta.

Pensareis que revisando el diseño, es tan sencillo que pocas cosas pueden quedar “fuera del tintero”, pero lo siento, es eso, pura apariencia, en su funcionamiento entran muchos fenómenos físicos, se emplean en el, técnicas derivadas de otras materias y aunque eso no quiere decir que no se de algo similar en el 4 tiempos, este no se ve tan afectado por ellas.

Por ejemplo, el escape, el sistema de escape es un elemento muy importante en cualquier motor, ayuda a mejorar el rendimiento, pero, en esa palabra reside una de las características básicas, “mejora” es la palabra cuando hablamos del sistema de escape de un 4 tiempos, pero en el 2 tiempos, es vital, sin el, o con un diseño poco apropiado, pasamos de tener un brillante propulsor a tener una asqueroso y apestante fuente de ruido.

Si observamos las diferencias en el diseño del sistema de escape de uno y otro, veremos que el de 4 tiempos consta de conductos de sección recta o ligeramente cónica, (en Kawasaki , por ejemplo), que llevan los gases hasta otra sección de mayor sección y esta conduce hasta otra, en donde , generalmente van instalados los silenciadores, las medidas de estos conductos, así como su longitud están calculadas y en el caso de pluricilindricos, se unen en función de sus diferentes calados de sus cilindros, ya que las energías que se dan al circular los gases calientes y su onda sónica , favorecen el desalojo de los gases quemados de otros cilindros.

Este efecto que es común en ambos sistemas, se suele llamar “efecto de resonancia” y como ya he dicho, ayuda o apoya al funcionamiento del propio cilindro o de los demás que estén comunicados, entre si. Pero si en 4 tiempos es importante y se diseña y se modifica para conseguir dar un poco mas o cambiar la forma de darlo, en el 2 tiempos, como ya se ha dicho, es imprescindible para su correcto funcionamiento, además de ser , pese a su pequeño tamaño, un enorme compendio de tecnologías intermezcladas.

Cuando en un motor, en sus ciclos,  libera la cámara de explosión y abre, o bien la lumbrera, (caso del 2 tiempos), o la válvula, (caso del 4 tiempos), además de comunicar un conducto al que salen unos gases extremadamente calientes , (+ 900º) y a tremendas velocidades, (510mts/s, aprox), circula por este y a una extrema velocidad, una onda sonica de tremenda energía, que recorre el tubo y sale al exterior antes de  que lo hagan los gases. Pues bien, tanto la energía cinética, o movimiento, como la energía sonica, se usan para favorecer el movimiento de los gases y mejorar sus flujos.

Aquí entramos en una ciencia muy compleja de entender y de fenómenos muy específicos, intentare sintetizar los efectos y sus aprovechamientos.

Haciendo un poco de historia, la FIM prohibió en 1951 el uso de turbos o compresores de mezcla o aire, para alimentar o sobrealimentar los motores de la época, esto acarreo que el dos tiempos se diera por primera vez, como un diseño a extinguir, pero nada mas lejos, un brillante ingeniero de la Europa del este, creo un sistema de escape que hizo dar un salto de gigante a los motores de 2 tiempos y inicio la racha de victorias que se fueron sucediendo a partir de su idea.

Como nota de color y como anécdota, reseñar que como solía y suele pasar siempre, su piloto se marcho a una fabrica japonesa y se llevo los diseños del europeo y así, los japoneses se encontraron con el invento de forma gratuita y salieron del marasmo de ignorancia en el que se encontraban entonces.

El invento del padre del “tubarro” se baso en que al estudiar los fenómenos de la onda sonica y observar que esta recorría el escape a una tremenda velocidad y que tenia la característica de “rebotar” cuando encontraba una pared o si era un estrechamiento, se reflejaba parte de la onda, que volvía hacia atrás y creaba una fuerza que, como una mano invisible,  frenaba los gases, o hacia que estos, llegaran a pararse y retroceder.

