MOTORES TEMA 5.9 Sustitución Aceite motor

 La duración de un motor  y su buen funcionamiento, dependen en gran medida de la calidad del Aceite motor utilizado. Como las propiedades lubricantes de éste van degradándose con las horas de funcionamiento del motor, se hace necesario cambiar el aceite con cierta periodicidad. En los motores de 4 Tiempos generalmente se aconseja este cambio cada 15000 Km del vehículo, siempre que su utilización sea la normal, aunque con los Aceites de última generación, este cambio puede ampliarse a cada 30000 Km. En los casos de utilización del vehículo con frecuentes paradas y recorridos cortos de ciudad, o en invierno, es aconsejable realizar el cambio del Aceite con mayor frecuencia. El vaciado del Aceite usado debe realizarse con el motor caliente para aprovechar la mayor fluidez del lubricante en estas condiciones.
 La cantidad de Aceite depositada en el Cárter disminuye paulatinamente con la utilización del vehículo, pues parte de él se quema en la Cámara de Combustión, a la que llega por el Sistema de Ventilación del Cárter y filtrándose a través de los Segmentos y Paredes del Cilindro en las Fases de Admisión y Escape, por lo que es recomendable revisar el Nivel del Aceite motor periódicamente.
 En los motores de 2 Tiempos, dada su naturaleza de funcionamiento, no es necesario sustituir el Aceite motor ya que la quema en su totalidad en su Cámara de Combustión durante la Fase de Explosión.

 Hasta aquí este artículo, en el próximo veremos las verificaciones que se realizan al Sistema de Lubricación motor. Muchas gracias y hasta la próxima. Un saludo.

MOTORES TEMA 5.8 Enfriadores de aceite motor

 Dado los altos equipamientos de los motores actuales y las condiciones de trabajo de los mismos, la temperatura que alcanza el aceite de engrase es muy elevada. Lo que puede resultar peligroso para los órganos móviles del motor en determinadas condiciones de funcionamiento. Para rebajar la temperatura del aceite , se recurre frecuentemente a estriar el Cárter y si ello no es suficiente, se recurre a los Enfriadores de aceite/aire y aceite/agua. La figura 1 muestra la disposición y conexionado de un ejemplo de estos Enfriadores.

                                                                       Fig.1

 La figura muestra la disposición y conexionado de estos Enfriadores de aceite. Generalmente se dispone una placa de conexión(1) acoplada en el Bloque Motor, en la canalización principal del aceite y unos tubos flexibles que la conectan al Radiador(2) aceite/aire o al Enfriador(3) aceite/agua, según el sistema adoptado, devolviendo el aceite motor a la Canalización Principal.

 Cuando se dispone un Radiador, éste se emplaza en el frontal del vehículo, de manera que la corriente de aire provocada en la marcha enfríe el aceite que circula por el interior del Radiador(aceite/aire).

 En los Intercambiadores aceite/agua, como en el de la figura 2, el aceite circula por un Serpentín(3) del interior del Enfriador, al que rodea una cámara a la que llega el agua de refrigeración del motor por el conducto de entrada(2), saliendo nuevamente por el conducto de salida(4).

                                                                       Fig.2

 Esta circulación del agua de refrigeración alrededor del Serpentín, es lo que produce el enfriamiento del aceite de engrase. El Enfriador de emplaza en este caso por delante del Filtro de Aceite, fijándose juntamente con él al Bloque motor.

 Hasta aquí la primera parte del estudio de Enfriadores de Aceite Motor. En el próximo artículo concluiremos el estudio de estos elementos del Circuito de Engrase.
 Gracias por su atención, comenten lo que deseen y hasta la próxima.

MOTORES TEMA 5.7 Sistema Lubricación/Filtrado del aceite(2)

 En este artículo continuaremos viendo los Filtros de Aceite más empleados en motores 4 Tiempos.
 En la figura 1 podemos ver la constitución de uno de ellos.

                                                                 Fig.1

 Puede verse que está formado por una carcasa metálica(C), dentro de la cual se aloja el Cartucho Filtrante(B) de material poroso. El aceite entra al Filtro por el conducto(A) y llena el recipiente rodeando el Cartucho, a través de cuya materia filtrante(J) pasa al interior, saliendo por el conducto interior(E) al Circuito de Engrase. En la superficie exterior del Cartucho quedan las mayores impurezas que caen la fondo de la carcasa, de donde pueden ser retiradas cuando se sustituye el Cartucho Filtrante, para lo cual es necesario retirar la tapa superior aflojando el tornillo de fijación central.

 En caso de obstrucción total de la materia filtrante, la presión generada en el exterior del Cartucho aumenta de tal forma que es capaz de vencer la acción del muelle(M), con lo que el Cartucho se desplaza hacia arriba lo suficiente para que el aceite pueda pasar directamente al Circuito de Engrase, haciendo la función de Válvula de Derivación, de la cual hablamos en el artículo anterior.

 En la figura 2 podemos ver un Filtro de Aceite de este tipo en una construcción moderna, pero su principio de funcionamiento es el mismo que el visto anteriormente.

                                                                   Fig.2

 Existe otro tipo de Filtros, los llamados Centrífugos, cuyo empleo es menor que los de tipo desechable. Estos Filtros basan su funcionamiento en el movimiento rotativo al cual se somete al aceite, la fuerza centrífuga a la que se ve sometida el aceite hace que las partículas de más peso se peguen a las paredes del Filtro, depositándose en ellas y liberando al aceite de las mismas. Podemos ver un ejemplo de este tipo de Filtros en la figura 3.

                                                                   Fig.3

 Este tipo de Filtro, también llamados Centrifugadoras, consiste esencialmente en un Cuerpo y un Rotor que gira en su interior. El aceite separado del circuito principal a un ramal secundario fluye, desde abajo, a la Centrifugadora y después, a través de un árbol hueco, al Rotor. De éste llega a través de tamices a tubos inclinados que llevan en su extremo Toberas de Impulsión. Las fuerzas de repulsión o reacción que se presentan en las toberas con la salida del aceite provocan la rotación del Rotor. En virtud de la fuerza centrífuga, las partículas de suciedad contenidas en el aceite son lanzadas contra la pared interior del Rotor y quedan allí adheridas en forma de capa de suciedad. Esta capa se elimina periódicamente, según recomendación del fabricante, después de desmontar el Filtro Centrífugo, aunque suele coincidir con el cambio de aceite motor.

 Filtros Centrífugos de constitución similar pueden también fijarse al eje del Cigüeñal o ser accionados por éste indirectamente. Este tipo de filtro no es muy usado debido que su limpieza es más dificultosa que la simple sustitución del Filtro de Aceite de Cartucho o los desechables de Carcasa Metálica.

 Me gustaría finalizar el artículo repasando las herramientas más empleadas en la sustitución de los Filtros de Aceites de Carcasa Metálica, puesto que los de Cartucho y los Centrífugos se desarman mediante la llave correspondiente al tornillo o tornillos de fijación de la tapa de cierre.
 En la figura 4 vemos un Extractor de filtro de Cinta.

                                                                  Fig.4

 En la figura 5 vemos un ejemplo de Extractor de filtro de Cazuela.

                                                                  Fig.5

 En la figura 6 vemos, por último, un Extractor de filtro de Esparragos.

