Los motores de dos y cuatro tiempos son motores que combinan elementos de motores de dos y cuatro tiempos . Suelen incorporar dos pistones .
Motor M4 + 2
El motor M4 + 2 , también conocido como motor de combustión interna de doble pistón , es un nuevo tipo de motor de combustión interna inventado por el titular de la patente polaca Piotr Mężyk. [1]
El motor M4 + 2 tomó su nombre de una combinación de los dos modos de trabajo de los motores conocidos, es decir, el motor de dos tiempos y el motor de cuatro tiempos . El motor de combustión de dos tiempos se caracteriza por una construcción simple y un sistema de cambio de carga de aire, así como por un mayor índice de potencia de salida. Desafortunadamente, su relación de llenado es peor que en un motor de cuatro tiempos. El índice ecológico del motor de dos tiempos también es desfavorable. El sistema de válvulas del motor de cuatro tiempos es su desventaja. Los cilindros de ambos módulos del motor de doble pistón se han unido a lo largo de un eje con una culata común, en forma de anillo. Los pistones se mueven con diferente velocidad y con el desplazamiento de etapa adecuado. Los dos cigüeñales están conectados con una transmisión especial. El cigüeñal de cuatro tiempos gira al doble de la velocidad del cigüeñal de dos tiempos. El motor se llama de doble pistón debido a su construcción: dobles pistones y cigüeñales. En el M4 + 2, las ventajas de que ambos motores estén conectados son obvias; los pistones del motor que trabajan en un cilindro de combustión se colocan de manera opuesta entre sí, pero en diferentes modos. Aunque los proyectos de conectar dos modos de carrera en un cilindro ya se probaron hace mucho tiempo en el motor de pistones opuestos , nunca antes se había probado la combinación de los dos ciclos diferentes. Resultó que el motor no solo puede funcionar, sino que los efectos son muy prometedores. El motor tiene una eficiencia mucho mayor que el valor de equilibrio conocido por los motores de combustión (alrededor del 35%) y más cercano al asociado con las turbinas de vapor o los motores eléctricos (alrededor del 70%). [ cita requerida ]
Las otras ventajas son:
- producción de energía más eficiente (150 caballos de fuerza a partir de 1000 cc de volumen en la versión básica)
- capacidad para utilizar diferentes tipos de combustible (aceites vegetales naturales y petróleo)
- efectos ecológicos mucho mejores: una gran reducción de las emisiones de dióxido de carbono y otros gases
- menor consumo de combustible
- expansión prolongada de la carrera
- posibilidad de cambiar los parámetros de compresión sin tener que parar el motor
- simplicidad de construcción [2] [3]
La idea se desarrolló en la Universidad Tecnológica de Silesia , Polonia, bajo el liderazgo de Adam Ciesiołkiewicz . [4] La Oficina de Patentes de Polonia le concedió una patente número 195052 . [5] El trabajo con el nuevo motor de combustión ha sido realizado por IZOLING PW Company en cooperación con la Universidad Tecnológica de Silesia en Gliwice. También se celebraron consultas con investigadores de la Universidad Técnica de Cracovia. Hasta ahora, se han fabricado dos modelos de motor en funcionamiento. El modelo preliminar se basa en dos motores existentes (motor de motocicleta de dos tiempos y motor de máquina pequeña de cuatro tiempos). Este modelo confirma el concepto de conexión de motores de dos y cuatro tiempos. El segundo modelo es el modelo funcional. La nueva solución de motor de combustión fue presentada durante conferencias científicas (KONES '2002, Seminario de biocombustibles 2003, etc.) y en los medios de comunicación (revistas, periódicos, TVP, radio). La esperanza de construir un motor ecológico moderno y universal con buenos parámetros técnicos y bajo consumo de combustible está relacionada con el motor de combustión interna de doble pistón.
El ciclo de trabajo del motor M4 + 2
Las etapas del ciclo de trabajo:
- Escape de gas
- Entrada de aire fresco (dos etapas)
- Compresión media
- Combustión de dos etapas
- Expansión de gas
El proceso de llenado se realiza en la fase de sobrepresión , utilizando un compresor de gas mecánico y un acelerador para fines de regulación.
