Escape De Un Motor De Dos Tiempos

El escape en un Motor de 2T dos tiempos

Hemos visto hasta ahora como es el funcionamiento básico de los diversos tubos de escape en un motor de dos tiempos. Pues bien existen también unos elementos muy importantes en todo este sistema de escape que son los silenciadores, encargados básicamente de evitar que el ruido excesivo salga hacia el exterior. Este ruido molesto proviene de toda la energía desprendida en la combustión de la mezcla que produce múltiples ondas de diversas frecuencias, algunas de las cuales se encuentran dentro del rango de la sensibilidad del oído humano, es decir entre los 20 y 20.000 Hz. sobrepasando a veces una intensidad de 100 db (decibeles) provocando contaminación por ruido, siendo este un factor que contribuye a enfermedades tales como la presión arterial alta, ansiedad, nerviosismo etc.

Los silenciadores pueden ser de varios tipos, su diseño se ve limitado por el poco espacio que hay en una motocicleta, por ello el volumen ocupado por estos aparatos es reducido.

Los silenciadores más sencillos y utilizados hoy día tanto por su bajo costo como por su sencillez en la fabricación, poca pérdida de potencia y buenas características de absorción de ruido son los llamados de absorción compuestos por un tubo agujereado alrededor del cual se sitúa un cilindro de fibra de vidrio, que se encarga de absorber las ondas, reduciendo el nivel sonoro. Las características varían dependiendo de la fibra, la longitud, el diámetro del tubo etc. sin embargo con la llegada de leyes más restrictivas, se han impuesto otros sistemas como los “tabicados” que forman unas paredes en el tubo con pequeñas salidas que obligan a los gases a frenar y salir por estrechos agujeros. Son muy eficaces, pero restan potencia al entorpecer la salida de los gases. Otros son los resonadores que están formados por tubos agujereados, en los cuales las ondas salen, pero luego no consiguen volver a entrar. Finalmente los llamados de cámaras de expansión formados por ensanchamientos bruscos de la sección del tubo. Algunos silenciadores no disponen de materiales que requieren mantenimiento, por lo que su duración es ilimitada siendo estos los más utilizados en la actualidad, aunque lo mejor sería que un silenciador dispusiera de de todos los tipos antes comentados, ya que cada uno de ellos son eficaces en cierto rango de frecuencia, de modo que la composición de todos proporciona una reducción más elevada de ruido.

Los tubos de escape generalmente están diseñados en acero inoxidable y los silenciadores en aluminio, algunos recubiertos de fibras especiales como el caso del carbono pues deben soportar altas temperaturas cerca de los 400ºc, así como soportar la corrosión interna debido a la condensación de agua a temperaturas de funcionamiento bajas, y a la importante labor de ataque de los gases de escape.

Escape en un motor de dos tiempos

Ya se ha visto que un motor de dos tiempos tiene algunas imperfecciones importantes en su funcionamiento debido al escaso control con que se cuenta en los momentos del ingreso de la mezcla al cilindro, lo mismo que al momento de la salida de los gases quemados al tubo de escape. Esto trae consecuencias como la pérdida de potencia que durante muchos años no tuvo ninguna solución a pesar de que su funcionamiento dispone de dos explosiones comparadas con una de un motor de cuatro tiempos y de menor desgate mecánico al no tener que accionar válvulas ni bombas de aceite etc. su rendimiento era mucho menor que los motores de válvulas. Esta situación cambio con el descubrimiento de los fenómenos ondulatorios que acompañan a los gases en su salida por el tubo de escape.

El problema básico en los motores de dos tiempos era generado por la distribución simétrica de los cilindros. La admisión y el escape ocupan un periodo centrado en el P.M.I (punto muerto inferior), debido a la situación de las lumbreras, y el escape era siempre mayor.

Siguiendo el proceso de admisión de gases al interior del cilindro notamos que hay dos momentos en los cuales el trasvase de la mezcla se efectúa de una manera poco eficaz. El primero es cuando el pistón se encuentra cerca del P.M.I en ese instante su velocidad se reduce casi a cero pues se está preparando para el ascenso, y, por este motivo los gases comprimidos en el cárter sufren una disminución en su tendencia a subir al cilindro. La admisión queda poco detenida (ralentizada) siendo eficaz solo en el proceso de bajada del pistón. Cuando el pistón comienza su ascenso se crea una depresión en el cárter que hace que los gases situados en las lumbreras de admisión tiendan a volver hacia él (cárter). En este momento es cuando se hace necesario crear una importante depresión en el cilindro de tal forma que los gases siguieran su rumbo ascendente hacia la cámara de combustión, al tiempo que facilitase la extracción de los gases ya quemados quienes también se han ralentizado por la disminución de la velocidad de bajada del pistón.

Otro momento crítico se presenta cuando las lumbreras de carga son cerradas por el pistón, en este momento, el cilindro se encuentra lleno hasta el tope de gas fresco, pero la lumbrera de escape aun permanece abierta un cierto periodo de tiempo, de modo que la carrera ascendente del pistón hace salir hacia el tubo de escape parte de la Mezcla fresca introducida previamente. Por lo tanto sería necesario crear una onda de presión que evitase la salida de estos gases. Como vimos anteriormente, se pueden crear ondas a voluntad en el interior del tubo de escape, variando los finales parciales y totales. Para crear una onda de presión, se debe interponer en el tubo un final cerrado. Este se puede construir bien sea cerrando el tubo, o bien sea realizando un estrechamiento en el. La primera solución no es posible ya que el gas debe de poder salir al exterior, así que la segunda opción es la correcta. Al hacer un estrechamiento, la onda de presión que acompaña a los gases en su salida rebotará parcialmente, creando una nueva onda que se dirigirá hacia el cilindro. Por su parte la onda de depresión se crea de manera análoga en vez de que con un ensanchamiento. Según avance la onda de presión inicial se creara una de depresión al avanzar por el ensanchamiento que se dirigirá al cilindro.

En términos generales la idea es que inicialmente se debe crear una onda de depresión de modo que los gases quemados salgan del cilindro, al tiempo que se favorece la admisión desde el cárter al cilindro. Esta onda debe llegar al cilindro en un periodo cercano al P.M.I que es donde se hace necesaria. Por su parte la onda de presión debe impedir la salida de gas fresco del cilindro cuando se cierren las lumbreras y no haya más entrada de gas en el.

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