                                                                    Fig.6

 Hasta aquí el estudio del Filtrado de Aceite, en el próximo artículo estudiaremos los distintos métodos de Refrigeración del Aceite Motor. Gracias por su atención, comenten lo que quieran y hasta la próxima.
 Un saludo.

MOTORES TEMA 5.6 Sistema Lubricación/Filtrado del aceite(1)

 El aceite de engrase motor, en su recorrido por el Circuito de Lubricación, arrastra consigo las impurezas depositadas en las distintas partes del motor en forma de partículas finas de carbón y polvo metálico, siendo finalmente conducidas al Cárter que hace de depósito,excepto en el Sistema por Cárter Seco, donde caen al fondo quedando allí depositadas hasta que se procede al vaciado del aceite para su cambio. Algunas de las partículas más pequeñas pueden permanecer en suspensión y eventualmente podrían ser enviadas de nuevo a los cojinetes y demás partes del Circuito de Engrase, donde producirían una acción de esmerilado(lijado) que aceleraría el desgaste. Para evitarlo es necesario el Filtrado del aceite motor, disponiendo en el Circuito de Engrase los elementos convenientes, ya que la malla del Colador por el que succiona la Bomba de Aceite resulta insuficiente para purificar el aceite puesto que solamente retiene las impurezas mayores.

 El principal elemento que se dispone en el Circuito de Lubricación es uno o varios Filtros de Aceite, este elemento está intercalado entre la Bomba de Aceite y los Conductos de Engrase que distribuyen el aceite entre los cojinetes de Cigüeñal, Cabeza de Biela, Árboles de Levas, etc. El buen funcionamiento del Filtro de Aceite es de vital importancia para la duración del motor.

 Existen varios tipos de Filtros de Aceite, en este artículo estudiaremos uno de los más empleados, el Filtro de carcasa metálica desechable, el cual después de trabajar durante un determinado periodo de kilómetros o tiempo se reemplaza por otro nuevo, generalmente cada 15000 Km. En la figura 1 vemos un ejemplo de este tipo de Filtro y su despiece.

                                                                Fig.1

 El Elemento Filtrante está constituido por una masa de hilos de algodón impregnados de un reactivo químico, o bien es papel con una textura de microporos que permite el paso del aceite, que entra por la parte exterior, pero no el de las partículas perjudiciales para el motor. Para aumentar la superficie de contacto con el aceite y, por tanto, la capacidad de filtrado el papel presenta un gran número de pliegues. El Filtro está herméticamente cerrado de manera que el recorrido que sigue el aceite tiene su entrada por las aberturas periféricas, y su salida hacia el Circuito de Engrase por la abertura central, ambas situadas en un lado del Filtro, que se une al Sistema de Engrase mediante una rosca hembra central que rosca en el Bloque Motor. Podemos apreciar mejor la circulación del aceite en el interior del Filtro en la figura 2.

                                                                 Fig.2

 En caso de obstrucción total de la materia filtrante, debido por ejemplo a no sustituir a tiempo el Filtro o una mala calidad del aceite motor, la presión de aceite generada a la entrada del Filtro aumenta de tal forma que abre la Válvula de Desvío o Derivación, representada esquemáticamente en la figura 2, para que el aceite pueda pasar directamente al Circuito de Engrase, así, aunque no se haya producido la acción de filtrado, no se corre el riesgo de dejar sin aceite al motor en funcionamiento. Este dispositivo de seguridad es obligatorio en todos los Filtros de Aceite colocados en serie en el Circuito de Engrase. En el siguiente vídeo de 20 segundos podemos apreciar el funcionamiento real de esta Válvula de Derivación en el supuesto caso de obstrucción total del Elemento Filtrante.

 Este tipo de Filtro también cuenta con una Válvula Antirretorno que evita que se vacíe el Filtro a motor parado, aunque no indefinidamente, garantizando la aparición instantánea de presión de aceite en cada arranque.

 Hasta aquí el artículo de hoy, en el próximo veremos los diferentes tipos de Filtros de Aceite que también son empleados en motores 4 Tiempos. Gracias por su atención y hasta la próxima.

 Un saludo.

MOTORES TEMA 5.5 Sistema Lubricación/Bombas de Aceite(2)

 En este artículo estudiaremos el funcionamiento de las Bombas de Aceite del tipo Engranaje de "Hoz", la de Rotor y la de Paletas.

 La Bomba de "Hoz" es una forma constructiva moderna de la Bomba de Engranajes. Su rueda dentada interior suele estar montada directamente sobre el Cigüeñal del motor. En el cuerpo de la Bomba hay una rueda dentada exterior que engrana con la interior a la que es excéntrica. Vemos su constitución interior en la figura 1.

                                                                   Fig.1

 De esta manera se forman unas cámaras de aspiración y de presión separadas entre sí por un cuerpo en forma de "Hoz". El aceite es transportado en los huecos entre los dientes a lo largo de los lados superior e inferior de la "Hoz". El engrane de los dientes de las ruedas interior y exterior impide el flujo de aceite de la cámara de Presión a la de Aspiración. Este tipo de Bomba también debe incluir una Válvula de Descarga, situada generalmente en el propio cuerpo de la Bomba en el lado de Impulsión del aceite, como se aprecia en la figura 1.

 La ventaja esencial de la Bomba de "Hoz" en relación con la Bomba de Engranajes tradicional es su mayor potencia de impulsión, incluso a bajas revoluciones del motor. Por otra parte, existen ventajas en la fabricación de la Bomba de "Hoz".

 La Bomba de Rotor, también denominada Trocoidal, consta de un rotor exterior dentado interiormente y un rotor interior dentado exteriormente. El rotor interior va unido al árbol de accionamiento, generalmente el árbol de levas, y tiene un diente menos que el rotor exterior. Vemos en la figura 2 una representación de su constitución interior.

                                                                   Fig.2

 El dentado del rotor interior está conformado de tal manera que cada diente toca al rotor exterior y estanqueiza las cámaras formadas. Con el movimiento de giro de los rotores, las cámaras de la Bomba se agrandan por el lado de la aspiración provocando la succión del aceite. Del lado de la Impulsión los espacios disminuyen y el aceite es comprimido por la salida de la Bomba al Circuito de Engrase. Este tipo de Bomba puede producir muy altas presiones, debido a esto, se acopla al cuerpo de la bomba o en el Conducto Principal del Circuito de Engrase la correspondiente Válvula de Descarga.

 Aquí les comparto un vídeo de minuto y medio donde se puede apreciar el funcionamiento interno de las Bombas que hemos visto hasta ahora; la de Engranajes, la de "Hoz" y la de Rotor.

 Por último veremos el funcionamiento de la Bomba de Paletas o Aspas, este tipo de Bomba no es de las más empleadas pero pueden verse en motores de vehículos ligeros. Podemos ver una representación interna en la figura 3.

                                                                 Fig.3

 En las Bombas de Paletas, el eje rotor contiene practicadas unas ranuras radiales en las que se alojan las paletas y en las que un muelle las empuja contra la pared interior de la Bomba. El cuerpo de la Bomba esta colocado de forma excéntrica al rotor, de forma que en su rotación las paletas realizan un movimiento alternativo o de vaivén, provocando un aumento de volumen, entre paleta y paleta a la entrada del aceite produciendo la succión de la misma, y la arrastra hasta la altura de la salida donde se va comprimiendo el espacio entre paletas para impulsarla a presión hacia el Circuito de Engrase.

