Motores de 2T

• Principio de Funcionamiento

• Clasificación

• Performance

Motores 2T

• El motor de dos tiempos posee las mismas 4 fases que el de 4T, pero el ciclo se

realiza en dos carreras del pistón (1 revolución del cigüeñal), la renovación de la

carga procede por un proceso denominado “barrido”, que consiste en desalojar los

productos de la combustión con un fluido (mezcla o aire) procedente de la admisión

cuando el pistón se encuentra en las proximidades del PMI.

• Disposiciones se utilizan para realizar el proceso de barrido:

• El proceso de barrido se suele realizar mediante aberturas, denominadas lumbreras,

como se muestra en la siguiente figura para un motor con barrido por cárter, que se

abren y cierran con el movimiento del pistón

• La Lumbrera de admisión

• Le Lumbrera de escape

• Lt Lumbrera de admisión al cilindro (lumbrera de transferencia)

• Primera vuelta del cigüeñal (subiendo)

El pistón sube comprimiendo la mezcla fresca y descubriendo simultáneamente la

lumbrera de admisión por donde ingresa la mezcla fresca (MEP) al cárter, y el pistón al

continuar en la carrera ascendente genera una depresión que ayuda a la entrada de la

misma. Cuando se produce la combustión, el pistón comienza a descender produciendo

la carrera de trabajo y en algún momento de la misma cierra la lumbrera de admisión al

cárter comprimiendo la mezcla ingresada la mismo.

• Segunda media vuelta del cigüeñal (bajando)

El pistón prácticamente al final de la carrera de trabajo, descubre la lumbrera de escape

y los gases producto de la combustión comienzan a escapar del cilindro, poco después

descubre la lumbrera de transferencia y comienza el ingreso de mezcla fresca la

cilindro procedente del cárter que desaloja los productos quemados hacia el exterior a

través de la lumbrera de escape.

• Los motores de 2T desarrollan el ciclo en una revolución del motor, por lo que es

lógico pensar en una mayor potencia por litro de cilindrada que un motor de 4T

para el mismo número de revoluciones. Teniendo en cuenta que una parte de la

carrera la emplean para realizar la renovación de la carga y que esta se lleva a cabo

en forma más imperfecta que en un motor de 4T, la potencia, aunque no es el doble,

puede ser 40-60% mayor que la de un motor semejante de 4T

Diagrama indicado ciclo 2T

Clasificación de los Motores de 2T

Según la Bomba sea o no el propio motor

Barrido por Cárter

Barrido Independiente

Tipo de bomba

Bomba alternativa

Bomba rotativa volumétrica

Turbocompresor

Barrido por cárter

Barrido Independiente

Bomba volumétrica Compresor rotativo

Forma de la corriente de barrido

Barrido Transversal

Barrido por lazo

Barrido uniflujo

Según Diagrama de Distribución

Barrido simétrico

Barrido asimétrico

Según Diagrama de Distribución

Comparativo Motores 2T vs 4T Motores con compresión en el Carter

Particularidad Ventajas Desventajas

Mezcla fresca barre gases de escape

Carrera de escape y admisión , permite duplicar el numero de carreras de trabajo por ciclo Mezcla de gases reduce NOx

Perdida de mezcla fresca por el escape, incremento de emisiones y aumento del consumo específico. Mezcla de gases baja eficiencia de carga (bajo torque y operación irregular a bajas vueltas). Presión de barrido debe debe ser apenas superior a la de escape.

El doble de carreras de trabajo por ciclo

Alta relación Potencia /peso y Potencia /cilindrada Curva de torque vs tiempo mas suave y volante de inercia de menor tamaño.

Componentes sometidos a mayores tensiones térmicas y temperaturas (pistón).

Particularidad Ventajas Desventajas

Presión de admisión debe debe ser apenas superior a la de escape

La mezcla debe ser comprimida previa al proceso de barrido , dificultad en el empleo de sobre-alimentación.

Pistón comanda apertura y cierre de lumbreras

Bajo costo y estructuralmente simple Alta relación Potencia /Peso y Potencia /Cilindrada Curva de torque vs tiempo más suave y volante de inercia de menor tamaño

Diagrama simétrico de distribución alrededor del PMI, perdida de torque a bajas y altas velocidades. Falda de pistón larga, mayor peso y, por ende, mayores fuerzas de inercia.

Valores Geométricos de Motores de 2T

Tipo Tamaño Relación de compresion

L/r Vcarter/Vd +Vc

MEP 8-12 3-4 2.5-4.5

MEC Pequeño Grandes

12-24 12-16

3 -4 5-9

2.5-4.5 -

Evolución Motores 2T MEC – gran tamaño

Pme- Rendimiento Térmico

Evolución Motores 2T MEP Tamaño pequeño

Régimen de giro - Potencia Específica

Motores 2T con compresión en el cárter con inyección directa

MEC 2T

• Los motores Diesel de 2T son los MCIA que alcanzan mayor rendimiento, con

consumos específicos del orden de 160-180 g/kWh. Permiten evitar los

cortocircuitos por la forma en que se introduce el combustible, con un proceso de

barrido del tipo uniflujo, el cual se aproxima mucho al ideal. Se dispone de tiempo

suficiente para los procesos debido a que tienen un régimen de giro muy bajo.

Permiten alcanzar elevadas potencias pero por su gran tamaño sólo pueden

emplearse para aplicaciones estacionarias para generar electricidad o para

propulsión en sector Marino o Ferroviario.

• Con revoluciones máximas en torno a 75-200 rpm, los motores diseñados para

aplicación naval, pueden ser acoplados directamente al eje de la hélice sin el uso de

una caja de engranajes intermedia o que esta sea de paso variable. Permiten trabajar

con combustibles de elevada viscosidad o alto contenido de azufre. En este tipo de

motores se utiliza un sistema de lubricación propio (para el cárter) mientras que

para el cilindro se emplea una lubricación por dosificación.

MEC 2T

• Utilizan un turbocompresor como bomba de barrido, cilindros en línea con vástago

y cruceta, esta disposición conduce a una altura considerable del motor pero

permite minimizar desgaste del cilindro ocasionado por la fuerza lateral del pistón

sobre las paredes del cilindro.

Características típicas de los MEC 2T

Característica Rango

Numero de cilindros 5-20

Potencia (kW) 5000-80000

Régimen de giro (rpm) 75-200

Diámetro (mm) 480-960

Carrera (mm) 2000-2700

Presión Media Efectiva (bar) 18-20

Peso (T) 200-2300

Largo x ancho x altura (mxmxm) 26x8x14 (máximos)