Autor Tema: 2T - Funcionamiento general - Importancia del escape - Sistema de valvulas Kips  (Leído 13990 veces)

Desconectado Kukarachon

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Bueno, empecemos con una breve explicacion del funcionamiento de un 2T:





Motor de dos tiempos



El motor de dos tiempos, también denominado motor de dos ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, expansión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). Se diferencia del más conocido y frecuente motor de cuatro tiempos de ciclo de Otto, en el que este último realiza las cuatro etapas en dos revoluciones del cigüeñal. Existe tanto en ciclo Otto como en ciclo Diesel.







Características y diferencias entre los dos y los cuatro tiempos
 
El motor de dos tiempos Otto se diferencia en su construcción, del motor de cuatro tiempos Otto en las siguientes características:
  • Ambas caras del pistón realizan una función simultáneamente, a diferencia del motor de cuatro tiempos en el que únicamente esta activa la cara superior.
  • La entrada y salida de gases al motor se realiza a través de las lumbreras (orificios situados en el cilindro). Este motor carece de las válvulas que abren y cierran el paso de los gases en los motores de cuatro tiempos. El pistón dependiendo de la posición que ocupa en el cilindro en cada momento abre o cierra el paso de gases a través de las lumbreras.
  • El cárter del cigüeñal debe estar sellado y cumple la función de cámara de precompresión. En el motor de cuatro tiempos, por el contrario, el cárter sirve de depósito de lubricante.
  • La lubricación, que en el motor de cuatro tiempos se efectúa mediante el cárter, en el motor de dos tiempos se consigue mezclando aceite con el combustible en una proporción que varía entre el 2 y el 5 por ciento. Dado que esta mezcla está en contacto con todas las partes móviles del motor se consigue la adecuada lubricación.


motor Otto de 2T refrigerado por aire de una moto: azul aire, verde mezcla aire/combustible, rojo combustión, gris gases quemados.



Funcionamiento

Fase de admisión-compresión

El pistón se desplaza hacia arriba (la culata) desde su punto muerto inferior, en su recorrido deja abierta la lumbrera de admisión. Mientras la cara superior del pistón realiza la compresión en el cilindro, la cara inferior succiona la mezcla de aire y combustible a través de la lumbrera. Para que esta operación sea posible el cárter tiene que estar sellado. Es posible que el pistón se deteriore y la culata se mantenga estable en los procesos de combustión.


Fase de explosión-escape

Al llegar el pistón a su punto muerto superior se finaliza la compresión y se provoca la combustión de la mezcla gracias a una chispa eléctrica producida por la bujía. La expansión de los gases de combustión impulsan con fuerza el pistón que transmite su movimiento al cigüeñal a través de la biela.

En su recorrido descendente el pistón abre la lumbrera de escape para que puedan salir los gases de combustión y la lumbrera de transferencia por la que la mezcla de aire-combustible pasa del cárter al cilindro. Cuando el pistón alcanza el punto inferior empieza a ascender de nuevo, se cierra la lumbrera de transferencia y comienza un nuevo ciclo.



Combustible

Muchos de los motores de dos tiempos emplean una mezcla de gasolina sin plomo y aceite a una proporción de 1:40 a 1:50, la gasolina siendo el agente de mayor presencia y tomando en cuenta siempre utilizar un buen aceite.

Para saber cómo realizar el proceso de mezcla correctamente, debemos de hacer una operación matemática; Multiplicamos los litros de gasolina por el porcentaje de aceite y se multiplica por 10, con esta fórmula sabremos la cantidad en centímetros cúbicos de aceite, que necesitamos para mezclar con una cantidad concreta de gasolina.

La mejor fórmula para llevar a cabo correctamente dicha operación, es hacerlo con las herramientas adecuadas, como una probeta calibrada donde insertaremos el aceite controlando adecuadamente y la cantidad del mismo que vamos a mezclar, así como un bidón con la cantidad de gasolina deseada. Una vez insertado el aceite dentro del bidón, este se agitará violentamente hasta conseguir la mezcla homogénea.