 El principal inconveniente de este tipo de Bomba es el bajo grado de hermeticidad con respecto a otros tipos de Bombas Rotativas, lo que se puede mejorar aumentando el número de paletas. Es por esto por lo que no es capaz de desarrollar altas presiones. De hecho, este tipo de Bomba se utiliza más como Bomba Neumática, es decir, como Depresor para Servofreno o como Regulador de Bombas Lineales de Inyección Diesel.

 Hasta aquí el estudio de las principales Bombas de Aceite empleadas en motores 4 Tiempos, en el próximo artículo estudiaremos los diferentes Modos de Filtrado del Aceite Motor. Gracias por su atención, comenten lo que quieran y hasta la próxima.

 Un saludo.

MOTORES TEMA 5.4 Sistema Lubricación/Bombas de Aceite(1)

 Empezaremos estudiando la función, características y tipos de Bomba de Aceite básicas empleadas en los Sistemas de Lubricación de motores 4 Tiempos. La Bomba de Aceite es el órgano mecánico que pone en circulación el aceite lubricante por el Circuito de Engrase a una determinada presión.

 En la figura 1 podemos ver 3 tipos de Bombas empleadas, entre otras, en motores 4 Tiempos.

                                                                   Fig.1

 A estos tipos de Bomba hay que añadir la Bomba de engranajes de "Hoz", que vemos su constitución interna en la figura 2.

                                                                   Fig.2

 Empezaremos describiendo el funcionamiento de la Bomba de Engranajes, este tipo de Bomba basa su funcionamiento en una pareja de engranajes en las que uno de ellos es accionado, directa o indirectamente, por el Cigüeñal o Árbol de Levas y transmite el movimiento al otro engranaje. En la figura 3 vemos el despiece de una Bomba de Engranajes.

                                                                     Fig.3

 El giro de los engranajes produce una depresión(succión) en los espacios situados entre los engranajes y el cuerpo de la Bomba, que favorece la entrada del aceite a la misma a través del conducto de entrada, este aceite que circula a lo largo de las paredes de la carcasa envolvente es proyectada a presión hacia el conducto de salida hacia el Circuito de Engrase, como podemos ver en la figura 4.

                                                                     Fig.4

 La Bomba de Engranajes es capaz de suministrar una elevada presión incluso a bajos regímenes de giro motor, necesitando para su correcto funcionamiento una Válvula de Descarga. Por el contrario, su capacidad de aspiración es limitada lo cual exige su instalación en el Cárter, preferentemente sumergida en el aceite.

 Hasta aquí este artículo de introducción de las Bombas de Aceite, en el próximo artículo describiremos el funcionamiento de los restantes tipos de Bombas. Gracias por su atención, comenten lo que quieran y hasta la próxima.

 Un saludo.

MOTORES TEMA 5.3 Sistemas de Lubricación

 Los motores de 4 Tiempos cuentan con un Sistema de Lubricación que se encarga de hacer llegar a cada elemento la cantidad de aceite que necesita para su correcta lubricación. A diferencia de los motores de 2 Tiempos, donde el aceite se mezcla con la masa de Gases Frescos que entra al Cárter, que ya estudiaremos en su momento, en los motores de 4 Tiempos el aceite circula a presión por los Conductos de Engrase labrados en el Bloque Motor y Culata para lubricar los elementos sometidos a rozamientos y vuelve al depósito del cual ha partido, el Cárter en el Sistema de Cárter Húmedo que es el más utilizado en motores de 4 Tiempos. El Sistema de Lubricación por Cárter Seco lo estudiaremos más adelante.

 En un motor de 4 Tiempos, cualquiera que sea el Sistema de Lubricación empleado, debe suministrarse la cantidad de aceite suficiente y a la presión adecuada a todas las partes móviles para que se realice el engrase de manera conveniente y efectiva.

 En el Sistema de Lubricación por Cárter Húmedo, el aceite se recoge del Cárter, donde se halla depositado y por medio de una Bomba es enviado a los distintos puntos que deben lubricarse, como son los Apoyos de Bancada, Cabeza de Biela, Bulón, Apoyos del Árbol de Levas, Taqués, paredes del Cilindro, Guías de Válvula, etc.

 En la figura 1 se ha representado esquemáticamente un ejemplo básico de Circuito de Engrase de un motor 4 Tiempos con Distribución OHV.

                                                                   Fig.1

 En la figura podemos ver que el aceite motor es recogido del Cárter por la Bomba de Aceite, que recibe movimiento del Árbol de Levas, a través de un Colador cuya función es la de evitar que entre al interior de la Bomba cuerpos extraños, como por ejemplo virutas metálicas. La Bomba envía el aceite bajo presión hasta el Filtro de Aceite, donde quedan depositadas las impurezas, pasando posteriormente a través de la canalización labrada en el Bloque Motor a los Apoyos de Bancada, para engrasar los cojinetes de Bancada y de Cabeza de Biela, y a los Apoyos de Árbol de Levas para engrasar sus cojinetes, también hay un Conducto de Engrase que atraviesa la Culata para engrasar los cojinetes de Balancines por el interior del Eje de Balancines, rebosando aceite para lubricar Pies de Válvula, Guías de Válvulas, Muelles de Cierre, Levas y Taqués. Posteriormente, se vierte aceite sobre los Piñones de Distribución y Cadena a través de un orificio de comunicación entre la Tapa de Balancines y el Cárter de distribución.

 En el interior del Cárter se dispone de una Pantalla Rompeolas que evita el eventual descebado de la Bomba de Aceite en condiciones extremas de funcionamiento del motor, por ejemplo circulando el vehículo por curva a alta velocidad.

 La Bomba de Aceite puede recibir movimiento del Cigüeñal. mediante cadena o engrane directo, o del Árbol de Levas, sea como sea, la presión con la que el aceite es enviado a los distintos puntos de engrase, situada generalmente entre 3,5 Kg/cm2 y 5 Kg/cm2, está limitada por una Válvula de Descarga situada generalmente en el propio cuerpo de la Bomba de Aceite. En la figura 2 vemos representada esquemáticamente una Válvula de Descarga.

                                                                    Fig.2

 Desde los distintos Puntos de Engrase el aceite rebosa escurriendo por las paredes interiores del Bloque Motor hasta el Cárter. Así, desde los Apoyos de Bancada rebosa por los extremos de sus cojinetes, y desde los cojinetes de Cabeza de Biela es centrifugado con el movimiento del Cigüeñal formando una niebla aceitosa que engrasa convenientemente las Paredes de los Cilindros.

 En algunos motores se dispone un orificio en la Cabeza de Biela que, cuando coincide con el de la Muñequilla de Cigüeñal, proyecta un chorro de aceite al interior de la Cabeza del Pistón para refrigerarlo y engrasar el Bulón. En la figura 3 podemos ver el detalle de los Conductos de Engrase labrados en el interior del Cigüeñal.

                                                                  Fig.3

 En este caso vemos que el engrase del cojinete del Bulón en el Pie de Biela se realiza por una canalización interior a lo largo del cuerpo de la Biela.

 El aceite depositado en las Paredes del Cilindro por la niebla aceitosa es rascado por los Segmentos del Pistón y vertido de nuevo al Cárter.

