Aunque un motor de 2 tiempos tiene una mejor potencia que un motor de 4 tiempos, incluso utilizamos un motor de 4 tiempos en los automóviles. ¿Podemos ajustar un motor de 2 tiempos para una mejor eficiencia que un motor de 4 tiempos, por qué o por qué no?

Soy un diseñador de motores que actualmente trabaja en un nuevo motor de dos tiempos que promete ser más eficiente y limpio que la mayoría de los cuatro tiempos. Las respuestas dadas hasta ahora mezclan perspectivas teóricas y prácticas.

En la práctica, dos golpes son generalmente menos eficientes y más sucios que cuatro golpes por las tres razones que muchos han mencionado: corrupción de la carga de admisión con el escape, paso de combustible no quemado al escape y mezcla de aceite lubricante con combustible. Sin embargo, como varios han señalado, algunas dos carreras se encuentran entre los motores más eficientes del mundo, y esa es una pista de que dos carreras no * tienen * que ser ineficientes.

El problema más fácil de solucionar en los dos tiempos típicos es eliminar la mezcla de aceite con el combustible. Esto puede y se ha logrado inyectando aceite entre los anillos del pistón. Este enfoque requiere una gestión cuidadosa para evitar que el petróleo pase el puerto de escape en forma líquida, pero puede y se ha hecho a costa de una mayor complejidad.

Un problema algo más difícil con los dos golpes tradicionales es el hecho de que el barrido y la admisión solo funcionan idealmente cuando la contrapresión de escape es ideal. Este problema es lo que le da a dos golpes desnudos una banda de potencia estrecha que los hace difíciles de manejar. Ha habido varios intentos de arreglar esto, algunos de los cuales otros han mencionado. La solución más común en los dos primeros tiempos implicaba la adición de válvulas rotativas y de láminas en los puertos. La mejor solución, a menudo utilizada junto con válvulas auxiliares es el uso de tiempos precisos de inyección de combustible al final del ciclo de admisión, o mejor aún, después de que los puertos se hayan cerrado. Una solución final es ejecutar el problema al final operando a una velocidad muy estrecha y ajustar todo a esa velocidad (esta es la razón por la que los dos tiempos eficientes que algunos han mencionado funcionan a velocidades tan bajas). Este enfoque puede ser muy efectivo si se combina con una Transmisión Variable Continua (CVT) que puede aliviar la necesidad de que un motor funcione en una banda tan amplia. En barcos y aviones, las hélices de paso variable pueden lograr un fin similar.

Entonces, sí, un dos tiempos * puede * ser tan eficiente como un cuatro tiempos, pero solo al aumentar su complejidad y / o abandonar los paradigmas bien establecidos que impulsan la necesidad de tener una banda de potencia amplia. La razón principal por la que los diseñadores estaban interesados ​​en dos trazos era su simplicidad, y la necesidad de agregar complejidad para superar sus desafíos eliminó su atractivo. En cuanto a los paradigmas de ingeniería, bueno, simplemente son difíciles de superar.

Al considerar el futuro de la combustión interna, es importante tener en cuenta que podemos estar entrando en una era en la que los requisitos del motor cambian drásticamente. Los híbridos pronto dominarán las ventas, ya que pueden cumplir con los estándares de emisión sin imponer largos tiempos de carga a los conductores o la necesidad de aumentar la generación de energía eléctrica limpia en un factor de miles. Una forma particularmente interesante de híbrido es aquella en la que el motor de combustión interna sirve solo como un generador eléctrico (también conocido como “extensor de rango”). En esta aplicación, el motor puede funcionar a velocidad y carga fijas. Por lo tanto, no hay necesidad de toda la complejidad asociada con una operación limpia y eficiente en una amplia banda de potencia; En su lugar, podríamos usar un simple golpe de dos tiempos para ese rango de carga y velocidad estrechos.

Espere hasta que mi nuevo motor de dos tiempos sea probado. La gente se sorprenderá (o se divertirá si falla la prueba).

