¿Cómo funcionan los motores de 2 tiempos y los motores de 4 tiempos?

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Motor de gasolina de 4 tiempos

Los motores de gasolina de ciclo de cuatro tiempos funcionan con el ciclo Otto (volumen constante). Dado que el encendido en estos motores se debe a una chispa, también se denominan motores de encendido por chispa. Los cuatro trazos diferentes son:

i) carrera de succión,

ii) carrera de compresión

iii) Carrera de trabajo o potencia o expansión

iv) Carrera de escape.

• Carrera de succión: Durante la carrera de succión, el cigüeñal mueve el pistón desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. El eje del cigüeñal se revuelve ya sea por el impulso del volante o por el motor de arranque eléctrico. La válvula de entrada permanece abierta y la válvula de escape se cierra durante esta carrera. La mezcla proporcional de aire y gasolina es absorbida por el cilindro debido al movimiento descendente del pistón.
• Carrera de compresión: durante la carrera de compresión, el pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior, comprimiendo así la mezcla de aire y gasolina. Debido a la compresión, la presión y la temperatura aumentan y justo antes del final de esta carrera, la bujía inicia una chispa que enciende la mezcla y la combustión tiene lugar a un volumen constante. Ambas válvulas de entrada y escape permanecen cerradas durante esta carrera.
• Carrera de trabajo: la expansión de gases debido al calor de la combustión ejerce una presión sobre el pistón. Bajo este impulso, el pistón se mueve desde el punto muerto superior al punto muerto inferior y, por lo tanto, el trabajo se obtiene en esta carrera. Tanto las válvulas de entrada como de escape permanecen cerradas durante esta carrera.
• Carrera de escape: durante esta carrera, la válvula de entrada permanece cerrada y la válvula de escape se abre. La mayor parte de los gases quemados se escapa debido a su propia expansión. El pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior y empuja los gases restantes a la atmósfera. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, la válvula de escape se cierra y se completa el ciclo. Las operaciones se repiten una y otra vez al hacer funcionar el motor.

Motor Diesel de 4 tiempos

El motor diesel de cuatro tiempos funciona con ciclo diesel o ciclo de presión constante. Dado que el encendido en estos motores se debe a la temperatura del aire comprimido, también se denominan motores de encendido por compresión.

Los cuatro trazos son los siguientes:

• Carrera de succión: Durante la carrera de succión, el cigüeñal mueve el pistón desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. El cigüeñal gira, ya sea por el impulso del volante o por la potencia generada por el motor de arranque eléctrico. La válvula de entrada permanece abierta y la válvula de escape se cierra durante esta carrera. El aire es aspirado hacia el cilindro debido al movimiento descendente del pistón.
• Carrera de compresión: el aire extraído a la presión atmosférica durante la carrera de succión se comprime a alta presión y temperatura a medida que el pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior. Esta operación está representada por la curva BC en el diagrama P-V. Justo antes del final de esta carrera, se inyecta una cantidad medida de combustible en el aire comprimido caliente en forma de aerosoles finos por medio de un inyector de combustible. El combustible comienza a arder a presión constante y en cierto punto se corta el suministro de combustible. Tanto las válvulas de entrada como de escape permanecen cerradas durante esta carrera.
• Carrera de trabajo: la expansión de gases debido al calor de la combustión ejerce una presión sobre el pistón. Bajo este impulso, el pistón se mueve desde el punto muerto superior al punto muerto inferior y, por lo tanto, se obtiene trabajo en esta carrera. Tanto la válvula de entrada como la de escape permanecen cerradas durante esta carrera.
• Carrera de escape: durante esta carrera, la válvula de entrada permanece cerrada y la válvula de escape se abre. La mayor parte de los gases quemados se escapa debido a su propia expansión. El pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior y empuja los gases restantes a la atmósfera. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, la válvula de escape se cierra y se completa el ciclo.

Motor de gasolina de 2 tiempos

Sus dos trazos se describen a continuación:

• Carrera ascendente : Durante la carrera ascendente, el pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior, comprimiendo la mezcla de aire y gasolina en el cilindro. El cilindro está conectado a una cámara de manivela cerrada. Debido al movimiento hacia arriba del pistón, se crea un vacío parcial en el cárter y una nueva carga se introduce en el cárter a través del puerto de entrada descubierto. El puerto de escape y el puerto de transferencia están cubiertos cuando el pistón está en la posición del punto muerto superior. La carga comprimida se enciende en la cámara de combustión mediante una chispa provista por la bujía.
• Carrera hacia abajo: tan pronto como se enciende la carga, los gases calientes obligan al pistón a moverse hacia abajo, girando el cigüeñal, haciendo así el trabajo útil. Durante esta carrera, el pistón cubre el puerto de entrada y la nueva carga se comprime en el cárter. Un movimiento descendente adicional del pistón descubre primero el puerto de escape y luego el puerto de transferencia. Los gases quemados escapan a través del puerto de escape. Tan pronto como se abre el puerto de transferencia, la carga comprimida del cárter fluye hacia el cilindro. La carga es desviada hacia arriba por la bomba provista en la cabeza del pistón y expulsa la mayoría de los gases de escape. Cabe señalar que la mezcla de aire y gasolina entrante ayuda a eliminar los gases quemados del cilindro del motor, lo que se denomina proceso de barrido. Si en caso de que estos gases de escape no salgan del cilindro, la carga nueva se diluye y la eficiencia del motor disminuirá. El ciclo de eventos se repite.

Motor Diesel de 2 tiempos

En un motor diesel de dos tiempos, solo se comprime aire dentro del cilindro y el inyector inyecta el diesel. No hay bujía en este motor. Las operaciones restantes del motor diesel de dos tiempos son exactamente las mismas que las del motor de gasolina de dos tiempos. Sus dos trazos se describen a continuación:

• Carrera ascendente: Durante la carrera ascendente, el pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior, comprimiendo el aire en el cilindro. El cilindro está conectado a una cámara de manivela cerrada. Debido al movimiento hacia arriba del pistón, se crea un vacío parcial en el cárter y una nueva carga se introduce en el cárter a través del puerto de entrada descubierto. El puerto de escape y el puerto de transferencia están cubiertos cuando el pistón está en la posición del punto muerto superior. La carga comprimida se mezcla con el diesel inyectado y se enciende automáticamente en la cámara de combustión debido a la alta presión y temperatura presentes.
• Carrera hacia abajo: tan pronto como se enciende el combustible, los gases calientes obligan al pistón a moverse hacia abajo, girando el cigüeñal, haciendo así el trabajo útil. Durante esta carrera, el pistón cubre el puerto de entrada y la nueva carga se comprime en el cárter. Un movimiento descendente adicional del pistón descubre primero el puerto de escape y luego el puerto de transferencia. Los gases quemados escapan a través del puerto de escape. Tan pronto como se abre el puerto de transferencia, la carga comprimida del cárter fluye hacia el cilindro. La carga es desviada hacia arriba por la bomba provista en la cabeza del pistón y expulsa la mayoría de los gases de escape. Cabe señalar que el aire entrante ayuda a eliminar los gases quemados del cilindro del motor, lo que se denomina proceso de barrido. Si en caso de que estos gases de escape no salgan del cilindro, la carga nueva se diluye y la eficiencia del motor disminuirá. El ciclo de eventos se repite.