 La presión con que es enviado el aceite a los distintos Puntos de Engrase puede ser detectada por un manocontacto que se rosca a la Canalización Principal del Circuito de Engrase, y medida por sensores de presión hidráulicos(reostato) que también se roscan a la misma canalización, en la figura 4 vemos el esquema interno de un sensor de presión básico.

                                                                   Fig.4

 El funcionamiento de sensores eléctricos y demás componentes lo veremos en los Temas 8 y 9 donde estudiaremos circuitos eléctricos. Las señales eléctricas de estos sensores es enviada a una lámpara testigo o un indicador de aguja, de manera que se conoce en todo momento si el funcionamiento del Sistema de Lubricación es correcto o no.

 La circulación del aceite por todo el circuito de engrase, al mismo tiempo que lubrica las partes móviles, realiza una refrigeración de las mismas disipando parcialmente el calor de estas zonas. Por esta causa es necesario que el Cárter sea de poco grosor, para que la misma corriente de aire que provoca la marcha del vehículo lo enfríe, ayudando así a refrigerar el aceite allí depositado para volver nuevamente a los distintos Puntos de Engrase en mejores condiciones. En algunos motores el fondo del Cárter se hace estriado o se fabrica íntegramente en aluminio con objeto de disipar mejor el calor, y en motores más sofisticados se dispone de un pequeño radiador para el aceite motor o un dispositivo refrigerante en el Circuito de Engrase para lograr un mejor enfriamiento del aceite, como veremos a lo largo de este Tema.

 En la figura 5 vemos esquematizado otro Sistema de Lubricación empleado en motores actuales, en este caso un motor Diesel Turboalimentado, con Distribución OHC con mando por Cascada de Piñones.

                                                                    Fig.5

 En este sistema, la Bomba de Aceite recoge a éste del Cárter a través del correspondiente Colador, para enviarlo directamente al dispositivo refrigerante, que en este caso es un Intercambiador Agua-Aceite el cual consta de un pequeño radiador de aceite con las paredes de sus conductos en contacto con las de otro pequeño radiador de Agua Refrigerante motor que en condiciones normales de funcionamiento está más fría que el Aceite motor de manera que disipa calor de éste. Seguidamente el aceite pasa a través del Filtro de Aceite para pasar a la Canalización Principal del circuito, desde donde se distribuye a los diferentes Puntos de Engrase.

 En la figura 6 vemos el típico Filtro de Aceite utilizado en motores de vehículos utilitarios.

                                                                    Fig.6

 Y en la figura 7 lo vemos diseccionado mostrando su composición interior, aunque a lo largo de este Tema estudiaremos todos los elementos del Sistema de Lubricación individualmente.

                                                                     Fig.7

 Las particularidades más importantes del Sistema de Engrase visto en la figura 5 son el dispositivo para el engrase de los cojinetes del Turbocompresor, el cual suele ser una canalización metálica roscada en el Bloque Motor que por su otro extremo rosca en la parte superior central del cuerpo del Turbo, por donde el aceite llega a los cojinetes del Eje del Turbo para engrasarlos y refrigerarlos, y posteriormente dicha aceite escurre por otra canalización, que puede ser rígida o flexible, que sale de la parte inferior central del cuerpo del Turbo y por su otro extremo puede roscar al Bloque Motor o al Cárter directamente.

 La otra particularidad son los Surtidores de Pulverización que envían un chorro de aceite al fondo de la Cabeza del Pistón para refrigerarlo y engrasar al Bulón. Estos Surtidores se sitúan en la zona inferior de cada Cilindro y están conectados a una canalización que recibe el aceite desde la Bomba de Aceite a través de una Válvula de Descarga que abre para un valor alto de presión de aceite, correspondiente a altos regímenes de rotación del motor.

 Hasta aquí este artículo donde hemos visto los principios generales de un Sistema de Lubricación para motores de 4 Tiempos de Cárter Húmedo, en el próximo artículo empezaremos a estudiar las características y funciones de los distintos elementos que componen este Sistema de Lubricación.

 Muchas gracias por su atención, comenten lo que quieran y hasta la próxima.
 Un saludo.

MOTORES TEMA 5.2 Introducción Sistema Lubricación(2)

 Proseguimos estudiando las características más importantes del aceite motor, el Punto de Inflamación es una de ellas, éste indica la temperatura a la cual se produce una llama en la superficie del aceite cuando se acerca otra llama o el salto de una chispa. Esta llama que se produce en la superficie del aceite no es necesario que se mantenga, ya que si lo hace más de 5 segundos, esta temperatura correspondería al Punto de Combustión del aceite. El Punto de Inflamación suele estar situado en los aceites empleados en motores sobre los 200ºC. El Punto de Combustión suele estar situado unos 35ºC por encima del Punto de Inflamación.

 El Punto de Inflamación es un índice de la Volatilidad del aceite. Una mayor Volatilidad conlleva un mayor consumo de aceite. Cuanto mayor sea la Volatilidad del aceite, mayor será el volumen de gases desprendidos cuando la temperatura se acerque a su Punto de Inflamación.

 La temperatura a la que el aceite pasa de estado líquido a sólido es el Punto de Congelación, cada aceite tiene una temperatura en la que se produce este cambio de estado. Por debajo de esta temperatura, el aceite no es capaz de fluir libremente por lo tanto no es capaz de circular por las canalizaciones del Sistema de Lubricación del motor. Para evitarlo, existen aditivos que bajan el Punto de Congelación  del aceite en mayor o menor medida. El aceite elegido para lubricar un motor ha de tener un Punto de Congelación por debajo de la temperatura mínima prevista para el ámbito geográfico en el que va a ser usado.

 La Untuosidad es la capacidad que tiene un aceite para adherirse a una superficie metálica. Para asegurar la lubricación de las superficies en contacto durante el arranque del motor es necesario que el aceite tenga una Untuosidad adecuada. Esta propiedad se produce como consecuencia de reacciones químicas entre el aceite y la superficie metálica, y puede verse mejorada por la presencia de aditivos de "extrema presión" que aseguran una capa de espesor molecular adherida a las superficies metálicas incluso en los casos en que la presión entre superficies provoca la desaparición de las capas fluidas de la película lubricante.

 El aceite de los motores va perdiendo propiedades en función de las condiciones de uso. Una elevada temperatura de funcionamiento, gases procedentes de la Combustión que pasan al Cárter, etc. hacen que el aceite vaya perdiendo sus propiedades. Cuando el motor en el que está trabajando el aceite, es sometido a continuos arranques y paradas se produce la condensación de unas sustancias que se emulsionan en el aceite, y favorecen la corrosión y el desgaste que ésta provoca.

 Unas temperaturas de trabajo muy elevadas provocan la descomposición del aceite, y como consecuencia aparecen gomas y barnices cuya acumulación puede provocar la obstrucción de las canalizaciones del Circuito de Engrase. La descomposición del aceite se acelera mucho a partir de los 140ºC. En la figura 1 vemos un ejemplo en un Árbol de Levas.

                                                                 Fig.1

 Para evitar que el aceite pierda propiedades por las razones descritas anteriormente, se le añaden aditivos "antioxidación" y "anticorrosión" que protegen las piezas del motor contra la corrosión y retardan la oxidación del aceite.