No es que los motores de 2 tiempos sean ineficientes en comparación con sus homólogos de 4 tiempos que limitan su uso en automóviles, el problema principal es su velocidad.
Los motores diesel de 2 tiempos se encuentran entre los motores más eficientes disponibles, razón por la cual se utilizan para impulsar locomotoras, barcos y plantas de energía de reserva, pero son motores de baja velocidad. Su potencia máxima se alcanza entre 100-500 rpm y, por lo tanto, se acoplan con un alternador y se usan como híbridos.
Esto se refiere a los motores CI, y es cierto que los motores SI de 2 tiempos son menos eficientes que los motores de 4 tiempos, principalmente debido a la pérdida de carga durante el escape debido al barrido a través de los puertos, y esta pérdida aumenta con el aumento de la velocidad. Y como son motores de carga homogéneos, no podemos eliminar este ‘cortocircuito’ de carga.
Ahora volvamos a los motores CI y por qué no se pueden usar en automóviles. Las 2 razones principales pueden ser el espacio y el costo, porque si los motores 2S CI se usan solos con una transmisión mecánica, necesitará que funcionen a mayor velocidad y hay 2X nos. de golpes de potencia en comparación con los motores 4 S, se requerirá un sistema de lubricación de servicio pesado y componentes más fuertes para resistir las fuerzas de combustión y también aumentará la pérdida de calor debido al enfriamiento del motor, reduciendo la eficiencia general.
Y existe una limitación de espacio y costo para usarlos como híbridos, ya que requerirá componentes eléctricos adicionales como alternador y motores, baterías y bancos de calor.
Por lo tanto, se utilizan principalmente en aplicaciones en las que estas no son restricciones como locomotoras y barcos

EMD GT46PAC

Wärtsilä-Sulzer RTA96-C

La diferencia entre los dos
carrera y cuatro tiempos internos
los motores de combustión tienen
jinetes atormentados durante años,
A medida que surgen todo tipo de contradicciones, la mayoría de ellas aún están en duda. Esto es debido a
el hecho de que cada uno tiene sus propios partidarios que se ponen a la defensiva y no pueden mantener su objetividad. De hecho, todo lo que tienen que hacer es comprender cómo funcionan cada uno de estos dos motores y sacar sus propias conclusiones.

Hay cuatro secuencias que deben eliminarse para ese asunto: admisión, compresión, potencia y escape. Como habrás adivinado, hay un
Algunas diferencias mecánicas entre los dos, que trataremos de señalar a continuación.

Motor de 4 tiempos :

Motor de cuatro tiempos Durante la carrera de admisión, el pistón baja desde la parte superior del cilindro hacia abajo, reduciendo
La presión dentro del cilindro. Luego dibuja una mezcla de combustible y aire en el cilindro a través del puerto de admisión, listo para la carrera de compresión.
Con las válvulas de admisión y escape cerradas, el pistón vuelve a la parte superior del cilindro.
comprimiendo la mezcla de combustible y aire. Esto es lo que sucede durante el golpe de compresión.
La mezcla de aire comprimido y combustible se enciende con una chispa. La presión de la combustión de la mezcla de combustible y aire empuja el pistón hacia abajo con una fuerza enorme, manteniendo el cigüeñal girando.
Esta es la fase de carrera de potencia, que es la fuente principal del par y la potencia del motor.
Finalmente, durante la carrera de escape, el pistón vuelve a subir y empuja el gas quemado del cilindro fuera de la válvula de escape. Otra cosa que vale la pena
mencionar es que la bujía solo se dispara una vez cada dos revoluciones.