Lubricación

El aceite, mezclado con la gasolina, es desprendido en el proceso de quemado del combustible. Debido a las velocidades de la mezcla, el aceite se va depositando en las paredes del cilindro, pistón y demás componentes. Este efecto es incrementado por las altas temperaturas de las piezas a lubricar. Un exceso de aceite en la mezcla implica la posibilidad de que se genere carbonilla en la cámara de explosión, y la escasez el riesgo de que se gripe el motor.Estos aceites suelen ser del tipo SAE 30, al que se le añaden aditivos como inhibidores de corrosión y otros. La mezcla de aceite y gasolina es ideal hacerla en un recipiente aparte, y una vez mezclados, verterlos al deposito.


Tipos de motores de dos tiempos

Para entender el funcionamiento del motor de dos tiempos, es necesario saber de qué tipo de motor se trata, porque los distintos tipos de motor actúan de maneras diferentes.

Los tipos de diseño del motor de dos tiempos varían de acuerdo con el método de entrada de la mezcla de aire y combustible, el método de barrido del cilindro (intercambio de gases de combustión por mezcla fresca) y el método de agotar el cilindro.

Estas son las principales variaciones, que pueden encontrarse individualmente o combinadas entre sí.
  • Puerto del pistón Es el más simple de los diseños. Todas las funciones son controladas únicamente por el pistón tapando y destapando los puertos, que son agujeros en un lado del cilindro, mientras mueve arriba y abajo el cilindro.
  • Barrido de lazo El método del cilindro con barrido de lazo utiliza puertos destinados a la transferencia para barrer la mezcla fresca hacia arriba en uno de los lados del cilindro y hacia abajo en el otro lado, haciendo que la mezcla quemada sea empujada hacia adelante y expulsada por una lumbrera de escape.El barrido de lazo o "Schnurle", por su inventor, es de lejos, uno de los sistemas de barrido más utilizados.



Ventajas e inconvenientes

Ventajas

  • El motor de dos tiempos no precisa válvulas de los mecanismos que las gobiernan, por lo tanto es más liviano y de construcción más sencilla, por lo que resulta más económico.
  • Al producirse una explosión por cada vuelta del cigüeñal, desarrolla más potencia para una misma cilindrada y su marcha es más regular.
  • Pueden operar en cualquier orientación ya que el cárter no almacena el lubricante.


Inconvenientes
  • Este motor consume aceite, ya que la lubricación se consigue incluyendo una parte de aceite en el combustible. Este aceite penetra con la mezcla en la cámara de combustión y se quema produciendo emisiones contaminantes y suciedad dentro del cilindro que pueden afectar a la bujía impidiendo un correcto funcionamiento.
  • Su rendimiento es inferior ya que la compresión, en la fase de compresión-admisión, no es enteramente efectiva hasta que el pistón mismo cierra las lumbreras de transferencia y de escape durante su recorrido ascendente y es por esto, que en las especificaciones de los motores de dos tiempos aparecen muchas veces dos tipos de compresión, la compresión relativa (relación entre los volúmenes del cilindro y de la cámara de combustión) y la compresión corregida, midiendo el cilindro solo desde el cierre de las lumbreras. Esta pérdida de compresión también provoca una pérdida de potencia.
  • Durante la fase de potencia-escape, parte del volumen de mezcla sin quemar (mezcla limpia), se pierde por la lumbrera de escape junto a los gases resultantes de la combustión provocando no solo una pérdida de rendimiento, sino más emisiones contaminantes.


Aplicaciones

Al ser un motor ligero y económico es muy usado en aplicaciones en que no es necesaria mucha potencia, tales como ciclomotores, karts, motores fueraborda, motosierras, cortadoras de césped, etc. Su uso en automóviles y camiones ha sido ocasional pero nunca se ha consolidado. También se emplea el ciclo de dos tiempos en grandes motores diésel para la generación de electricidad y la navegación marítima.