 A bajas temperaturas se forman unos barros en el aceite que también son perjudiciales para el motor. Para dispersar estas sustancias se añaden unos aditivos que no dejan residuos a medida que se van consumiendo. Pero a altas temperaturas su eficacia no es completa, por lo que se utilizan otro tipo de aditivos que producen residuos a medida que se van consumiendo, estos aditivos son los llamados "detergentes". En la figura 2 podemos ver un ejemplo del barro que se puede formar en aceites no "detergentes".

                                                                  Fig.2

 La "carbonilla" depositada en las Cámaras de Combustión no es eliminada por los aceites con aditivos "detergentes", estos aditivos se encargan de arrastrar los residuos de la Combustión que acceden al Cárter, que no son destruidos, pero son dispersados evitando de esta manera que se acumulen formando grumos que puedan obstruir los conductos de engrase. También se evita la formación de depósitos producidos por la propia autodegradación del aceite con estos aditivos. Los aceites con aditivos "detergentes" evitan que los residuos que no han sido recogidos por el Filtro de Aceite puedan posarse, detenerse y adherirse. En la figura 3 podemos ver "carbonilla" incrustada en una Cámara de Combustión.

                                                                  Fig.3

 Un fenómeno a evitar en los aceites detergentes es la formación de espumas persistentes, este tipo de espuma constituye un problema para la Bomba de Aceite, ya que la existencia de burbujas de aire en el seno del aceite provoca deficiencias en el suministro del aceite y un aumento de la oxidación. Para evitarlo, se le añade al aceite unos aditivos "antiespuma" que consigue que las espumas que se forman no sean de carácter permanente.

 Debido a la compleja formulación de los aceites de calidad no es recomendable su mezcla, ya que se pueden producir reacciones químicas entre los aditivos cuyos resultados no son previsibles fácilmente.

 La investigación en el campo de los aceites ha permitido que las especificaciones hayan ido mejorando. Este proceso de investigación ha permitido conseguir unos aceites de síntesis llamados "sintéticos". La diferencia fundamental con respecto a los aceites "minerales" es el proceso de su obtención, el aceite "mineral" se obtiene mediante procesos físicos de destilación fraccionada del petróleo, mientras que los aceites "sintéticos" se fabrican mediante procesos químicos.

 La gran ventaja que ofrecen los aceites "sintéticos" es que no se descomponen al entrar en contacto con las zonas de mayor temperatura del motor, como pueden ser casquillos de Pie de Biela o el de Turbocompresores, ya que son muy estables térmicamente. Los aceites "sintéticos" tienen un Índice de Viscosidad muy superior al de los aceites denominados "minerales" comunes que, como vimos en el artículo anterior, hace que su viscosidad varíe menos ante los cambios de temperatura.

 Los aceites "sintéticos" se empezaron aplicando en la competición por las ventajas anteriormente citadas y actualmente también se utilizan en motores de uso diario. La estabilidad y duración de estos aceites es superior a la de los "minerales", por lo que los periodos de cambio de aceite se pueden espaciar más sin perjuicio para el motor.

 Estos aceites tienen un precio superior a los "minerales", lo cual supone un inconveniente a la hora de su adquisición, por esta razón la mayoría de los aceites que se comercializan son "semisintéticos", es decir, son una mezcla de aceite "mineral" y "sintético". Esto no supone ningún desmerecimiento para estos aceites "semisintéticos", y de esta manera se obtiene una solución que permite ofrecer un aceite con una buena relación calidad/precio. Los aceites multigrado fabricados con base sintética se obtienen haciendo una mezcla de aceite "sintético" de baja graduación SAE, por ejemplo SAE10W o similar, y de un aceite "mineral" de elevada viscosidad, por ejemplo un SAE50. Cuando el motor trabaja a bajas temperaturas actúa la fracción de síntesis("sintético"), cuando el motor alcanza su temperatura normal de funcionamiento es cuando interviene en mayor medida la parte "mineral".

 Concluyendo con los aceites de síntesis, "sintéticos" y "semisintéticos", decir que ofrecen una Untuosidad superior al aceite "mineral", por lo que la protección del motor durante el arranque es superior a la que ofrece el aceite "mineral", de esta manera se reducen los desgastes mecánicos prematuros.

 El consumo de aceite también se reduce con los aceites de síntesis, puesto que la base de los aceites "minerales" comunes es mucho más volátil y por ello se evapora con mayor facilidad.

 Terminaremos este artículo hablando de la clasificación de los aceites lubricantes según la A.P.I.(American Petroleum Institute), que ha establecido unas denominaciones para el aceite que dan una idea de la calidad y aplicaciones de cada una de ellas. Actualmente se utilizan, entre otras, las categorías "Regular", "Premium" y "HD".

 La especificación "Regular", que ha caído en desuso prácticamente, designaba a los aceites "minerales" puros refinados y no detergentes. Los aceites incluidos en esta especificación son aptos para lubricar motores que trabajan en condiciones de exigencia moderadas.

 La especificación "Premium" se aplica a aceites "minerales" no detergentes, con aditivos "anticorrosión", que son aptos para lubricar motores que trabajan en condiciones de servicio moderadamente severas.

 La especificación "HD" corresponde a aceites minerales con aditivos "anticorrosión", "detergentes" y "dispersantes". Las iniciales "HD" corresponden a las palabras inglesas "Heavy Duty" que significan "trabajo duro", esto da una idea de las condiciones para las que se han desarrollado estos aceites, es decir, han sido desarrollados para motores que trabajan en condiciones severas de funcionamiento. No obstante, en la actualidad las inciales "HD" designan que el aceite tiene aditivos "detergentes".

 Posteriormente, surgieron las especificaciones "M" para motores de Gasolina que se desglosaban en "ML", "MM" y "MS" que son las iniciales de las palabras inglesas Motor Light, Motor Medium y Motor Severe, lo que nos da idea de las especificaciones de cada una.

 La tercera clasificación A.P.I. es la que actualmente está en uso, y plantea 2 series de especificaciones; una de ellas es la "SA", "SB", "SC", "SD", "SE", "SF" y "SG". La otra es la "CA", "CB", "CC" y "CD". No se pueden atribuir la clasificación "S"(servicio) exclusivamente a los motores de Gasolina y la clasificación "C"(comercial) a los motores Diesel, aunque suelen corresponder así, según el tipo de combustible del motor.

 La especificación "SA" corresponde a motores Gasolina y Diesel que funcionan en condiciones de trabajo muy ligeras. Se aplica a lubricantes a los que, como máximo, se les ha añadido aditivos para disminuir el Punto de Congelación y "antiespumantes".

 La especificación "SB" se aplica a lubricantes para motores de Gasolina que trabajan en condiciones suaves. Estos aceites no son "minerales" puros y, además de depresores del Punto de Congelación y "antiespumantes", contienen aditivos "antioxidantes" y "anticorrosión".

 La especificación "SC" además de contener los aditivos mencionados en la especificación anterior, tiene ciertas propiedades "detergentes" sobre todo a bajas temperaturas. Estos aceites son muy adecuados para motores que realizan trabajos de tipo medio.

 La especificación "SD" tiene unas características más acentuadas que la "SC" y una mayor capacidad para evitar la formación de depósitos residuales tanto a bajas como a altas temperaturas.

 La especificación "SE" corresponde a aceites con características de servicio mejores que los "SD" y son utilizados en motores Gasolina con condiciones de trabajo severo.

 La especificación "SF" corresponde a aceites con aditivos que consiguen una mejor protección de los motores que los aceites "SE".