Motor de dos tiempos

A diferencia del motor de cuatro tiempos, un motor de dos tiempos tiene tres tiempos combinados en una sola acción, lo que significa que la admisión y el escape están integrados en el
movimiento de compresión del pistón, eliminando así la necesidad de válvulas. Esto es gracias a
un puerto de entrada y escape. integrado en la pared de la cámara de combustión.
A medida que el pistón baja de la combustión, los gases gastados pueden salir de la cámara a través del puerto de escape. Se extrae la mezcla de aire y combustible.
a través de una entrada ubicada más abajo en la cámara. A medida que el pistón se eleva nuevamente, bloquea la entrada y
puertos de escape, comprimiendo los gases en la parte superior de la cámara. La bujía se dispara y el proceso comienza de nuevo. El motor dispara en cada revolución.

¡Que comience la pelea!

Un motor de dos tiempos puede producir el doble de potencia (y hace el doble de ruido) que un motor de cuatro tiempos del mismo tamaño. Esto se debe a que dispara una vez cada revolución, dándole el doble de potencia que un cuatro tiempos, que solo dispara
una vez cada dos revoluciones. Significativamente, también tiene una mayor relación peso-potencia porque es mucho más liviana.

Los motores de dos tiempos son más simples y baratos de fabricar en comparación con los motores de cuatro tiempos.
por su diseño más simple.

Los motores de cuatro tiempos son más duraderos que los motores de dos tiempos.
que no tienen un sistema de lubricación dedicado. Sin embargo, las bujías en un motor de dos tiempos duran más que las de un motor de cuatro tiempos.

Los motores de cuatro tiempos ahorran más combustible y son más ecológicos en comparación con los dos.
motores de carrera que también crean un olor desagradable.
Los motores de dos tiempos son responsables de mucha más contaminación debido a la combustión de petróleo.

Depende de lo que quieras lograr.

Los motores de dos tiempos, en virtud de disparar el doble de veces que los motores de cuatro tiempos, tienden a tener casi el doble de potencia que peso. Al ser más simples en diseño, también tienden a ser más livianos que un motor de cuatro tiempos comparable. Aunque esto no solo significa que la mayoría de los motores de dos tiempos necesitan lubricante (aceite) agregado al combustible (lo que lo hace mucho más contaminante), sino que también consume combustible a un ritmo casi el doble que el de un motor de cuatro tiempos comparable.

(Invierta lo anterior para motores de cuatro tiempos).

Si necesita mucha potencia en un paquete pequeño y liviano (como herramientas eléctricas) y no le importa la contaminación, un motor de dos tiempos es superior a un motor de cuatro tiempos.

Si necesita ahorrar combustible y reducir las emisiones contaminantes (como para impulsar vehículos) y puede permitirse el peso y la complejidad, un motor de cuatro tiempos es superior a un motor de dos tiempos.

2 golpes no son más eficientes que 4 golpes.

La eficiencia generalmente se mide como consumo de combustible específico: cuánto trabajo realiza el motor por unidad de masa de combustible.
Según esta medida, ningún golpe dos puede igualar un golpe 4.

Dos golpes pueden producir más potencia por unidad de volumen por golpe, simplemente porque tienen el doble de golpes, sin embargo, dado que no hay válvulas, están plagados de mezclas de combustible que van directamente al escape o los gases de escape regresan a la cámara de combustión.
Los hidrocarburos no quemados son un gran problema con dos golpes.

Sin embargo, pueden ser extremadamente simples.

En ningún lugar donde está escrito o en una sutura práctica, la eficiencia es mayor para el motor de 2 tiempos.
Las razones son …
1: para el mismo motor de capacidad, la radiación de calor es mayor en el motor de 2 tiempos debido a la gran superficie de transferencia de calor, por lo que el trabajo realizado es mayor en el motor de 2 tiempos.
2: para el tiempo de succión, tanto el puerto de transferencia como el puerto de escape están abiertos al mismo tiempo, por lo que hay un movimiento de partículas de combustible fresco fuera del puerto de escape, habrá menos combustible para encender el motor. .
3-dado que el aceite lubricante se mezcla con la mezcla de aire y combustible durante la combustión, también se quema algo de lubricante, por lo que queda menos lubricante para el próximo ciclo. Así que la eficiencia es menor. Para la lubricación del motor de cuatro tiempos tiene una disposición diferente

