El escape de un motor de dos tiempos es un elemento muy a tener en cuenta, no solo es el encargado de que nuestro motor no atruene, también impide que la mezcla aire-combustible que acaba de entrar en la cámara de compresión se vaya junto con los gases de la combustión.
Los motores 2t a diferencia de los 4t, no tienen ninguna válvula que regule la salida de gases, esto es de especial importancia porque hay un momento en el que están abiertos a la vez los transfer de admisión y la lumbrera de escape. Aquí veréis una animación bastante explicativa.
Os copio una parte de un artículo de gassatack que es muy interesante:
La problemática en los tradicionales motores de dos tiempos es mucho más severa, debido a la simetría que existe en el diagrama de distribución respecto del PMI debido a la utilización de lumbreras que va descubriendo el pistón. Siempre es más complicado el llenar de carga el cilindro que en desalojar los productos quemados (ya que éstos poseen una presión bastante grande que facilita su evacuación). Así, al ser el recorrido de admisión forzosamente igual al de escape, siempre anda justa la primera (y metemos menos carga), o sobrada la segunda (yéndose carga por el escape).
Si analizamos el ciclo de un dos tiempos, nos encontramos con dos problemas:
-Una vez que ha tenido lugar la ignición, el pistón baja descubriendo la lumbrera de escape y empezando el escape espontáneo. Pero cuando está el pistón en las inmediaciones del PMI, ya la presión dentro de la cámara ha bajado mucho, y sin embargo el pistón aún se está moviendo muy lentamente para empezar el barrido de los gases de escape. Por esto, sería conveniente que llegase en este momento una onda de depresión para ayudar a sacar los gases de escape, y así bajar la presión dentro de la cámara para permitir la entrada de más carga fresca procedente de la lumbrera de transferencia.
-Una vez pasado el PMI el pistón empieza a subir, cerrando la lumbrera de transferencia y comprimiendo la carga fresca. Pero la lumbrera de escape aún estará un cierto ángulo è abierta, y se expulsará parte de la carga (que tanto nos ha costado meter) por el conducto de escape, originando contaminación y...una fuerte pérdida de potencia. Por lo tanto, en este momento necesitamos que llegue una onda de sobrepresión que tapone el colector de escape para evitar esa fuga de carga fresca.
Así, en dos momentos muy próximos, necesitamos que llegue una onda de rarefacción que extraiga los gases y a continuación, una onda de presión que impida que salga la carga fresca. ¿Parece mucho pedir, no? Pues no, para eso está el tubarro.
Es frecuente que la parte divergente, tenga un ángulo menor que la parte convergente. Ello es debido a que la primera onda se puede crear de una forma más progresiva ya que tiene más tiempo para actuar. En cambio, la onda de presión debe actuar muy enérgicamente en muy poco tiempo, justo el que va desde que el pistón cierra las lumbreras de transferencia, hasta que se cierre la lumbrera de escape, y quede la cámara de combustión sellada.Variando la forma del tubarro, obtendremos un motor más o menos radical. Esto es, si los ángulos de divergencia y convergencia de las paredes del tubarro son mayores, las ondas serán de mayor amplitud, pero serán más cortas en el tiempo, por lo que llegarán en el momento apropiado en un margen más
estrecho de revoluciones. Con lo que tendremos un motor más potente pero solo en esa franja bendita, luego...na de na.
estrecho de revoluciones. Con lo que tendremos un motor más potente pero solo en esa franja bendita, luego...na de na.
Por supuesto, es evidente que variando la longitud inicial del colector que une culata y tubarro, variaremos el tiempo en que llegaran las dos ondas que se creen en él, y por lo tanto a qué régimen actuarán. Un tubo corto, con un tubarro casi pegado al motor, será propio de motores que sintonizan a muy altas vueltas.
PARTES DE UN TUBO DE ESCAPE.
L1: Longitud de resonancia
L3: Longitud del codo (longitud entre lumbrera de escape y comienzo del cono)
L4: Longitud del cono o difusor.
L5: Longitud de la cámara de expansión.
L6: Longitud “real” del contra cono.
L7: Longitud del “aguijón” o tubo de salida.
A1: Angulo de conicidad del cono.
A2: Angulo de contra cono.
D1,2,3: Diámetros.
FUNCIONANIENTO DE UN ESCAPE
Partamos del instante en el que el motor se encuentra en estado de compresión máxima, el pistón esta en el punto muerto superior (P.M.S.). Cuando este inicia su descenso (grado de avance de encendido), la chispa de la bujía produce la explosión y libera energía, gran parte de esta energía se convierte en calor y la otra empuja el pistón hacia abajo.
En su descenso el pistón comienza a abrir la lumbrera de escape, en ese momento se produce una gran onda de presión que recorre la primera parte del escape (codo). Esta onda de presión se mueve a la velocidad del sonido y esta, a su vez, depende de la temperatura de los gases.
El pistón sigue descendiendo y abre la lumbrera de admisión, y es cuando los gases frescos que llegan de la precompresión “conviven” con los ya quemados, es entonces cuando la onda sonora tiene que llegar al cono, donde se produce una depresión que provoca una “succión” para facilitar la admisión de la mezcla. El pistón llega a alcanzar el P.M.I.
Una vez cerradas las lumbreras de carga, cuando el pistón se encuentra en plena subida para alcanzar el P.M.S., aún permanece abierta la lumbrera de escape. Como consecuencia podrían perderse parte de los gases frescos que ya están en la cámara de explosión. Ahora es cuando tiene que entrar en acción el contracono, este actúa de manera contraria al cono, es decir, provocando una onda de presión que vuelve hacia el cilindro y que produce un “taponamiento” en la lumbrera de escape evitando la salida de la mezcla.
Por último el “aguijón” no influye de manera notoria en la potencia del motor, y está relacionado con la absorción de sonido. Aunque la disminución de su diámetro pueda provocar sobrecalentamientos.
Queda claro que el escape no es solo para no reventarnos los tímpanos, sino que afecta al rendimiento del motor, por eso si alguna vez os habéis fabricado un escape casero con un tubo hueco habréis observado que el motor no sube de vueltas.
Por último añadir que si un escape se deteriora por el uso y pierde la onda resonante a determinadas revoluciones, parte de la mezcla se podría salir por el escape y dejar pobre el motor, con el consiguiente recalentamiento y hasta gripaje, sobre todo en motores tan apretados como los nuestros.
Javi A.
Javi A.