 La especificación "SG" corresponde a los aceites diseñados para motores Gasolina modernos alimentados con Sistemas de Inyección de finales de siglo XX e inicios del XXI.

 Los aceites con especificaciones "SF" y "SG" pueden ser utilizados en motores en los que se recomienda utilizar "SD" o "SC". Pero cuando se trata de motores en los que se recomienda "SA" o "SB" no se deben utilizar este tipo de aceites, puesto que las propiedades "detergentes" pueden ser contraproducentes para el motor.

 En cuanto a la especificación A.P.I. "C", las dos primeras, es decir, "CA" y "CB" no tienen aplicación en la actualidad prácticamente, puesto que fueron desarrollados para motores propios de los años 50.

 La especificación "CC" engloba los aceites para motores Diesel que funcionan con exigencias entre moderadas y fuertes, así como para motores Gasolina con actividad pesada. Estos aceites proporcionan protección contra depósitos incluso a altas temperaturas, así como contra el óxido y la corrosión.

 La especificación "CD" corresponde a los aceites utilizados en motores TurboDiesel, donde es vital un control efectivo del desgaste y los depósitos residuales, dado su funcionamiento en condiciones muy severas.

 Hasta aquí el estudio específico sobre aceites motor, aunque en el transcurso del Tema hablaremos sobre las características de los aceites destinados a motocicletas que bañan los Discos de Embrague, en el próximo artículo empezaremos con los Tipos de Sistemas de Lubricación que pueden utilizarse en motores de 4 Tiempos. Muchas gracias por su atención y comenten cualquier duda, consulta o crítica que quieran.

 Un saludo y hasta la próxima.

MOTORES TEMA 5.1 introducción Sistema Lubricación(1)

 Las superficies metálicas, por muy pulimentadas que estén, no son completamente lisas y si se frotan una contra otra y además a una elevada presión, se producirá un gran desgaste debido al rozamiento y al aumento de la temperatura con la que las moléculas de ambas superficies metálicas tienden a soldarse, dando origen al fenómeno llamado comúnmente "agarrotamiento" o "gripado".

 La lubricación del motor tiene por objeto impedir el "gripado" y disminuir el Trabajo perdido en rozamientos. Interponiendo entre las dos piezas metálicas una fina película de lubricante, las moléculas del aceite se adhieren a las dos superficies, éstas arrastran consigo el aceite adherido a ellas y el rozamiento entre las piezas es sustituido por un roce de deslizamiento interno del fluido(aceite), que es muy inferior y produce menos calor, si además la película de aceite interpuesta se renueva continuamente el calor producido con el rozamiento es evacuado con ella.

 Así pues, la lubricación en los motores ha de cumplir los siguientes objetivos:

 -Lubricar las partes móviles con el fin de atenuar el desgaste, impidiendo el contacto directo de las superficies metálicas.
 -Refrigerar las partes lubricadas evacuando el calor de estas zonas.
 -Aumentar la estanqueidad en los acoplamientos mecánicos. Con la película interpuesta entre Pistón y Cilindro, mejora notablemente el "sellado" entre ambos.
 -Amortiguar y absorber los choques en los cojinetes.

 Los cojinetes de Biela y Bancada son, en general, los que presentan mayores problemas de lubricación en los motores. Estando el motor parado, el Apoyo descansa sobre el cojinete, como se ha representado en el dibujo 1 de la figura 1.

                                                                  Fig.1

 Cuando el Apoyo o Muñequilla empieza a girar, rueda sobre el cojinete arrastrando consigo el aceite lubricante, dibujo 2, que se adhiere a ambas superficies. Con el aumento de velocidad se origina una acción de bombeo del aceite, dibujo 3, como consecuencia aparece una presión en la película de aceite que empuja al Apoyo hacia el centro, quedando soportada la carga por el aceite.

 Es evidente pues que las condiciones de lubricación del motor durante el arranque son poco favorables, por eso no es conveniente sobrecargar al motor durante el arranque. En estos instantes es cuando se producen los mayores desgastes.

 En el rozamiento del Pistón contra la pared del Cilindro, Levas con Taqués, Vástago de Vávula contra su Guía,etc. la lubricación está confiada a la calidad del aceite, ya que aquí no se genera presión en la película. De esto, la importancia que tiene el acabado logrado en las superficies de contacto de estas piezas.

 Dado que la película de lubricante va a estar sometida en el funcionamiento del motor a elevadas temperaturas y presiones, se comprende que la calidad del aceite ha de ser tal que no se queme ni se rompa la película lubricante, esto se consigue "refinando" el aceite, operación ésta que consiste en eliminar las sustancias asfálticas y ácidas además de añadir aditivos que mejoran sus propiedades. A continuación hablaremos sobre las características más importantes del aceite y sus clasificaciones.

 Los aceites tienen una composición muy compleja de hidrocarburos, en esta composición tiene gran importancia el origen del petróleo del cual procede el aceite. El aceite es un hidrocarburo, por lo tanto, está compuesto principalmente por carbono e hidrógeno, dependiendo de la combinación de estos elementos el aceite presentará diferentes propiedades, la más importante es la viscosidad.

 La viscosidad es la resistencia que ofrece el propio aceite a la circulación de corrientes internas en su propio seno, dicho de otro modo, la viscosidad es la resistencia que el aceite opone a fluir. Esta resistencia interna es producida por el frotamiento de las moléculas del aceite al deslizar entre sí, cuanto mayor es esta resistencia mayor es la viscosidad.

 En 1950 la Society of Automotive Engineers(SAE) estableció una clasificación del aceite atendiendo a su grado de viscosidad y es una de las clasificaciones más usadas. La denominación de viscosidad de un aceite mediante esta graduación se realiza añadiendo un número a las siglas SAE de tal manera que cuanto mayor es el número que acompaña a estas siglas, mayor es la viscosidad del aceite. De esta manera, un aceite SAE50 es más viscoso que un SAE40, pero esto no quiere decir que la densidad también sea mayor en el SAE50. Es importante señalar que no existe una relación directa entre viscosidad y densidad, y que la graduación SAE hace referencia exclusivamente a la viscosidad.

 La lubricación de los motores requiere un aceite de baja viscosidad cuando éste funciona a bajas temperaturas exteriores, por ejemplo en invierno, pero cuando la temperatura exterior es alta, por ejemplo en verano, se deben utilizar aceites de mayor viscosidad. Una menor viscosidad favorece la lubricación al arrancar el motor en tiempo frío debido a que la resistencia interna del aceite es menor y el lubricante llega con mayor facilidad a todas las partes del motor, sin embargo, si la temperatura exterior es alta una mayor viscosidad beneficia la lubricación puesto que garantiza la permanencia de la película lubricante en las superficies que estén en contacto.

 En cuanto al aceite denominado "monogrado", se establecen 2 grupos diferenciados, en función de las condiciones de medida de su viscosidad. En el primero de los grupos, la viscosidad se mide a temperaturas inferiores a 0ºC(grados centígrados), lo que da idea de la viscosidad del aceite en condiciones de arraque en frío, este grupo comprende 5 clases de viscosidad; SAE5W, SAE10W, SAE15W, SAE20W y SAE25W. La letra W es el distintivo que califica a los aceites de invierno(winter). En el segundo grupo, la viscosidad se mide para temperaturas superiores a los 100ºC, lo que da idea de la viscosidad del aceite en el funcionamiento en caliente del motor, aquí se establecen 4 clases de viscosidad; SAE20, SAE30, SAE40 y SAE50.