Calculando la velocidad de los gases y calculando a su vez, la velocidad de la onda sonica, era mucho mas fácil saber cuando se debía “cerrar” la lumbrera del escape y así evitar que los gases de la mezcla fresca salieran y se perdieran, creando un bajón de rendimiento, claro, este fenómeno, una vez “controlado”, sugirió la posibilidad de usar este efecto, como un sistema de sobrealimentación, no solo se evitaba la salida de gases frescos, sino que podía hacerse, que los que estaban ya en el sistema de escape volvieran a entrar en el cilindro, consiguiendo el llamado efecto de relleno, que en un 2 tiempos llega a ser de 1,7 a 1, es decir, que si el cilindro cúbica 200 c./c, puede llegar a ser “rellenado” con 140 c/c, lo que nos daría un cubicaje efectivo de 340 c/c

Ante estas cifras, estamos frente a un sistema de sobrealimentación equivalente a un sistema de turbo compresor, pero solo utilizando los medios disponibles por el propio motor y sin ningún tipo de mecanismo adicional,; A  diferencia de “turbo compresor”, el sistema por “resonador”, puede llegar a mejorar la curva de par, mantener esta, pero no puede “rellenar” donde no hay, es decir, en la parte baja de la curva de potencia, al no existir llenado suficiente, es imposible “rellenar” con mas mezcla, para así mejorar esta zona en déficit.

Si observamos la figura de un “tubarro” (nombre coloquial) de un sistema de escape de 2 tiempos, podremos distinguir una primera parte en forma de cono (difusor), como una trompeta que se une a una zona cilíndrica de mayor medida, (llamada “calma”, esta, se une a otro cono , este de forma invertida, ósea,  de mayor a menor y termina en un pequeño tubo, de sección muy restringida, (en relación a la de la salida del principal), llamado “aguijón”.

La primera parte o difusor, genera un efecto de acelerar los gases circulantes, creando un efecto de succión que favorece la salida de los gases en el inicio de la fase de escape, este efecto es meramente causado por la circulación de gas en un medio cerrado, crea una succión en su desplazamiento, que aumenta la “tracción” de los gases que le preceden, la segunda parte, llamada calma, estabiliza y alenta la velocidad del gas, a la vez que aumenta el tamaño de la onda sonica, en cuanto a diámetro, lo que le dará mayor o menos valor o energía a la reflejada, aquí se inicia la tercera parte, (contracono), que puede estar dividida en dos y hasta en tres diferentes valores de conicidad, (al igual que el difusor inicial), es vital su ángulo de cono, ya que allí se comprimirá la onda sonica y es allí, donde empezara el reflejo de la misma o de parte de ella. Por ultimo, la sección llamada aguijón, deja la salida de los gases de forma “controlada” manteniendo una presión interna y siendo responsable de la temperatura directa del pistón y de los gases en su salida.

Como es entendible, todo este diseño trabaja en conjunto y relacionado con temperatura de los gases, por tanto de las condiciones atmosféricas, relación de mezcla en cada momento, calidad de aire, etc., todo ello influye en la temperatura de los gases y estos acarrea el aumento o la disminución de la velocidad de la onda sonica y con ello el desincronizado  de los efectos comentados, gracias a la informática el control de las mezclas se hace de forma mas sencilla y así se llega a estabilizar los rendimientos de forma mas “fácil”.

Como veréis, parece algo “mágico” y tremendamente complejo de mejorar y yo diría de diseñar, además el ponerlo a punto, gracias las sondas de temperatura instantánea, de presión interna en tiempo real y de la densidad del aire y algunas cosillas mas, se pueden sacar mas conclusiones hoy que en aquellos tiempos, en los que solo llevábamos unas tablas escritas de relación de volúmenes de mezcla en función de la combinación de difusores, surtidores y posicionamiento de las agujas y algunos le metíamos una sonda de temperaturas a los escapes, (cuando no había tomas de datos), eso hacia que te miraran como a un bicho raro, pero el tiempo luego te da la razón, (continuara).

[snapback]77373[/snapback]

Tenía idea de que el escape en un motor de 2 tiempos era importantísimo, pero no sabía que tanto como para funcionar como un turbo... Que asco de primer año de carrera, yo quiero estudiar esto ya!

 :P  :P  :P  :P

[Elektra]

Edito... Ya ta resuelta la duda que tenía.

