Barrido motores 2t

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE - Extensión Latacunga Motores Especiales No!re" Gabriel Monteros M. Ni#el" 9no Fec$a entrega" 2016-05-13 %ea" Barrido en los motores de 2 tiempos Intro&ucción El concepto de barrido se refere al proceso mediante el cual salen los gases de escape de la cmara de combusti!n " son reempla#ados por aire $resco% para as& continuar con el ciclo de traba'o del motor de dos tiempos. (ara ara este este tipo tipo de moto motor% r% este este proc proce eso se cons consig igue ue en la car carrera era ascendente del pist!n simultneamente en los procesos de admisi!ncompresi!n por un lado% los de combusti!n-e)pansi!n " escape por el otro. *os procesos de escape " de admisi!n tienden a coe)istir cuando el pist!n est pr!)imo a (M+ ,e puede iniciar este proceso de barrido en el momento en ue inicia el proceso de combusti!n " el pist!n cerca al (M, inicia la e)pansi!n. Mientras se a dando la carrera de descenso% el pist!n descubre un orifc orifcio io en la pare pared d del cilind cilindro ro /lumb /lumbre rera ra de escape escape por los los cuale cuales s eacuan los gases uemados. s& tambin% el momento ue se da la presi!n ms ba'a en el cilindro% el pist!n se encuentra con una nuea abertura /lumbrera de admisi!n por el cual ingresar carga $resca. na e# alcan#ado el (M+ el pist!n empe#ar su carrera ascendente " cierra de manera simultnea las lumbreras de admisi!n " de escape4 cuando el pist!n alcan#a a cerrar la lumbrera de escape la presi!n en el cilindro es mu" superior a la atmos$rica% ra#!n por la cual los gases de la combusti!n son liberados al e)terior a pesar de ue el moimiento toda&a descendente del pist!n sigue e)pandiendo la carga del cilindro /esca /escape pe espon espontn tneo eo. . *a entra entrada da de aire aire $resc $resco o no es posib posible le sin la presencia de un agente e)terior denominado bomba de barrido. Proceso &e !arri&o'

 En el proceso de barrido en los motores de 2 tiempos es necesario ue la presi!n de la admisi!n o de barrido sea superior a la presi!n en el cilindro% de tal $orma para ue se produ#ca la entrada de me#cla $resca en el cilindro. El conducto de admisi!n al cilindro se tiene ue abrir despus del escape espontneo " despus ue la presi!n en el cilindro ba'e a alores in$eriores a la presi!n de barrido. urante el barrido la presi!n suele caer por deba'o de la presi!n de escape durante algunos grados debido a la inercia de los gases. Este $en!meno es $undamental "a ue a"uda a la entrada de gases $rescos al cilindro " a la eacuaci!n de residuales. En la fgura se muestra el diagrama en los motores 2% en donde el conducto de escape se abre antes ue el de admisi!n% " muc7o antes de llegar al (M+% esto con el fn ue la presi!n en el cilindro sea ms o menos igual a la presi!n de escape antes de ue el pist!n llegue al (M+ " no 7a"a un re8u'o de los residuales a la admisi!n.

Figura 1. Diagrama de indicador de un motor 2T.

(lasi)cación &el !arri&o seg*n la !o!a &e !arri&o n sistema pist!n-crter se lo puede usar como bomba de barrido. *a admisi!n se 7ace al crter por medio de la lumbrera de admisi!n " e)iste un conducto de trans$erencia del crter al cilindro llamado trns$er. ,e desea ue el olumen del crter sea lo ms peueo para conseguir una eleada presi!n en el momento ue desciende el pist!n. Este sistema es econ!mico " se puede eliminar el sistema de engrase. :o es $aorable debido a ue al ngulo de apertura tiene ue estar centrado al (M,% lo ue puede originar a re8u'os.

