Diseño de dos tiempos frente a cuatro tiempos

Depende

Un punto clave de los motores de 2 tiempos es que ocurre algo llamado barrido con el pistón en la parte inferior: al final del ciclo de potencia/comienzo del ciclo de compresión. Durante la limpieza, el aire viciado del escape es expulsado por el aire fresco que ingresa. Algo está empujando . ¡Esto logra el propósito de las carreras de admisión y escape del motor de 4 tiempos, en una pequeña fracción de carrera!

El aire es grande, por lo que se necesita una gran bomba (en términos de tamaño, no de potencia).

El diminuto modelo de avión y la motosierra de 2 tiempos son estudios espantosos sobre la conveniencia: ¿qué tan ligero y simple podemos hacer el motor y que siga funcionando? Usan la parte trasera del pistón como una bomba de barrido, por lo que el aceite en el combustible causa estragos en todo, desde una mala lubricación del cigüeñal hasta hacer que el escape esté pesado con suciedad aceitosa carbonizada.

Los motores de 2 tiempos más grandes son magníficos. A menudo tienen 4 válvulas por cilindro (todas de escape): la admisión se realiza a través de los puertos habituales descubiertos por el pistón. Obviamente, esto no hace nada para reducir la complejidad, pero da el doble de golpes de potencia para obtener más potencia en el mismo motor.

Dado que un motor multicilíndrico* no puede usar la parte trasera del pistón para la limpieza, estos motores usan un sistema de lubricación adecuado y normal. También deben estar sobrealimentados, no hay opción. Los más sofisticados usan un sobrealimentador centrífugo con asistencia de turbina, de hecho, un turbocompresor que también es accionado por cigüeñal con un embrague de sobrerrevolucionado. (Con un chillido de equipo). Se sopla mecánicamente hasta que el motor desarrolla suficiente potencia para que la turbina tome el control.

Un Fairbanks-Morse y algunos de los grandes motores marinos son lo mejor de ambos mundos, porque se deshace del tren de válvulas y agrega un segundo cigüeñal, siendo un pistón opuesto (no de cilindros opuestos como un motor bóxer). Los dos pistones se trituran. en serio Un pistón descubre los puertos de admisión y el otro descubre los puertos de escape.

El British Deltic agrega un tercer cigüeñal, en serio , y ahora hay tres juegos de cilindros en forma de triángulo. Un par de pistones opuestos en cada cilindro, a razón de seis por fila de cilindros. Realmente _ Al igual que el Fairbanks-Morse, los puertos de admisión y escape están en pistones diferentes.

Los Fairbanks y Deltic tienen levas, pero solo para accionar los inyectores de combustible, al ser diésel.

* bueno, dos son posibles con el pistón de barrido, pero deben disparar simultáneamente, lo que anula en gran medida el punto de dos cilindros.

Para motor de dos tiempos:

1. Una carrera de trabajo en cada cilindro por revolución del cigüeñal.
2. De peso ligero.
3. Las piezas móviles son pocas.
4. La eficiencia mecánica es más.
5. La eficiencia térmica es menor porque una parte del aire y el combustible mezclan gas como residuo con el gas de escape.
6. El ruido es más.
7. El desgaste es más debido al tamaño más pequeño de la misma potencia.
8. La construcción es simple y fácil de fabricar.

Para motor de cuatro tiempos:

1. Una carrera de trabajo en cada cilindro por cada dos revoluciones del cigüeñal.
2. El tamaño y el peso del motor es pesado y más grande.
3. Las piezas móviles son más numerosas.
4. La eficiencia mecánica es menor.
5. La eficiencia térmica es más.
6. Produce menos ruido.
7. El desgaste es menor.
8. La construcción es más complicada debido al mecanismo de válvula.

No estoy seguro si cuenta eso bajo "además de lo aparente"... pero en mi opinión, la peculiaridad más llamativa de un motor de dos tiempos es que usa ambos lados de los pistones para trabajar con volúmenes de gas ^† . Eso es lo que le da una potencia tan alta para un tamaño dado: no "desperdicia" el espacio que el cárter necesariamente ocupa de todos modos. Por otro lado, esto significa que el cigüeñal tiene que operar en condiciones menos que ideales: en lugar de ser mimado ^‡con un buen suministro de aceite recién filtrado, especialmente elegido para tal fin, se tiene que conformar con el poco aceite que se mezcla en el combustible. Y ese aceite solo causa problemas para la combustión real, que en un motor Otto no está lo suficientemente caliente para quemar adecuadamente los componentes menos volátiles en el tiempo disponible. Los restos del aceite contribuyen a ensuciar tanto el motor de dos tiempos, en comparación con un motor de cuatro tiempos que separa muy bien las partes hambrientas de lubricación de la corriente de gas: el cigüeñal debajo del pistón y el árbol de levas fuera de la cámara del motor.

^† _{Esto no se aplica a los motores diésel de barcos grandes, que también son de dos tiempos pero construidos de manera diferente . Pero no creo que eso sea lo que tienes en mente.}

^‡ _{...excepto cuando no lo es. Los motores estándar de cuatro tiempos con cárter húmedo tienen la desventaja de requerir una orientación hacia abajo constante de la atracción gravitatoria/aceleración. Esto no se aplica a los autos de carreras de alto rendimiento (que, por lo tanto, tienden a usar complicados sistemas de cárter seco), ni a los motores pequeños y portátiles como los aviones RC o las motosierras (que difícilmente podrían permitirse una complejidad adicional). Un motor de dos tiempos presta poca atención a la orientación, ya que la corriente de gas distribuye fácilmente el aceite en todas partes donde se necesita, independientemente.}

Sí, número de golpes de fuerza por revolución, menos complicado: menos partes móviles, emisiones o niveles de contaminación. Eche un vistazo aquí: http://mechstuff.com/differences-advantages-disadvantages-of-4-stroke-2-stroke-engine/

También el motor TS3: dos tiempos, pistones opuestos horizontalmente utilizados por Rootes / Commer y tenía un ventilador.

Es importante entender que un soplador como el que se usa en un motor industrial o camión Detroit Diesel de 2 tiempos NO es un sobrealimentador. El soplador se utiliza para proporcionar un flujo de aire positivo al cárter, a una presión relativamente baja, pero superior a la atmosférica. Un soplador Roots, cuando se usa como un 'Supercharger' como en un dragster, se usa a una tasa de sobrevelocidad para proporcionar un impulso de alta presión a la entrada de combustible. En un motor Detroit Diesel de 2 tiempos, la entrada de aire llega a través de los puertos del cilindro impulsada por el ventilador. el combustible ingresa a través de los inyectores hacia la parte superior de la carrera de compresión y las válvulas se usan solo para el escape. Cuatro golpes funcionan bajo el principio común 1. Succión, 2. Empuje, 3. Explosión, 4. Soplado, o 1. Admisión, 2. Compresión, 3. Potencia, 4. Escape.