El cambio de carga es asistido por un pistón de cuatro tiempos, que funciona como un sistema de impulso dinámico y permite una buena limpieza del espacio de trabajo.
Existe la posibilidad de cambiar las posiciones relativas de los pistones durante el trabajo del motor, lo que da la posibilidad de cambiar la relación de compresión en función del nivel temporal de la carga. Esto sugiere la posibilidad de diferentes combustibles para la combustión (gasolina de bajo octanaje, biocombustibles con altos niveles de componentes vegetales).
El ciclo de trabajo se caracteriza por una característica de combustión casi constante del volumen del espacio de trabajo que aumenta durante la etapa de expansión. [6] [7]
El motor se caracteriza por:
- Expansión prolongada del gas y temperatura limitada del gas de escape en la salida.
- la variabilidad de la relación de compresión y la posibilidad de cambiar la relación de compresión durante el trabajo del motor en función de la carga temporal,
- un cambio beneficioso del espacio de trabajo durante la compresión de la mezcla con diferentes ubicaciones polares de cigüeñales. Eso hace posible la formación de presión en el cilindro (dentro de límites razonables)
- una característica casi constante de aumento de volumen durante la etapa de expansión en diferentes posiciones del pistón (influye en el transporte constante de potencia).
Los cálculos demuestran que el nuevo motor tiene parámetros e indicadores de trabajo más favorables:
- el aumento de la eficiencia térmica del motor (aunque la eficiencia mecánica es menor que la de un motor convencional)
- mayor eficiencia total: la característica de eficiencia es más favorable a carga media. Es comparable con la eficiencia del motor diesel, por lo que la explotación del consumo de combustible es relativamente menor.
- el par más alto y la salida de potencia más alta en comparación con el motor SI de cuatro tiempos con el mismo volumen de carrera
Ricardo motor 2x4
Los modos de dos ciclos se están investigando actualmente en Ricardo Consulting Engineers en el Reino Unido. El concepto consiste en cambiar de un modo a otro en función del valor de rpm . El motor de cuatro tiempos es más eficiente cuando funciona a toda velocidad, mientras que lo contrario es el caso del motor de dos tiempos. Cuando un automóvil pequeño con una carga pesada funciona a la mitad de la velocidad, el motor cambia automáticamente al modo de dos ciclos, que luego es más eficiente. La investigación sobre esto mostró una reducción del 27% en el consumo de combustible. [8] [9]
Dado que el eje del pistón de cuatro tiempos en el motor M4 + 2 siempre gira dos veces más rápido que el eje del pistón de dos tiempos, lo que significa que la parte de dos tiempos siempre funciona a la mitad de la velocidad, ambas partes funcionan en condiciones óptimas en cuanto al consumo de combustible. en todo momento. Se aplican los mismos principios que con los motores distintos, pero el diseño del M4 + 2 es mucho más simple.
Ver también
- Motor de seis tiempos
Referencias
- ^ Sitio oficial de la ciudad de Myszków , Polonia ( polaco ) [ enlace muerto ]
- ^ Invenia Motor de combustión interna de varias formas de combustible de nueva generación: una revisión de España
- ^ BBS Una revisión de Alemania
- ^ Resumen de la revista - Journal of KONES Internal Combustion Engines 2002 No. 1-2 ISSN 1231-4005 , el sitio educativo oficial polaco ( Pdf )
- ^ El boletín de la Oficina de Patentes de Polonia ( polaco, PDF ) [ enlace muerto ]
- ^ El informe mensual del Foro académico A publicado por un Foro académico mensual polaco Akademickie ( polaco )
- ^ Un artículo en ndw.v.pl Un informe publicado por una revista de divulgación científica polaca "Strefa NDW" ( polaco )
- ^ Ingeniero en línea Golpe de genio El ingeniero (revista del Reino Unido)
- ^ Revisión de tecnología de motores híbridos no eléctricos / MIT Un motor híbrido novedoso podría reducir el consumo de combustible