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Refrigeración de los motores de dos tiempos

Por Despegamos

Continuando la entrada Prestaciones de los motores de dos tiempos.

La refrigeración es una necesidad más tecnológica que termodinámica. Como ha ocurrido tradicionalmente en los motores aeronáuticos, aquí se presenta también la dicotomía aire/agua como fluido refrigerante. En la Fig.1.25 se muestra un diagrama de tarta con la distribución porcentual de los tipos de refrigeración presentes en el mercado.

fig1.25
Fig. 1.25. Distribución porcentual de los tipos de refrigeración.

Como índice de la refrigeración de un motor podemos asumir la razón “q” entre la cantidad de calor extraído por el sistema de refrigeración y la desarrollada por la combustión de cada cilindro. La cantidad de calor extraído es proporcional a la superficie de transmisión y, por lo tanto, al cuadrado del diámetro, mientras que la desarrollada por la combustión es proporcional a la cilindrada unitaria y, como consecuencia, para un valor establecido de la relación D/C, al cubo del diámetro. Por ello, podemos afirmar que la relación q es inversamente proporcional al diámetro D del cilindro. Por otro lado, el calor desarrollado es proporcional al nº de ciclos por unidad de tiempo, y por tanto, proporcional a las rpm, mientras que el calor extraído es prácticamente independiente de las revoluciones, por lo que la razón q es, también, inversamente proporcional a las rpm. Por todo lo dicho podemos escribir:

ec1

En donde K es una constante de proporcionalidad
Introduciendo en ésta ecuación la relación μ=D/C, que es constante, y recordando la expresión de la velocidad media del pistón, up, se obtiene:

ec2

En donde k1 y k2 son constantes de proporcionalidad
Esto significa que la razón q, grado de refrigeración de motor resulta inversamente proporcional a la velocidad media del pistón.

En la Fig.1.26 se ha dibujado un gráfico donde se ha hecho uso de todo lo dicho en el punto anterior. En el eje de ordenadas está el inverso de la velocidad media del pistón, mientras que en el eje de abscisas están las rpm a la Potencia máxima. Como parámetro, se ha utilizado la relación D/C.

fig1.26
Fig. 1.26. Inverso velocidad media Vs rpm.

Puede observarse la relación inversa de 1/ up con las rpm, lo que confirma el desarrollo teórico del punto 1.3.2. Se ve que los motores de la clase D/C >=1,30 presentan grados de refrigeración más altos que el resto, lo cual parece indicar que la refrigeración es más efectiva, pero, tal vez a costa de disipar calor que no se utiliza para producir trabajo. Hay un punto que se destaca mucho del resto. Corresponde a 2 motores del mismo fabricante (Radial Compact Engines) que se caracterizan por bajas revoluciones y carrera corta, lo que da una baja velocidad media del pistón. Ambos motores presentan un grado de refrigeración muy alto, por lo que cabe esperar un bajo rendimiento térmico, quizás compensado por el mayor rendimiento mecánico.

El próximo capítulo: Reductores de los motores de dos tiempos.

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1 Comentario

Joan Gil 26 diciembre, 2017 - 14:35

Que tal si explicais como funciona cada tipo de refrigeración y no tantos gráficos fórmulas que solo hacen mas que estorbar…
Grácias!

Comentarios cerrados.