11 agosto 2018

Abierto por vacaciones: LOS MUCHOS MOTORES-MOTO. 11- "Dos tiempos" (parte uno)

Llega agosto y con él unos días de vacaciones, de relax... Sí, nosotros también queremos "desconectar" un poco, pero no os vamos a dejar sin envíos, por supuesto: aquí mi especial "los muchos motores moto". Ahora, estad atentos porque algún envío rabiosamente actual irá cayendo entre ellos. ¡Feliz verano!


LOS MUCHOS MOTORES-MOTO. 11- "Dos tiempos" (parte uno)
Sencillo, potente... y precioso motor Bultaco 2T
En los envíos anteriores, excepto algunos ejemplos puntuales, me he centrado en motores "cuatro tiempos". Pero en el mundo-moto se han utilizado más, como diésel, rotativos, cuatro tiempos comprimidos... y, por supuesto, los "dos tiempos". 
El motor de "dos tiempos" siempre ha tenido mucho arraigo en el mundo-moto en cilindradas por debajo de los 500cc y sobre todo en menos de 125cc. Motivos fundamentales podemos poner cuatro: economía, tamaño, peso y rendimiento.

Los pros del 2T
Economía- El motor de "dos tiempos" siempre ha sido más económico que su rival "cuatro tiempos" por un motivo muy simple: tiene muchas, muchas piezas menos. De entrada en la culata, en vez de tener muelles, válvulas y un sistema que las accione, sencillamente el 2T tiene un tapa. Así de simple. Si miramos entre culata y cárter no hay un sistema de distribución que accione esas válvulas. Y si miramos el cárter de un 4T nos encontramos con aceite, bomba o bombas de aceite, bandeja de aceite, conductos varios y los engranajes de la distribución. Nada de eso veremos en un "dos tiempos". Como podéis imaginar, todo ese menor número de piezas hacen que el "dos tiempos" siempre sea más económico de fabricación, montaje y mantenimiento.


Dos 250 de cross: izquierda 4T, derecha 2T. El cuatro tiempos es mucho más grande... y complejo
Tamaño y peso- El contar con menos piezas hace que el motor "dos tiempos" tenga un volumen y peso muy inferior a un 4T de igual cilindrada. Ello es vital en una moto, donde el espacio no sobra y el peso influye mucho en vehículos pequeños y ligeros. Con menor tamaño puedes colocar el motor en el punto óptimo y encima tienes más sitio para los "periféricos" (depósito de combustible, sistema eléctrico, caja de admisión, suspensión trasera...).

Rendimiento- Si hablamos de modelos deportivos el motor "dos tiempos" tiene un rendimiento final superior al "cuatro tiempos". El motivo es sencillo: mientras el motor de cuatro tiempos realiza un ciclo completo admisión-compresión-explosión-escape en dos vueltas de cigüeñal, el motor de "dos tiempos" realiza ese ciclo en una sola
vuelta (que es por lo que coloquialmente se le llama "dos tiempos", porque lo realiza todo en la mitad de un "cuatro tiempos"). Ello quiere decir que en un 4T tenemos una explosión, que es lo que realmente da potencia, cada dos vueltas de cigüeñal, mientras que en el 2T se produce una explosión cada vuelta. Así que dos motores de igual cilindrada y número de cilindros a, pongamos, 12.000rpm estará dando cien explosiones en un segundo en un "cuatro tiempos" y doscientas por segundo en un "dos tiempos". Con ello creo que queda muy claro que teóricamente el 2T tendrá mejor rendimiento que un 4T pero ¿será verdad?




Los contras del 2T
Sí, es cierto, el 2T tiene más potencia a igualdad de cilindrada y número de cilindros... pero no "el doble" como dicta la lógica. Y es que si este tipo de propulsor tan "ideal" está en tiempo de desaparición es porque pesan más sus contras:
Margen estrecho de funcionamiento- Uno de los problemas del motor 2T es que tiene un rango relativamente bajo de revoluciones aprovechables, más estrecho a medida que el motor se diseña para conseguir más rendimiento. Si se diseña para conseguir bajas revoluciones (motores de trial, o aquellos poderosos pero muy comprimidos 500 de cross) se nota poco, pero en cuanto subimos el régimen buscando potencia tenemos que a bajas vueltas funciona mal, muy mal. Y eso hace que su conducción, sobre todo en condiciones de bajo agarre (lluvia, barro) sea bastante estresante: no tienes nada de potencia hasta que, de pronto, tienes un golpe de CV. Si no estás en la "zona buena" abres gas y no hay nada, pero unas rpm después te entra la potencia que querías... y más. Al final tienes que jugar muchísimo con el cambio para estar en esa "zona buena". Si miráis el dibujo adjunto la curva C sería un motor 2T preparado, que da al final la misma potencia y llega a las mismas vueltas que las otras curvas, pero a medio régimen no tiene apenas potencia... más comparado con el dibujo A. 
Pero sigamos con el dibujo C. Si os fijáis en el tramo final, donde llega la potencia máxima, veréis otro de los problemas de estos propulsores: "el muro del 2T". Este tipo de motor llega a su potencia máxima, sube unas pocas revoluciones más... y se frena. Así de simple. No sube más de vueltas, aunque lo tires por una cuesta. Eso acrecienta más la estrechez de utilización del motor 2T y obliga a ir muy muy pendiente del cambio: si te pasas el motor "se estrella", si te quedas corto, no hay potencia. Eso sí, como te muevas entre ese margen... prepárate a disfrutar. (para imaginarte cómo es llevar una moto 2T potente puedes leer 500 GP: la prueba de mi vida)


