Barrido (motor)

La mayoría de los motores modernos de cuatro tiempos utilizan culatas de flujo cruzado, donde los conductos de admisión se ubican a un lado de la cámara de combustión y los de escape al otro. El impulso de los gases facilita la evacuación durante la fase de solapamiento (cuando las válvulas de admisión y escape están abiertas simultáneamente).

En los motores de dos tiempos, el barrido de flujo cruzado se utilizaba en los primeros motores de compresión en el cárter , como los de las motocicletas pequeñas. El puerto de transferencia (por donde la mezcla de combustible y aire entra en la cámara de combustión) y el puerto de escape se ubicaban en lados opuestos de la cámara. Esta disposición tenía la ventaja de la simplicidad, pero también dirigía la carga entrante directamente hacia el puerto de escape. Para mejorar la evacuación de los gases de escape del cilindro y retener una mayor cantidad de la carga entrante, se solía utilizar un pistón deflector . La forma de este pistón dirigía los gases de admisión hacia la parte superior del cilindro para empujar los gases de escape hacia abajo y hacia afuera por el puerto de escape. Sin embargo, el pistón deflector no era muy eficaz en la práctica: gran parte del flujo de gas tomaba un atajo y aun así no llegaba a la parte superior del cilindro; además, la forma del pistón comprometía la forma de la cámara de combustión al provocar trayectorias de llama largas y una superficie excesiva. Por lo tanto, el barrido de bucle vertical rara vez se utiliza en los motores de dos tiempos modernos.

El barrido Schnuerle (a veces llamado "barrido en bucle" o "barrido inverso") es un diseño utilizado por la mayoría de los motores modernos de dos tiempos sin válvulas. La diferencia clave con respecto al barrido de flujo cruzado es que los puertos de transferencia se ubican a ambos lados del puerto de escape y apuntan a la pared opuesta del cilindro. ^{[ 3 ]} A medida que la mezcla de combustible/aire entra en la cámara de combustión, viaja a través del cilindro y luego sube por la pared opuesta al puerto de escape antes de girar en la culata y volver a bajar al puerto de escape. Este largo recorrido del flujo y las direcciones opuestas de los flujos de admisión y escape minimizan la mezcla de los gases frescos y usados ​​y limitan la cantidad de carga fresca que escapa del cilindro antes de que se cierren los puertos. Este método de barrido requiere una mayor comprensión del flujo de gas tridimensional en el cilindro y más cuidado en la ubicación, el tamaño y el ángulo de los distintos puertos.

El sistema de barrido unidireccional es un diseño en el que la carga de admisión fresca y los gases de escape fluyen en la misma dirección. Esto requiere que los puertos de admisión y escape estén en extremos opuestos del cilindro. Como en algunos motores de dos tiempos, la carga fresca entra a través de puertos controlados por pistones cerca de la parte inferior del cilindro y fluye hacia arriba, expulsando los gases de escape a través de válvulas de asiento ubicadas en la culata. Otros motores unidireccionales, como el motor marino Ricardo Dolphin, utilizan un flujo descendente, con la mezcla fresca de aire y combustible entrando por la parte superior del cilindro y los gases de escape saliendo hacia la parte inferior. Otro diseño emplea puertos controlados por pistones en ambos extremos del cilindro y dos pistones opuestos en cada cilindro que se mueven en direcciones opuestas para comprimir la carga entre ellos.

El método de barrido unidireccional se ha utilizado frecuentemente en motores diésel de dos tiempos para vehículos, embarcaciones, locomotoras y motores estacionarios. Su desventaja radica en la complejidad, masa, volumen y coste adicionales que implica la implementación del sistema de distribución de válvulas (o el cigüeñal o los balancines adicionales necesarios para controlar un segundo pistón).