Funcionamiento Detallado de Motores: Ciclos de 2 y 4 Tiempos

Ciclo de Trabajo de Motores de Dos y Cuatro Tiempos (2T y 4T)

• Ciclo de Trabajo: Sucesión de operaciones que el fluido activo ejecuta en el cilindro y se repiten de forma periódica. Su duración se mide según el número de carreras efectuadas por el pistón.
• Los ciclos están compuestos de fases, y todos los motores de combustión interna realizan, en general (con algunas diferencias), las siguientes fases:
  1. Aspiración o Admisión.
  2. Compresión.
  3. Explosión-Combustión/Expansión.
  4. Escape o Exhaustación.
• Motores 2T: Las fases se completan en una vuelta de cigüeñal (motor de dos carreras para realizar el ciclo).
• Motores 4T: Las fases se completan en dos vueltas de cigüeñal; cada fase se realiza durante una carrera.

Motores de Dos Tiempos (2T)

El ciclo de 2T se realiza, como mencionamos, en dos carreras y una vuelta del eje. Por lo tanto, la aspiración debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión y el escape durante una fracción de la carrera de expansión.

Este tipo de motores pueden ser tanto de explosión como diésel, siendo estos últimos los más comunes. Los motores de dos tiempos de explosión suelen ser de cárter seco y se utilizan para pequeñas potencias, como motocicletas, máquinas manuales de gasolina (por ejemplo, motosierras), etc.

1. Admisión y Compresión

   El pistón sube en la carrera del PMI al PMS. La primera parte está dedicada a la fase de admisión, así como a la de barrido (debido a que la lumbrera de escape está abierta). Sin embargo, al continuar subiendo el pistón hacia el PMS (cuando cierra la lumbrera de escape), se realiza la fase de compresión.

2. Explosión y Escape

   Este tiempo corresponde a la carrera de trabajo, que se inicia en el PMS con el encendido y la combustión, dando paso a la expansión hasta que el pistón, en su carrera descendente, descubre las lumbreras o galerías de escape (o abre la válvula de escape).

En este punto, los gases, a causa de su presión todavía elevada, se precipitan a salir por la lumbrera de escape, creando en la masa fluida una corriente directa hacia la salida. Inmediatamente después, se abren la lumbrera de admisión y el fluido activo empuja los gases de la combustión hacia la lumbrera de escape (barrido).

Motores de Cuatro Tiempos (4T)

1. Admisión

   Se abren las válvulas de admisión y se mantienen las de escape cerradas. El émbolo se desplaza desde el Punto Muerto Superior (PMS) hacia el Punto Muerto Inferior (PMI) (carrera descendente).

   Debido a esto, se crea en el interior del cilindro una depresión suficiente para que los gases se introduzcan a través del conducto de admisión.

   Estos gases serán aire (para motores diésel) o una mezcla de aire y combustible (para motores de explosión).

   Cuando el émbolo llega al PMI, las válvulas de admisión se cierran y comienza la siguiente fase.

2. Compresión

   En la carrera de retorno del PMI al PMS, con las válvulas de admisión y escape cerradas, el aire (en motores diésel) o la mezcla de combustible y aire (en motores de explosión) es comprimido en la cámara de combustión hasta alcanzar un valor máximo de presión al final de dicha carrera.

3. Explosión

   Cuando el pistón llega al final de la fase anterior, la bujía se activa y enciende la mezcla (en motores de explosión) o el combustible es inyectado (en motores diésel).

   Se origina el encendido con el consiguiente aumento de temperatura y presión debido a la combustión. El aumento de presión actúa sobre el pistón, moviéndolo hacia su PMI y disminuyendo la presión a medida que aumenta el volumen del cilindro.

   Teóricamente, esta fase de combustión y expansión continúa hasta que el pistón llega al PMI, momento en el que se abre la válvula de escape.

4. Escape

   El pistón retorna hacia el PMS, empujando y expulsando los gases a través de la válvula de escape que se encuentra abierta.

   Al final de la carrera, se cierra la válvula de escape, se abre la de admisión y comienza un nuevo ciclo que se repite periódicamente.