 La viscosidad de un aceite no es una propiedad invariable, es decir, no presenta el mismo valor a cualquier temperatura. El grado de viscosidad desciende cuando aumenta la temperatura y viceversa, que es todo lo contrario de lo que se necesita. Debido a que la viscosidad de los aceites varía con la temperatura de diferente manera en unos o en otros, ha sido necesario establecer un índice que mida esta variación. Cuanto mayor es el índice de viscosidad de un aceite, menor será su variación al cambiar la temperatura.

 Con el fin de mantener la viscosidad en unos valores aceptables en un amplio margen de temperaturas se añaden aditivos al aceite, de esta manera surgen los aceites denominados "multigrado", que se caracterizan por poseer un alto índice de viscosidad. Para la fabricación de los aceites "multigrado" se parte de un aceite base de baja viscosidad, un aceite tipo "winter"(invierno). A esta aceite se le añaden aditivos que se encargan de conservar la viscosidad cuando aumenta la temperatura. Así se consigue elevar su índice. Los aditivos que se le añaden al aceite son compuestos muy viscosos que, a baja temperatura, no se disuelven plenamente en el aceite base. De esta manera, en el momento del arranque y cuando la temperatura exterior es baja el motor está trabajando con un aceite de baja viscosidad. Cuando la temperatura del aceite aumenta, estos aditivos se van disolviendo, mejorando la viscosidad del aceite base a temperaturas elevadas. Los aceites "multigrado" se crearon con el fin de que su viscosidad fuese la adecuada a las necesidades de funcionamiento del motor, dentro de la amplia gama de temperaturas a las que está sometido, resultando lo suficientemente fluidos durante el arranque en frío para asegurar la lubricación de todas las partes que lo requieren y lo suficientemente viscoso como para asegurar una lubricación eficaz a temperaturas normales de funcionamiento.

 Los 2 números con que se designa a un aceite "multigrado" significan lo siguiente, por ejemplo, un aceite "multigrado" SAE20W-50 tiene la misma viscosidad que el aceite "monogrado" SAE20W a temperaturas bajas, y su viscosidad se acerca mucho a la del aceite "monogrado" SAE50 a altas temperaturas. En la figura 2 podemos ver un gráfico del rango de utilización de aceites, contrastando las "monogrado" y "multigrado", según su clasificación SAE. Es necesario aclarar que la temperatura es en Grados Centígrados y hace alusión a la Temperatura Ambiente.

                                                                  Fig.2

 En la figura 3 podemos ver más exactamente el rango de temperaturas mínimas de los aceites "multigrado".

                                                                  Fig.3

 A continuación les dejo un vídeo de 2 minutos en el que se aprecian los detalles del Sistema de Lubricación de un motor con Sistema OHV, con sus puntos críticos de engrase y principales elementos, que estudiaremos detenidamente a lo largo de este Tema.

 Hasta aquí esta introducción al Sistema de Lubricación motor, en el próximo artículo hablaremos sobre otras propiedades importantes del aceite motor y otra clasificación del aceite motor, según la A.P.I.(American Petroleum Institute), y comenzaremos a estudiar el Sistema de Lubricación motor en sí. Muchas gracias por su atención, comenten lo que quieran y hasta la próxima.

 Un saludo.

MOTORES TEMA 4.6 Distribución motores 2 Tiempos

 Vamos a analizar lo máximo posible en este artículo el Funcionamiento y Distribución del motor de 2 Tiempos, puesto que la verdad merece un tema aparte, pero lo iremos viendo a lo largo del Curso comparando los diferentes sistemas con el motor de 4 Tiempos.

 El motor de 2 Tiempos tiene indudables ventajas en vehículos ligeros y económicos gracias a su simplicidad y a su sencillez de fabricación, aunque también es empleado en grandes motores marinos. Comparado al motor de 4 Tiempos desarrolla una mayor Potencia Específica, pero posee un rendimiento menor de combustible y unos niveles de contaminación mayores. Aquí les dejo un vídeo de minuto y medio donde se explica brevemente el Ciclo Teórico de un motor 2 Tiempos.

 El motor de 2 Tiempos recibe este nombre por el número de Carreras del Pistón necesarias para completar su Ciclo, es decir, 2 carreras del Pistón que se traduce en 1 vuelta del Cigüeñal. No obstante, al igual que el motor de 4 Tiempos, su Ciclo Completo consta también de 4 Fases; Admisión, Compresión, Explosión o Combustión(gasolina o diesel) y Escape. Con esto se puede deducir que el motor de 2 Tiempos dispone de una Fase Útil por cada vuelta del Cigüeñal, o sea, en la mitad de tiempo que uno de 4 Tiempos, lo que teóricamente le dota del doble de Potencia para una misma cilindrada y Régimen de Giro(rpm), esto influye en la refrigeración puesto que la generación de calor es el doble. Otra característica es que el engrase del motor no se puede realizar con el Aceite motor depositada en el Cárter, como ya estudiaremos en el siguiente Tema, puesto que funciona como cámara de precompresión de los Gases de Admisión.

 Una de las diferencias estructurales más importante con respecto al motor de 4 Tiempos es el Sistema de Distribución puesto que carece de Válvulas para regular la entrada de Gases al Cilindro y por tanto de sistema de accionamiento. La Culata es únicamente una tapa del Cilindro en la que se instala la Bujía de Encendido en motores de gasolina o el Inyector en motores Diesel. Por su parte, el Cárter no contiene el Aceite motor y se encarga de la función de alimentación, conectándose a él el Colector de Admisión, y a su vez lleva practicados unos conductos denominados "Transfer" o Conductos de Transferencia que lo conectan lateralmente con las Lumbreras de Admisión del Cilindro, estas Lumbreras son unos conductos practicados por el lateral del Cilindro pero que terminan desembocando en las paredes de éste para introducir los Gases Frescos y también para evacuarlos el Cilindro posee Lumbreras de Escape que conectan con el Colector de Escape o al Tubo de Escape directamente. En la figura 1 podemos ver el interior de un Cilindro de un motor de 2 Tiempos con sus 2 Lumbreras de Escape centrales y 2 Lumbreras de Admisión laterales. No obstante, la Alimentación y el Escape de los motores de 2 y 4 Tiempos lo estudiaremos detenidamente en el Tema 7.

                                                                    Fig.1

 Como se puede ver en el vídeo del inicio de este artículo, las Fases de Escape y Admisión se solapan pero al contrario que las de un motor de 4 Tiempos, donde coincidían un corto espacio de tiempo en el llamado Cruce de Válvulas, en este motor se realizan casi conjuntamente. La ausencia de Válvulas y el solapamiento casi total de las Fases de Escape y Admisión fomentan la aparición de problemas cuando se pasa del Ciclo Teórico al Ciclo Práctico o Real.

 El Ciclo Práctico de un motor de 2 Tiempos no es tan simple como el Teórico, las inercias de los Gases, los tiempos requeridos para las operaciones de carga y descarga del Cilindro y además la mezcla de los Gases Frescos con los Quemados obligan a realizar variaciones sobre el proceso.