Felicidades por el buen trabajo que estás haciendo mike.
 :P

[Mike Hierros]

Bueno, edite el ultimo "tochito" y le agregue mas "madera", la culpa es vuestra, ya os advertí que no se me puede dar "cuerda". :D

[Rasmien]

Tenía idea de que el escape en un motor de 2 tiempos era importantísimo, pero no sabía que tanto como para funcionar como un turbo... Que asco de primer año de carrera, yo quiero estudiar esto ya!

 :P  :P  :P  :P

[snapback]77384[/snapback]

Si quieres empezar...

MOTORES DE COMBUSTIÓN TÉRMICA ALTERNATIVOS

Prof. Dr. M. Muñoz - Catedrático ETSII - UPM
Prof. Dr. F. Payri - Catedrático ETSII - UPV

ISBN: 84-86451-01-9

Si te encuentras con algún o alguna Payri de profe y tiene treintaytantos, es hijo... y si te encuentras de profe a Pajuelo, no le pierdas de vista, en sus ratos libres preparaba NSR 75 para el extinto Critérium Solo-Moto hace veinte años. Dicen que no se le va la afición.

[Guishermo 2t]

El Payri ese me suena... ¿No trabaja en el CMT? Por lo que me dijo mi hermano y lo que pone en la web se ve que trastean con Derbi en motorcillos de 2t pequeñitos...

ARMADA - IZAR Plan de inspecciones de motores Diesel F-100
ARVIN- MERITOR Ruido de flujo
AVL Diagnóstico de la combustión
BMW (Austria) Modelado de inyección Diesel
CR FIAT Análisis de chorros de inyección
DERBI Nuevo concepto de motores de 2 tiempos
EMT (Valencia) Mantenimiento asistido por ordenador
FAURECIA Diseño de sistemas de escape / predicción ruido
FORD FZ (Aachen) Inyección Diesel y sobrealimentación
FVET Diagnóstico de fallos de camiones
GM R & D Chorros Diesel
GND / NAGARES Control de motores Diesel
GUASCOR I+D Desarrollo de motores Diesel. Mantenimiento predictivo
IVECO MOTORENFORSCHUNG Caracterización de culatas
IVECO / PEGASO Combustión Diesel
MASATUSA (Alicante) Reingeniería del plan de mantenimiento
NISSAN Combustión Diesel. Proceso de renovación de la carga
PSA Tasa de inyección / Caracterización de chorros. Combustión Diesel / Renovación de la carga
PRAMAC Diseño de silenciadores
RENAULT AUTOMOBILE Renovación de la carga / Sobrealimentación. Inyección y combustión Diesel
RENAULT ESPAÑA Optimización de líneas de escape
RENAULT VEHICULES INDUSTRIELS Renovación de la carga / Modelado de chorros. Ruido de escape / Combustión
RENFE Mantenimiento predictivo
REPSOL-YPF S.A. Diagnóstico de fallos por análisis de aceite
TMB (Barcelona) Mejora del plan de mantenimiento
VALEO THERMIQUE MOTEUR Control térmico de motor

Lo malo es que para elegir proyectos de final de carrera la mayoría tienen la palabra diesel de por medio, los únicos que tienen que ver algo con el 2T son estos... Y también son diesel  :D

Proyecto 06/07 - 23 
TÍTULO:
Diseño, construcción y validación de un sistema de acondicionamiento de aire de admisión para un motor diesel 2T monocilíndrico de gran cilindrada.
 
DESCRIPCIÓN:
Se pretende conseguir diferentes condiciones de ensayo en el motor mediante la variación de la temperatura del aire de admisión, con un rango de temperaturas lo más amplio posible.
 
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Técnicas Ópticas.
EMPRESAS INVOLUCRADAS: 
PERFIL MÁS RECOMENDADO DEL ALUMNO:
 Especialidad mecánica.
 Carrera terminada o con 1 asignatura pendiente.
DIRECTOR Y TUTOR DEL ALUMNO: José Vicente Pastor - Carlos Pérez
FECHA APROXIMADA DE COMIENZO DEL PFC: Septiembre - Octubre de 2006
   
Proyecto 06/07 - 24 
TÍTULO:
Caracterización de 2 sistemas de inyección mediante diferentes técnicas de visualización en un motor diesel 2 T monocilíndrico de gran cilindrada.
 
