2T - 4T 

¿Vuelve el Rey?

Año 2012. Un solitario quad deportivo 4T abre los ojos al despertarse como cada mañana. Justo hoy se cumplen tres años de su solitaria existencia en el garaje. Un día llegó un serio rival de manos de su amo. Se trataba de un ligero 2T, más potente, que no "tragaba" tanto como él, ni se gastaba tanto dinero en ponerlo a punto ni mantenerlo y para colmo resultaba mucho más divertido de conducir. Cuánto hace que escuchamos: "El motor de dos tiempos es demasiado contaminante y está destinado a extinguirse"?, mucho, ¿verdad?

05.05.2009 | 16:02

¿Vuelve el Rey?

Sin embargo, nunca hemos dejado de ver nuevos modelos a principio de año.

Y lo que es más, siempre hemos observado cómo se ha ido trabajando en ellos para hacerlos más atractivos de cara al cliente. Una prueba de esto que os cuento es el modelo de enduro de la austriaca KTM equipado con motor de arranque.

Y, por supuesto, no nos olvidamos del duro trabajo que hay detrás para la adaptación de estos motores a la dura legislación europea; entonces nos preguntamos, ¿realmente van a extinguirse? Con este artículo, se pretende conocer un poco mejor a estás dos mecánicas, estableciendo las diferencias más notables desde un punto de vista técnico, económico y de conducción.

Si bien se han conseguido resultados espectaculares en este sentido, cabe señalar que ello implica el uso de materiales especiales y un ajustadísimo nivel de fiabilidad.

El 2T en la actualidad

En la sociedad actual, altamente preocupada por el ahorro de combustible y la preservación del medio ambiente -más por lo primero que por lo segundo- parece ilógico apostar por motores subrayados como contaminantes y de alto consumo de combustible.

Diferentes motivos, y no precisamente ecológicos, han hecho que no se desmintiera la afirmación de que el motor de 2 tiempos estaba condenado a desaparecer debido a un control de emisiones cada vez más riguroso.

Prácticamente, la totalidad de la industria del motor enfocó sus esfuerzos en sacar más y más caballos a los perezosos y pesados motores de 4 tiempos, con el fin de igualar las prestaciones de un 2T común.

Técnica 4T

Bajo estas líneas, podemos ver un motor 4T GG seccionado. Se pueden apreciar claramente las numerosas piezas que lo componen: árboles de levas, embrague, cadena distribución y bomba de agua.

Culata de un motor 505 cc KTM con cuatro válvulas y un único árbol de levas. Cómo veréis, la geometría es mucha más compleja que la de una culata 2T.

Técnica 4T

Observamos un cigüeñal aligerado al máximo para conseguir subir más rápido de vueltas. A su vez se encarga de minimizar las vibraciones producidas por las fuerzas de inercias generadas por el pistón y la biela.

Técnica 4T

Partes vitales de un corazón 4T: juntas, árbol de levas, pistón y segmentos.

Técnica 4T

La principal diferencia entre ambos tipos de propulsores radica sobre todo en la cantidad de piezas necesarias para su fabricación y, fundamentalmente, en la compleja culata de los 4T con componentes como árboles de levas, muelles y válvulas que con sus fricciones, unidas a la del pistón y un cigüeñal mucho más pesado, contribuyen a restar un buen puñado de caballos.

Si bien en un principio los motores 2T supieron aprovechar su mayor potencia específica respecto a los 4T, más tarde, su consumo, pocas emisiones ecológicas y el marketing echaron al traste su futuro en favor de los 4T.

Antes de abordar las diferencias técnicas entre ambas mecánicas, vamos a conocer los aspectos más básicos y que comparten los dos tipos de motores. Estos son: la síntesis básica del mecanismo y el ciclo termodinámico que siguen para desarrollar movimiento.

En primer lugar, ambos motores están encuadrados dentro de los denominados motores alternativos. Estos en su descomposición más básica tienen la tipología de un mecanismo biela-manivela, que son aquellos en los que el movimiento alternativo de vaivén en la biela (conjunto biela-pistón en el motor) producen un movimiento continuo rotatorio en la manivela (cigüeñal).