;tro sistema usado es el de lulas rotatias ue permiten ngulos de apertura " cierre independientes del sistema biela-maniela " ue dan al motor curas de potencia ms planas ue en el caso anterior. ,e puede regular la entrada de me#cla $resca por medio de lminas% las cuales se abren o se cierran en $unci!n de las di$erencias de presiones en las caras de los ptalos. En ocasiones la presencia de la inercia en estos ptalos produce ue la presi!n del crter sea superior a la de admisi!n% dndose re8u'os no deseados. En los motores ME< de 2 se reuiere de un elemento au)iliar como una bomba de barrido independiente= turbocompresor centr&$ugo o compresor olumtrico /del tipo roots% tipo pist!n. El ms usado es el turbocompresor accionado por la turbina aproec7ando la energ&a de los gases de escape. El inconeniente es a cargas parciales% debido a la ba'a energ&a de los gases% se soluciona ubicando un soplante en paralelo al turbocompresor. (lasi)cación &e !arri&o seg*n el &iagraa &e &istri!ución *a apertura " cierre de las lumbreras est encomendada al pist!n% el barrido se uele simtrico respecto al (M+. Esta distribuci!n tiene inconenientes de ue el de escape cierra despus ue el de admisi!n. *a soluci!n es disponer de una lula de escape en la culata o dotar al motor de una lula rotatia en el escape% de tal $orma ue la apertura est sincroni#ada con el pist!n% mientras ue el cierre lo reali#a la lula rotatia antes ue el pist!n cierre la lumbrera /barrido asimtrico.

Figura 2. Diagramas de barrido simétrico (izq) – barrido asimétrico

(der) (lasi)cación &e !arri&o seg*n la +ora &e corriente &e !arri&o

%rans#ersal" *as lumbreras se encuentran situadas diametralmente opuestas. El inconeniente en este tipo es la presencia de cortocircuitos los cuales pueden ser solucionados con de8ectores en el pist!n o bien por una geometr&a adecuada en la cabe#a del pist!n. Este tipo es mu" sencillo en e'ecuci!n " diseo. Uni,uo" rle /despla#a casi totalmente al barrido transersal% dirige el 8u'o a la parte alta del cilindro.% barrido
Figura 3. (a) barrido transversal, (b1) unifujo istones ouestos, (b2)

unifujo v!lvulas de escae en cabeza, (c1) "azo #c$n%rle, (c2) "azo &', (c) "azo *urtis, (c+) ganc$o con v!lvula en la cabeza.

Dise/o &e lu!reras
Figura 4.  ngulos de inclinaci-n aial / radial en las lumbreras.

Dise/o &el sistea &e escape en MEP (osee una distribuci!n simtrica% es decir ue las aperturas " cierres de lumbreras controlados por el proceso del moimiento del pist!n.

s&% en la fgura ue se muestra a continuaci!n 7a" cambios bruscos de secci!n no se modifca la duraci!n de los pulsos% al tener un ensanc7amiento " una secci!n recta% su e$ecto es el de aumentar la duraci!n del pulso de rare$acci!n puesto ue este empie#a a la entrada del cono " termina al fnal del mismo. (or ra#ones similares se sustitu"e el estrec7amiento brusco para la generaci!n del pulso de sobrepresi!n por un cono diergente.

Figura 5. *on0guraci-n secci-n recta / ensanc$amiento brusco

*a confguraci!n de escape con cono% cura de presi!n en la lumbrera de escape ue se obtiene depende del sistema de escape " la elocidad con la ue ia'an los pulsos de presi!n en el interior del mismo% ue es precisamente la elocidad del sonido " ue es $unci!n de a temperatura " composici!n de los gases de escape. s& pues a a e)istir un rgimen giro para el cual los pulsos de presi!n llegan en los momentos deseados de cierre de la lumbrera de trans$erencia " de escape% mientras ue para otros reg&menes de giro estos pulsos no llegan cuando son debidos% con el consiguiente detrimento en el proceso de barrido.

Figura 6. *on0guraci-n de escae con cono, tramo recto / contracono.