Eficiencia
Si es 2t ‘viejo’ (con lubricantes de aceite premezclados), entonces: SÍ, el 4t es más eficiente en el consumo de combustible, pero si hablamos de inyección directa de 2 tiempos (ya sea gasolina o diesel), entonces: NO, ‘porque la inyección directa 2t es mucho más eficiente en términos de consumo de combustible y genera más potencia de salida que 4t

Depende de lo que quieras tener éxito. Aquí nadie hablaba de motores grandes y me refiero a motores realmente grandes … Los 99,9 de Cargo y Tanker Vessels usan motores de 2 tiempos para propulsión. Esto se debe a que los motores de 2 tiempos tienen un mantenimiento más fácil y repuestos más baratos. Además, un motor de 2 tiempos es más eficiente con Heavy Fuel Oil.

Pero en las naves también utilizamos motores de 4 tiempos para generadores eléctricos … Esto se debe a su pequeño tamaño y muchas más razones.

Como conclusión, depende de las necesidades, ambos motores tienen pros y contras. 🙂

La principal ventaja de un dos tiempos es la simplicidad mecánica. En lugar de válvulas, tiene puertos simples. Esto elimina todo el tren de válvulas, que es un conjunto bastante complejo, incluidos los árboles de levas y la correa de distribución, con la consiguiente reducción de peso y resistencia. Otra parte que a menudo se deja de lado son las bujías junto con el sistema eléctrico. Dado que hay una fase de potencia en cada carrera descendente, el combustible puede encenderse por compresión sola al final de cada carrera ascendente.

El costo de esta simplicidad es que tanto el escape como la admisión ocurren en el mismo golpe. Esto significa que los gases de escape se mezclan con la mezcla de combustible y también que parte de la mezcla de combustible se escapa junto con el escape. Esto es ineficiente, tanto en términos de consumo de combustible como de control de la contaminación. Pero para motores pequeños y baratos, el compromiso a menudo vale la pena.

  1. El motor de dos tiempos solo tiene golpes de compresión y potencia.
  2. Los motores de cuatro tiempos tienen inspiración, compresión, golpes de potencia y golpes de escape por separado.
  3. Los tres golpes se combinan en un solo tramo manteniendo el puerto colocado lejos para que la mezcla de combustible de aire entrante elimine los gases de escape quemados.
  4. Esto da como resultado una cierta cantidad de escape restante. La carrera de compresión es algo más contaminada que el motor de cuatro tiempos
  5. En la inyección completa ocurre, por lo tanto, la eficiencia es menor.
  6. Pero como hay más golpes de poder por golpe, la relación potencia / peso es mejor.
  7. Como se usan cuatro tiempos como operación de cilindros múltiples, están mejor equilibrados y pueden correr a mayor velocidad para superar la desventaja de peso.
  8. En todos los motores hay una limitación de velocidad basada en la velocidad de la llama del combustible utilizado, se utiliza el tipo de mezcla y la inyección de combustible. Característica de equilibrio de todo el motor y el método de encendido utilizado.
  9. Noe apenas se utilizan dos tiempos, ya que estamos mejor bajo los motores IC.
  10. No he descrito mucho el motor de 4 tiempos ya que las diferencias con los de 2 tiempos son suficientes para entender los 4 tiempos.

La respuesta de Twyla N lo resume bastante bien. Este tema se ha cubierto anteriormente en este punto: ¿en qué se diferencian los motores de dos tiempos de los motores de cuatro tiempos?
Los dos tiempos pueden no ser tan eficientes energéticamente porque las funciones de combustión y lubricación están entrelazadas. Hay una ventaja de peso para los sopladores de hojas y las cortadoras de setos, por ejemplo, el otro factor es el mayor costo / desperdicio del aceite lubricante, que al menos recircula en 4 tiempos.

Los motores de 2 tiempos son muy ligeros y simples, producen mucha potencia para su peso. Perfecto para un desmalezado. Pero son muy ineficientes y contaminantes.