Fuente: Wikipedia





Ahora veamos la importancia de los escapes en los 2T:









Esta animacion refleja perfectamente la resonancia de gases en una recamara, y su importancia para el buen funcionamiento del ciclo de quemado.





Con respecto a las valvulas del sietema KIPS, yo se perfectamente como funcionan, pero me cuesta muchisimo explicarlo.
La unica beuna explicacion ke encontre esta en ingles. Es facil de leer y de entender.


KIPS Valves Explained
The KIPS (Kawasaki Integrated Power Valve System)


The following discussion assumes that the reader has a basic understanding of the two-stroke engine. To fully explain all the affects of the KIPS I would quite literally have to write a novel, so let’s keep it simple. If you would like to brush up on your knowledge before reading on, check out: Eric Gorr’s Basic Two-Stroke Tuning,   Marshall Brain’s How Stuff Works,, and Eric Murry’s How Two-Stroke Expansions Chambers Work. Pay particular attention to discussions on port timing, the importance of scavenging and the effect of ignition timing and compression on engine performance. A basic understanding of these topics will increase your understanding of how and why your KDX works immensely.

The KIPS power valve system and the CDI work together to broaden the range of useful power produced by the engine. They do so by manipulating the exhaust port’s dimensions and timing as well as the ignition timing.

By manipulating the exhaust port’s dimensions and timing engine designers/ tuners control effective stroke, exhaust-gas velocity and the pressure of the compression wave. To understand how they work together, we need to first understand how they work individually.

The effective stroke is a measure of the distance from Top Dead Center (the highest point in the piston’s travel) to the moment the exhaust opening is exposed. Increasing the distance raises the cylinder’s compression because the piston and rings are able to trap more air. At lower rpm, a higher compression ratio allows the engine to produce the best possible low to mid-range power. At higher rpm, the engine needs a lower compression ratio and therefore a shorter effective stroke to allow the motor to rev higher and produce the best possible power. If the compression was not lowered, the faster rise in pressure at high rpm would cause combustion gases to auto-ignite / predetonate resulting in excessive heat and catastrophic engine damage.

To understand the importance of exhaust-gas pressure and velocity we first need to understand the role of the expansion chamber and its effect on power. After reading How Two Stroke Expansion Chambers Work, we can see how important it is to properly time positive and negative compression waves to maximize engine output. These waves are traveling at ultra-sonic speeds so timing is everything. Negative compression waves help to scavenge burned gasses out of the cylinder and positive compression waves force unburned air/fuel back into the cylinder. The expansion chamber is in fact a super charger that forces more unburned fuel/air mixture into the cylinder than its calculated volume. A four - stroke XR 250 engine for example can combust about 220cc of fuel/ air every 720° of crank-shaft rotation but a two- stroke 200cc KDX engine can combust about 288cc of fuel/ air mixture every 360° of crank-shaft rotation. The two-stroke engine is producing more power per cc of displacement and producing it twice as often. That is why two-strokes are theoretically able to produce twice the power of a four-stroke engine of equal displacement.

So how then does controlling the exhaust-gas pressure and velocity improve engine performance? The speed and pressure at which exhaust-gas exits the cylinder determines the time at which the returning compression wave reaches the open exhaust port. The goal is to time the returning compression wave so that it reaches the exhaust port while it is still fully open forcing the maximum amount of unburned fuel/air into the cylinder as possible. At low RPM the compression wave returns too early. It forces the unburned air/fuel mixture from the header back into the cylinder but escapes again through the exhaust port drawing it back out defeating the purpose. At high rpm the compression wave can return to find the exhaust port partially or fully closed again, defeating the purpose.



How does the KIPS valve improve low and high rpm power?

The KIPS valve system is comprised of a series of geared shafts driven by a centrifugal advancer that rotates two sub-exhaust ports and a main exhaust port slide valve into position. The centrifugal advancer is driven off the crankshaft. As the engines speed reaches about 6000rpm centrifugal force on the weights overcomes the pressure excerpted by the spring and the advancer snaps open. The advancer shaft transfers this motion to the advancer shaft lever, to the main shaft and on to the slide valve and sub-valves causing them to open.