En cuanto al ciclo termodinámico, en ambos casos los dos siguen en ciclo de Otto, el cual se caracteriza porque todo el calor se aporta a volumen constante. El ciclo consta de cuatro procesos:

Admisión, compresión, expansión y escape.

En la forma en la que se realiza dicho ciclo es en donde comienzan las diferencias. El 2T sólo necesita dos carreras (una vuelta de cigüeñal) para realizar todo el ciclo, mientras que el 4 tiempo realiza cuatro (dos vueltas de cigüeñal) carreras para realizar el ciclo completo.

Otra gran diferencia es la relación cilindrada-potencia. En este caso, los motores dos tiempos son capaces de generar del orden de un 35-40% más potencia que un motor de cuatro tiempos para un mismo valor de la cilindrada. Para intentar explicar mejor este concepto, veamos la definición de potencia. Esta se define como el trabajo por unidad de tiempo.

Entonces, si los motores 2T realizan el ciclo completo en dos carreras y el 4T en cuatro, querrá decir que han realizado el mismo trabajo en la mitad de tiempo. Esto puede llevar a pensar que, para la misma cilindrada, el motor 2T tiene el doble de potencia, pero no es así debido a que la presión en la cámara disminuye en el momento que se abre la lumbrera de escape y esto se produce mucho antes de realizar toda una carrera. También la potencia es menor en la mecánica cuatro tiempos debido a que presentan mayor número de partes móviles, que roban energía en forma de fricción.

Técnica 2T

En esta imagen del motor 2T KTM, se distingue la simplicidad (respecto al 4T) y volumen de estos motores, que resultan mucho más ligeros.

Técnica 2T

Sobre estas líneas podemos ver un conjunto de semi-cárter, cigüeñal con biela y engranajes. Si lo comparamos con el motor de 4T es mucho más pequeño.

¿Vuelve el Rey?El corazón del motor 2T es mucho más simple, pero comparte elementos comunes como: Pistón, segmentos, juntas, etc.

Técnica 2T1. Admisión1. Admisión2. Compresión2. Compresión3. Expansión3. Expansión4. Escape4. Escape

Motor de 2T

1 y 2. Cuando el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior) empieza a desplazarse hasta el PMS (Punto Muerto Superior), creando una diferencia de presión que aspira la mezcla de aire y gasolina por la lumbrera de admisión. Cuando el pistón tapa la lumbrera, deja de entrar mezcla y durante el resto del recorrido el pistón la comprime.

3 y 4. Una vez que el pistón ha alcanzado el PMS y la mezcla está comprimida, se enciende por una chispa entre los dos electrodos de la bujía, liberando energía y alcanzando altas presiones y temperaturas en el cilindro. El pistón se desplaza hacia abajo, realizando trabajo hasta que se descubre la lumbrera de escape. Al estar a altas presiones, los gases quemados salen por ese orificio.

Motor de 4T

1. Durante la primera carrera el pistón se desplaza hasta el PMI y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro.

2. Durante la segunda carrera, las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla.

3. Durante la tercera carrera se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica que pasa al pistón. Este la trasmite a la biela y de ahí pasa al cigüeñal, de donde se toma para su utilización.

4. En la cuarta carrera se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.

Conducción

Sensaciones en Pista

Esta parte de la comparativa es algo muy personal, ya que para gustos los colores. ¿Que os gusta más un 2T o 4T? En mi caso, soy un amante del motor 2T, pero siendo objetivos podemos decir que la mecánica 4T es más efectiva a la hora de buscar un tiempo rápido y permite más errores de conducción.

Veamos por qué. Los motores más usados en los quad con mecánica 2T han sido los Gas Gas 250 cc (240 cc al principio).

Este tipo de propulsor presenta unas cifras de potencia similares (algo menores) a los super-deportivos 450, sin embargo, sacar un buen tiempo en pista es realmente difícil. Para poder exprimir al máximo el motor, tenemos que estar muy acertados con el cambio de marchas ya que cualquier error supone una drástica bajada de revoluciones y, por tanto, una pérdida de décimas de segundo por cada error.

Por otra parte, la trazada con los vehículos 2T tiene que ser lo más abierta posible, aprovechando al máximo los peraltes ya que su capacidad de tracción es menor que la de los 4T, esto quiere decir que al final la cuerda total recorrida al circuito será mayor.