Bajo aprovechamiento del combustible- El mayor problema que tiene el motor de dos tiempos (ya no le voy a poner comillas... ahora ya sabes porqué se le llama así ¿no?) es que, al no tener un árbol de levas que abra y cierre la lumbrera de escape, cosa que hace el pistón en su subida y bajada, hace que no se pueda cerrar la salida de gases cuando se quiere. Ello lleva a que la lumbrera de escape se cierra demasiado tarde cuando el motor no está a las revoluciones para las que esté diseñado. Y como (supongo que has visto el vídeo que te he puesto arriba) la admisión se produce en el mismo momento que salen los gases quemados, mucha mezcla aire-gasolina sale por el escape. Sí, los motores modernos llevan válvulas de escape que cierran parcialmente la lumbrera, así como el fantástico trabajo de control de las ondas-contraondas que producen los tubarros (escape específico para motores 2T, que crea ondas de succión y de "tapón" que ayudan a minimizar pérdidas), pero en cuanto te sales de su rango bueno, pierdes prestaciones... por el escape. Ello aumenta mucho el consumo -muchísimo- y la contaminación.
Esquema de un tubarro clásico: salida, cono, contracono y aguijón de escape


Tamaño- A ver... ¿no había dicho que el motor dos tiempos es más pequeño que el de cuatro? Pues sí, lo que es el propulsor en sí, sí. Pero antes os he hablado por encima del tubarro, el escape característico del 2T. Este tiene su función y muy importante además: su forma salida-cono-contracono-aguijón de salida provoca una serie de ondas que ayudan primero a sacar gas quemado cuando se abre la lumbrera de escape (el cono crea una onda positiva que succiona) y luego una onda negativa que bloquea la salida de los gases (provocada por el contracono), por lo que no se pierde gas fresco sin quemar. 
Yamaha TZ 500 y 700 de 1974, cuatro cilindros en linea.
Como no cabían todos los tubarros por debajo, el
izquierdo se retorcía para introducirse bajo el subchasis
El problema lo tenemos con que el tubarro sólo funciona en unos regímenes determinados según lo diseñes, y no puedes salirte de esas medidas. Más o menos diámetro, más o menos ángulo de cono, más o menos longitud y el funcionamiento del motor varía... y suele necesitar panzas de buen diámetro y longitudes largas para darle suavidad y tacto. Eso hace que en cuanto pasas de dos cilindros comienza el problema ¿donde pongo los tubarros? Si salen por abajo todos no caben. Si los sacas por detrás debes de retorcerlos para que tengan la longitud adecuada (muy importante en su diseño). Vamos que no suelen ser pesados (las últimas 2T de MotoGP ya usaban titanio), pero su volumen y longitud es un grave problema.
Honda NSR 500 de 1984, su primera V4. Buscando innovar hicieron salir sus cuatro tubarros por el centro de la V y los colocaron en lugar del depósito, con éste bajo el motor. Imaginaros el calor que recibía el piloto...
Las últimas Honda NSR 500 (y las Cagiva, Suzuki y Yamaha) con motor V4 llevaban dos tubarros por arriba y dos por debajo, que debían retorcerse para poder cumplir con su volumen necesario. Ello obligó a crear los primeros basculantes "banana" para dejarles espacio

Contaminación- Otro problema es que os he dicho que un 2T no lleva ni aceite ni bombas ni conductos... pero sí lleva engrase, claro. El aceite o se mezcla con la gasolina o se añade un depósito separado con una pequeña bomba de membrana que introduce el aceite a la admisión. Pero ese aceite que se mezcla con el aire-gasolina se quema en la combustión produciendo contaminación... y si, como he dicho antes, se pierde por el escape, tenemos una "bomba contaminante" de aceite e hidrocarburos mal quemados. Algunos recordaréis las humaredas de los motores 2T, sobre todo fríos y a bajas revoluciones. Un desastre ecológico.


Suter MMX 500 calentando

Fragilidad- Tal como he comentado, el engrase es un poco "aleatorio", pues depende del régimen y la apertura del gas ¡cuantos gripajes han habido por cortar un momento a tope de rpm! ¡cuantas roturas por no mezclarse bien combustible y lubricante! ¡Y qué decir de lo importante de la calidad del aceite!. Está claro que con los años la fiabilidad de los 2T mejoró muchísimo, pero sin duda el motor 4T, con su lubricación controlada, es más fiable cuanto más rendimiento se les quiere sacar, además de sufrir menos desgaste anómalo. Por eso, pese a ser una absoluta mayoría los motores 2T en las motos enduro de los 80, cuando llegó el original París-Dakar se pobló de motores cuatro tiempos, más fiables y menos sedientos, lo que se necesitaba en una prueba de 10.000 kms por el desierto.
Ya en los primeros Paris-Dakar africanos se tenían las ideas claras: si querías aspirar a llegar a meta, necesitabas un enorme y pesado pero frugal y robusto motor cuatro tiempos


Sigue aquí:  

LOS MUCHOS MOTORES-MOTO. 12- "Dos tiempos" (y parte dos)






Todos mis envíos largos:  LOS ESPECIALES DE MIGUELXR33

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