Up to 6000 rpm, the Slide Valve is dropped into the main exhaust port, the sub ports are in the closed position and the Halmhotz resonator is open to the exhaust port. The lowered slide valve increases the effective stroke of the engine, increasing the compression for better low rpm performance. The sub-exhaust ports are closed to retard the escape of exhaust gases, slowing the returning compression wave. The Helmhotz Resonator is open, producing a delayed pressure wave that retards the escape of air/fuel from the cylinder. The CDI advances the ignition from about 6 ° BTDC at idle, to 21° BTDC at 6000rpm, allowing the flame front sufficient time to travel across the chamber, producing the greatest possible pressure rise. The CDI and KIPS Valves work together to produce the best possible low-end performance.




At 6000 rpm the slide valve snaps open, the sub ports snap shut and the CDI retards the ignition back to the base (idle) setting. The elevated slide valve decreases the effective stroke of the engine, lowering the compression preventing auto-detonation and controlling cylinder temperature. Opening the sub-exhaust ports increases the exhaust port area allowing exhaust gasses to escape more quickly, improving top-end power. The Halmhotz Resonator is closed. Retarding the ignition allows the flame front adequate time to ignite the charge of air/fuel, reducing pumping losses and shifts heat from the piston crown to the expansion chamber.

As you can see the KIPS valve is not only an engineering marvel but also a piece of art.

The early KIPS system and the new generation (1995 on) differ only slightly from each other. The older system uses a rotating valve in the main exhaust port and the mechanical drive for the KIPS system is different. The end goal however is the same.


Maintenance

Over time, carbon builds up on the sub port valves and causes them to seize in their bore. When they do, the geared advancer shaft strips the gears form the sub port valves rendering them useless. To prevent the valves from seizing its important to remove and clean the valves anytime the top end is disassembled for service. Proper jetting and the use of a quality two-stroke oil will also increase the life span of the KIPS system by preventing an excessive build-up of carbon on the exhaust valves. A tell tail sign of sub-port valve damage is the loss of bottom end power.

Fuente: Justkdx  (Muy grosa pagina, con mucha data.)


Para el que lo quiera traducido, paselo por Google Translate



Eso es todo por ahora. A medida ke vaya encontrando cosas mas interesantes las ire subiendo.
Abrazos!


now I love an Japanese girl...

Desconectado tras tornado

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Bueno, ante todo, me siento un analfa- bestia importante. Ya que yo pense que sabia como funcionaba un motor de dos T, pero evidentemente no se casi nada ayudax ayudax
Me mataste con la explicacion del KIPS, la mia tiene las valvulas trabadas, por lo que en baja parece que voy en un Ford T. Lo que si tuve que recurrir a toda mi valentia para leer en ingles, me acorde viejos tiempo de tirania adolescente que me obligaron a estudiar ese idioma.
Excelente mi amigo su post, sin dudas muy util y necesario para poder mimar a estas nenas.

"Los Cuises" Moteros | motociclismo federal


Desconectado loro

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 kuka espectacular lo tuyo  aplaux  aplaux me encanto un informe magistral de un 2 tiempos tengo libros de preparacion de un  2 t guardados no se donde ,pero me encanto la explicacion breve y desembrutecedora sobre todo para tras tornado y lo de las valvulas ya las vamos a conseguir para que disfrute al 100 % su kawa (obvio que se la voy a usar)  diablox  diablox en cuanto se descuide
Tener amigos con el mismo desorden mental que uno, no tiene precio

Desconectado FER_CBA

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Muy buen aporte Kuka!! muy interesante

Desconectado VooDooKill

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  • Ando en mi Yegua Flaca.!!
No esperaba menos de Kuka... Excelente guía 2T.!!  aplaux aplaux aplaux

             

gerardo

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muy bueno Kuka, aprendí un motón  aplaux