A su favor, podemos decir que son mucho más ligeros por lo que en las zonas muy viradas los cambios de dirección se hacen realmente rápidos y con un menor esfuerzo. Algo similar pasa en los saltos, el menor peso favorece la dirección del quad en el aire. Todo esto que os cuento hace que las sensaciones a los lomos de un quad 2T sean realmente electrizantes.

Antagónicamente podemos explicar la conducción sobre un 4T, y aunque se ha de reconocer que las nuevas mecánicas presentan unas curvas de potencia y par espectaculares, las sensaciones no son las mismas. Eso sí, en efectividad no se les puede toser.

Con este tipo de mecánica, la conducción es mucho más fácil, el motor comienza a empujar de verdad a un régimen muy inferior, lo que facilita el cambio de marchas. Ahora la trazada presenta diferentes alternativas, y por lo que he aprendido viendo conducir a los grandes, (Edu Ullastres, Ricardo Escudero o Dustin Wimmer) lo más favorable es tirarse al vértice interior de la curva, colocar el quad y salir con todo el gas enroscado.

Esto es posible gracias a que con está mecánica la capacidad de tracción es mucho mayor y permite este tipo de conducción. En contra, podemos decir que son algo más pesados, aunque ya no tanto viendo las cifras de los nuevos KTM, Can-Am o Yamaha, cada vez más ligeros.

En definitiva, si lo que nos gusta son las sensaciones fuertes, conducir con el quad muy cruzado y oír ese sonido tan característico, tú eres de los 2T. Por otro lado, si queremos la máxima efectividad, robarles segundos al crono sin renunciar a las sensaciones fuertes, entonces nuestro quad es un 4T. Lástima que la oferta en el mercado esté volcada con estos últimos y apenas

¿Vuelve el Rey?

Rotax a contracorriente

Mientras muchos buscaban la manera de igualar los caballos de un 4T a los de un 2 T, otros pocos buscaban la manera de igualar las emisiones de un 2T a las de un 4T.

El talón de Aquiles de un motor de dos tiempos, es -o mejor dicho era- el momento en que las lumbreras de carga y escape se encuentran abiertas a la vez, permitiendo que parte de la mezcla fresca de aire-combustible, saliera directamente por la lumbrera de escape sin quemar.

Como es bien sabido, un motor de dos tiempos, haciendo honor a su sencillez, no dispone de válvulas para la apertura o cierre de estas lumbreras.

Para minimizar este efecto, ya en 1998, Rotax junto con Bosch sacaron al mercado el sistema de inyección semi-directa RFI, basado en la ya existente inyección "Motronic" para motores de 4 tiempos.

A diferencia del motor de 4T, los inyectores no se colocaron en el colector de admisión, sino en las lumbreras de carga, orientados hacia la cámara de combustión.

En esta configuración, la gasolina sólo se inyecta justo antes del cierre de la lumbrera de carga con lo que se consiguen dos cosas fundamentales.

Por un lado, la gasolina no circula nunca por el interior del cárter ni alrededor del cigüeñal por lo que no lava ni diluye el aceite necesario para la lubricación de los componentes. Esto se traduce en una necesidad menor de aceite y, por tanto, en menores emisiones de hidrocarburos.

Y por el otro, la primera fase de la carga superior del pistón se realiza, sólo con aire, de manera que durante este tiempo, si algo escapa por la lumbrera de escape, es simplemente eso: Aire.

Este sistema consiguió reducir el consumo de combustible en un 15% y las emisiones en un 40%, sin sacrificar en absoluto las prestaciones del motor.

Orbital, al ataque

Otro nadador a contracorriente fue y sigue siendo ORBITAL que dio un gran paso allá en el año 2000 en la lucha contra las emisiones y la economía de combustible en los motores de 2T.

Para eliminar por completo el paso de combustible sin quemar hacia el escape, optó por la inyección directa a la cámara de combustión.

En este caso, la gasolina es inyectada a alta presión a partir del momento en que la lumbrera de escape se ha cerrado por completo, no permitiendo al combustible alcanzar el escape. El sistema de Orbital inyecta el combustible en dos fases.

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