DESCRIPCIÓN:
El proyecto consistirá en el estudio de 2 sistemas de inyección Common-Rail de los que una empresa quiere obtener las ventajas y desventajas para poder determinar cuál sería el idóneo para equipar uno de sus modelos comerciales. El estudio se realizará en el motor diesel 2T donde pueden reproducirse las condiciones de funcionamiento de un motor real, aplicando distintas técnicas de visualización de los chorros diesel.
 
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Técnicas Ópticas.
EMPRESAS INVOLUCRADAS: Renault.
PERFIL MÁS RECOMENDADO DEL ALUMNO:
 Especialidad mecánica. Afición a la mecánica en general.
 Carrera terminada o con 1 asignatura pendiente.
DIRECTOR Y TUTOR DEL ALUMNO: José Vicente Pastor - Carlos Pérez
FECHA APROXIMADA DE COMIENZO DEL PFC: Febrero - Marzo de 2007

[Jekyll & Hyde]

Mientras que no te toque trabajar com motores v16 o 20...
tranquilo.
lo de los motores diesel de 2 tiempos, se como funcionan diagramas y he visto fotos, pero en vivo no he visto ninguno.
Sobretodo con el sistema de admision por transfers y escape por valvulas.

[Rasmien]

El Payri ese me suena... ¿No trabaja en el CMT? Por lo que me dijo mi hermano y lo que pone en la web se ve que trastean con Derbi en motorcillos de 2t pequeñitos...

"El Payri ese..." si no se ha jubilado, seguirá siendo el catedrático todopoderoso del CMT. Creo que un hijo y no sé si una hija siguen allí. (Yo ni entré, ya ves).

[Epifumi]

Hechadle un vistazo a esta web.

Seguro que os gusta

MIrar tambien esta otra

[Aibo]

He de admitir que al principio quedé un poco sorprendido por el
manualillo de motores de explosión, pero a medida que vayas
leyendo el hilo se vuelve cada vez más interesante. El toque
personal que le pone a la sección de los motores 2t está muy
bien. Te quedas con las ganas de saber qué opina sobre otros
tipos de motores, por ejemplo, los llamados 6t o el Wankel.

Enhorabuena, Mike: ¡no pares!

Joe

[Mike Hierros]

He de admitir que al principio quedé un poco sorprendido por el
manualillo de motores de explosión, pero a medida que vayas
leyendo el hilo se vuelve cada vez más interesante. El toque
personal que le pone a la sección de los motores 2t está muy
bien. Te quedas con las ganas de saber qué opina sobre otros
tipos de motores, por ejemplo, los llamados 6t o el Wankel.

Enhorabuena, Mike: ¡no pares!

Joe

[snapback]77504[/snapback]

Gracias, intentare mantener la atención. En cuanto a mi opinion de otros motores o mejor dicho, otros diseños, pues es muy prolijo , ya que hay que explicar las enormes diferencias que existen, en el concepto,  pero , por ejemplo, el Wankel, en una gran idea, se acerca a crear un movimiento  circular de fuerzas, desde otro movimiento similar, evitando así el gran handicap del motor alternativo, las paradas y aceleraciones continuas de sus pistones y bielas.

Tiene sus inconvenientes, pero son casi todos por pensar con cercanía de diseño de los otros motores, el conseguir la estanqueidad entre los pistones "triangulares" y sus laterales, con relación al bloque, su forma de engrase y su similitud con el "2 tiempos", el utilizar lumbreras para su llenado o vaciado, todo ello, solo es una forma de ver un diseño muy joven y con poca evolución, pero muy prometedor.

No existen "golpeteo" en las piezas en movimiento, la energía de empuje, se crea con impulsos uniformes, es casi una turbina, pero sin los inconvenientes de estas de precisar de grandes cifras de rpm para poder entregar una potencia aceptable y la consiguiente inercia entre aceleración y desaceleracion.

La verdad es que si aplican diseños actuales a la hora de manejar la distribución, (sistemas de control de válvulas por magnetismo o aire comprimido), materiales compuestos para mejorarla estanqueidad y cavilan un poco el sistema de engrase de sus pocas piezas en movimiento a la vez del sistema de refrigeración, estaremos ante el lógico sustituto de los viejos, ineficaces y polucionantes motores actuales.