Motos, Técnica

Motores 2T: Cámara de expansión

Quiero utilizar este artículo como una tarea de investigación para aprender más acerca de las cámaras de expansión mientras lo escribo, disculpad si encontráis errores. De hecho agradecería cualquier corrección que pudierais aportar.

Quien tenga cierto interés por los vehículos a motor, -y si estás leyendo esto dicho interés se te supone- habrá visto en las cada vez más escasas motos con motores de dos tiempos una significante panza en el escape. Esa es la cámara de expansión.

11726

La tarea principal de una cámara de expansión es la creación de ondas de presión inversas (hacia el interior del cilindro) que aparecen debido a la expansión y contracción de la onda de presión principal provocada por los gases de escape al atravesarla.

2t
Fuente: Wikipedia

El buen uso de las ondas de presión, permite optimizar el rendimiento del motor:

  • Incrementando la depresión que se crea en el cilindro, para ayudar a que la mezcla acceda a él.
  • Incrementando la cantidad de mezcla que accede al cárter desde el carburador.
  • Impidiendo que la mezcla salga del cilindro por el puerto de escape antes de llegar a la combustión.
  • Incrementando la compresión a unas determinadas rpm.

Vamos a ver cómo funciona todo esto, para ello, tened muy presente la animación anterior.

Pensemos en el momento inmediatamente posterior a la combustión de la mezcla en el cilindro. El pistón comienza a descender y en su recorrido desbloquea el puerto de escape. Debido a la presión existente dentro del cilindro, los gases fluyen hacia el tubo de escape con gran presión.

Debido a la inercia, este gas creará vacío detrás de él, que ayuda a aspirar más gas quemado, pero también mezcla fresca tan pronto como los puertos de transferencia sean  desbloqueados por el pistón.

El primer cono de sección creciente de la cámara de expansión ayuda a aumentar el vacío creado detrás de los gases de escape permitiendo que acceda más mezcla fresca al cilindro. A su vez permite reducir la altísima presión del frente de onda de los gases de escape (podemos deducir por lo visto en este artículo que por el principio de Bernoulli la presión de un fluido desciende cuando aumenta la sección del conducto por el que discurre). Esta parte de la cámara se denomina difusor y diverge entre 7 y 9 grados.

Recordemos que un poco más arriba dijimos que parte de la mezcla fresca se escapaba por el puerto de escape en el tiempo que tanto el puerto de escape como los puertos de transferencia están abiertos. El cono de sección decreciente de la cámara de expansión (deflector)  ayudará a minimizar la cantidad de mezcla fresca perdida, puesto que en él se refleja la onda de presión generando una onda de choque en dirección puesta que fluye hacia el cilindro, comprimiendo la mezcla que se había escapado por el escape.

La longitud de la tubería entre la abertura del escape y el difusor, denominada cabecera, define cuándo llega la onda de vacío amplificada al cilindro; debería estar allí cuando puertos de transferencia estén abiertos y se pueda aspirar mezcla. Manteniendo el diámetro de la cabecera constante se conservará la energía de la onda, aunque generalmente la cabecera aumenta su diámetro en valores comprendidos entre los 0º y 2º para beneficiar el vaciado del cilindro.

La distancia al deflector define cuando la onda de choque reflejada alcanza el cilindro, que debería suceder cuando los puertos de transferencia ya están bloqueados, pero el escape permanece abierto.

Combinado con la onda acústica, hay un aumento general de la presión en la cámara causado por la restricción deliberada de la salida con un pequeño tubo llamado aguijón, con un diámetro entre 0.59 y 0.63 el de la cabecera y una longitud de 12 veces su diámetro.

Ya sabemos de artículos anteriores que los gases de escape se mueven a mayor velocidad cuanto más altas son las RPM del motor, por lo que las medidas de la cámara de expansión serán óptimas sólo para una velocidad de giro del motor específica.

En el futuro trataré de escribir un artículo que profundice en cómo diseñar una cámara de expansión.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s