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.
- ¿Por qué el flujo laminar se convierte en un flujo turbulento cuando la velocidad supera un cierto límite?
- ¿Cómo es posible obtener un Ph.D. en física después de la ingeniería mecánica?
- Como estudiante de maestría en Ingeniería Mecánica, ¿cuál es la ventaja y la desventaja de la graduación sin una tesis?
- ¿Qué tan satisfecho está de haber estudiado ingeniería mecánica?
- ¿Qué pérdida de energía es mayor: la energía térmica perdida por el motor por el refrigerante o la energía perdida en forma de sonido del motor?
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).