 Inicialmente, si tomamos el comienzo del Ciclo en la Fase de Compresión después de que el Pistón cierre la Lumbrera de Escape, la chispa de la Bujía o la inyección del Inyector Diesel se producirá un poco antes de que el Pistón llegue al p.m.s., al igual que ocurría en los motores de 4 Tiempos, con el fin de que el frente de llama golpee la Cabeza del Pistón justo en su p.m.s. En la Fase de Explosión o Combustión, el Pistón se desliza por el interior del Cilindro en carrera descendente y cuando abre la Lumbrera de Escape los Gases en expansión tienen una presión mayor a la del exterior, la Presión Atmosférica, esto permite que la salida de estos Gases se realice con rapidez. Poco después, siguiendo el Pistón su carrera descendente, se abren las Lumbreras de Admisión y la mezcla fresca de Gases que ha sido comprimida en el Cárter, por el descenso del Pistón, entra en el Cilindro formando unas Espirales de Corriente. De esta manera se consigue que los Gases Frescos empujen fuera del Cilindro a los Gases Quemados además de refrigerar la Cabeza del Pistón. En la figura 2 vemos la representación, en vista de planta, de la entrada de Gases Frescos en un Cilindro con 4 Lumbreras de Admisión y 1 de Escape.

                                                                    Fig.2

 Aunque los Gases Frescos son retenidos en su mayoría en el Cilindro, una pequeña fracción de ellos sale por la Lumbrera de Escape mezclada con los Gases Quemados, puesto que es imposible efectuar una separación a nivel molecular de los Gases Frescos de los Gases Quemados. Por otra parte, también quedan restos de Gases Quemados en el Cilindro puesto que es prácticamente imposible barrer el 100% de los restos de la Combustión anterior.

 Uno de los elementos que influye notablemente en la expulsión de los Gases Quemados del Cilindro y en el proceso de renovación de la carga del Cilindro es el Tubo de Escape, su diseño es de vital importancia ya que en su interior se producen ondas de presión y de depresión que mejoran el barrido de Gases y con ello el Rendimiento Motor. En realidad, los Tubos de Escape se diseñan de manera que este efecto ofrezca sus mejores prestaciones en el rango de revoluciones en el cual el motor será más frecuentemente utilizado. En la figura 3 podemos ver un Tubo de Escape típico de motos de cross con motor de 2 Tiempos.

                                                                   Fig.3

 Para concluir de analizar el Ciclo Real del motor de 2 Tiempos, diremos que al provocar la salida de Gases Frescos por el Escape y la permanencia de Gases Quemados en un nuevo Ciclo disminuye el Rendimiento Motor. En principio podría pensarse que al duplicar el número de Carreras Útiles, con respecto al motor de 4 Tiempos, desarrollarían el doble de Potencia Indicada pero por las razones que hemos visto no es así. En los mejores motores de cada tipo, 2 y 4 Tiempos, se podría hablar de una ventaja del 2 Tiempos sobre el de 4 Tiempos en torno a un 50% más de Potencia.

 En cuanto al Diagrama de Distribución, todo tipo de motor se comportará según su diseño. En los motores de 4 Tiempos está determinado por las Levas las cuales regulan las aperturas y cierres de las Válvulas. Sin embargo, en los motores de 2 Tiempos el Diagrama de Distribución está definido por la disposición y tamaño de las Lumbreras del Cilindro. En la figura 4 podemos ver el ejemplo de un Diagrama de Distribución informatizado de un motor de 2 Tiempos.

                                                                   Fig.4

 En la figura, que representa una vuelta de Cigüeñal, se pueden diferenciar claramente 3 etapas donde la de color verde, en la zona superior, representa la Admisión de Gases Frescos al interior del Cárter y es debido a que cuando el Pistón sube en Fase de Compresión y se acerca al p.m.s. 63 grados antes, en este caso, la Falda del Pistón descubre el "Transfer" de alimentación del Cárter, y en Fase de Explosión, en carrera descendente, pasados otros 63 grados la Falda del Pistón vuelve a cerrarlo para comenzar a precomprimir los Gases en el interior del Cárter. La siguiente etapa es la del inicio de la Fase de Escape, de color rojo, vemos que comienza a 92'5 grados antes del p.m.i. y la siguiente etapa es la Fase de Admisión del Cilindro, de color azul, que comienza 63 grados antes de llegar al p.m.i. y termina pasados otros 63 grados después del p.m.i. mientras la Fase de Escape dura todavía hasta 92'5 grados después del p.m.i. cuando la Cabeza del Pistón cierra la Lumbrera de Escape para comenzar la Fase de Compresión efectiva y comenzar un Ciclo nuevo.

 Espero haberme explicado lo suficientemente bien, si no, comenten cualquier duda o crítica.

 El Diagrama de Distribución representado en la figura 3 se denomina Simétrico, ya que si dividimos el círculo por la línea que une el p.m.s. con el p.m.i. obtenemos 2 mitades simétricas. El Diagrama de Distribución Simétrico en motores de 2 Tiempos es típico del sistema de alimentación del Cárter por Falda del Pistón. Esta simetría total se rompe con otros sistemas de alimentación del Cárter como el de Válvula Rotativa o el sistema de Válvula de Láminas, pero esto lo estudiaremos detenidamente en el Tema 7.

 Incluso en motores 2 Tiempos podemos hablar de Distribución Variable, los que incorporan un elemento denominado Válvula de Escape, un mecanismo que puede ser gobernado de manera mecánica o eléctrica y, en algunas ocasiones, neumática. En la figura 5 vemos el dibujo de un Cilindro 2 Tiempos equipado con Válvula de Escape.

                                                                 Fig.5

 Esta Válvula de Escape se instala a la salida de la Lumbrera de Escape(A) y posee un Brazo Obturador(B) que, como su nombre indica, reduce parcialmente la altura de la Lumbrera de Escape en su posición de reposo. En función de diferentes parámetros pero fundamentalmente del Régimen de vueltas motor(rpm) y del Mando acelerador del vehículo, el Brazo Obturador irá descubriendo, en mayor o menor medida, la Lumbrera de Escape produciendo el efecto de ampliar el ángulo de la Fase de Escape en el Diagrama de Distribución. Generalmente este tipo de Válvulas son incorporadas en motores de 2 Tiempos de vehículos deportivos donde los regímenes de vueltas a los que va a girar el motor van a ser altos y por lo tanto interesa que el ángulo de la Fase de Escape aumente para que el tiempo de que dispone para su ejecución no disminuya excesivamente. No obstante, al subir la altura de la Lumbrera de Escape la carrera útil descendente de que dispone el Pistón para aprovechar la expansión de los Gases de la Explosión disminuye, al igual que la Fase de Compresión efectiva, esto disminuye el Rendimiento Motor, pero esta disminución es compensada por el mayor número de Explosiones que se producen por minuto, de esta manera la Potencia desarrollada es mayor pero disminuye el Rendimiento del Combustible puesto que el Rendimiento de cada Ciclo es menor y no se aprovecha bien el Combustible. Estudiaremos más en profundidad el uso de este tipo de Válvula y sus efectos en el Tema 7, al igual que los tipos y disposición de Lumbreras en el interior del Cilindro de un motor de 2 Tiempos.

 Hasta aquí el estudio del Funcionamiento y Distribución de los motores de 2 Tiempos, con esto damos por finalizado el Tema 4. En el próximo artículo comenzaremos el estudio del Sistema de Lubricación en motores de 4 Tiempos. Muchas gracias por su atención y hasta la próxima.

 Un saludo.