Los motores de 4 tiempos son más complejos pero son significativamente menos contaminantes y más eficientes.

La razón principal es el motor de 4 tiempos que se usa en el automóvil debido a que el consumo de combustible se reduce.2 La revolución del cigüeñal es una carrera de potencia. Significa menos consumo de combustible.

En el motor 2 Stoke más potencia pero debido a la eliminación de aire y combustible desperdiciados.

ya maha usó el motor de 2 tiempos rx100.Más motor de potencia pero más consumo de combustible.

La emisión del motor de 4 tiempos es menor

Motor de 2 tiempos más emisiones

Motor de 4 tiempos más eficiente térmicamente.

El motor de 2 tiempos requiere más espacio debido a la relación potencia / peso más.

Lubricación

Las disposiciones de la cabeza cruzada del motor de 2 tiempos son difíciles de lubricar. Crosshead convierte el movimiento alternativo en movimiento giratorio

El pasador de gudgeon del motor de 4 tiempos convierte el movimiento alternativo en movimiento giratorio. Así podemos aumentar la vida de los componentes en un motor de 4 tiempos

en el motor 2 Stoke puede quemar combustible de baja calidad.

en el motor de 4 tiempos necesita combustible de buena calidad

4 tiempos más mantenimiento debido a la disposición de las válvulas.

Los motores diesel de 2 tiempos se utilizan en motores muy grandes en barcos. Creo que es una buena idea probar estos motores diesel de 2 tiempos en automóviles y así reducir el peso del motor, lo que se traduce en una mejor economía de combustible. La industria automotriz se centra principalmente en los motores de gasolina y ahora solo están llegando al diésel, más desde el ángulo de fijación del precio del diésel que desde el mejor ángulo de eficiencia térmica.

En el caso de un motor de 2 tiempos, las carreras de escape y entrada están acopladas. Esto significa que la mezcla de aire / combustible de entrada empuja los gases de escape fuera del motor provocando una “eliminación”. Durante este proceso, una parte de la mezcla de entrada no quemada es eliminada por los gases de escape, lo que resulta en problemas de baja eficiencia y contaminación. La pérdida de la mezcla de entrada no se puede evitar y también los motores de 2 tiempos producen mucho ruido, por lo que por estas dos razones siempre se prefieren los motores de 4 tiempos.

Los motores de dos tiempos solo tienen puertos como lo mencionó Vivek antes que yo, lo que hace que se escape la carga no quemada. Además, dado que no hay otro lubricante que el aceite agregado con combustible, hay un suministro inadecuado de aceite a todas las partes.

En realidad, debería ser bastante posible hacer que la eficiencia general de un motor de encendido por chispa de 2 tiempos sea al menos tan buena como la de un motor de cuatro tiempos. Pero, solo es posible si usa inyección directa para evitar que la mezcla no quemada se salga por el puerto de escape.

Realmente no puedo agregar nada más allá de lo que todos los demás ya han dicho.
Una cosa a tener en cuenta es que un golpe de 2 es generalmente un acelerador a fondo, con un rendimiento abierto; ahí es donde le gusta vivir. No les gustan las condiciones de aceleración parcial, carga ligera. Es por eso que no usamos motores de 2 tiempos en los automóviles, serían horribles para conducir a una velocidad inferior a la del acelerador. Hacen todo su poder a altas revoluciones y prácticamente ninguno a bajas revoluciones. Estos son excelentes para motosierras, herbicidas, motos de cross y carreras de 4 ruedas porque pasan la mayor parte de su tiempo a toda velocidad.

Por supuesto que estoy hablando de motores de gasolina. Diesel dos tiempos son diferentes.

Si eres muy rico, entonces 2 tiempos es bueno para el poder … Pero 4 tiempos. Es bueno para la eficiencia

Mi hermano. El motor de 2 tiempos nunca es más eficiente que el motor de 4 tiempos.