Marco teórico de Motores de dos tiempos

MARCO TEÓRICO

Antecedentes históricos


Los impulsores mecánicos y las principales fuentes de energía alternativa fueron complementados durante la Edad Media, lográndose la fabricación de molinos tanto de harina como de minerales sierras y filtros rústicos, para la fabricación de papel entre otros. Su eficiencia no era buena pero fue la base para mejorar y adquirir la tecnología de hoy.Es sorprendente que a pesar que ya se generaba energía mecánica a partir de las corrientes de agua y aire, como era lógico debido a su simpleza, se produjera energía mecánica partiendo de los combustibles fósiles sin tener unas bases sólidas en el estudio de la termodinámica, de las cuales se profundizo hasta el siglo XIX.
Así Herón de Alejandría fabricó hacia el siglo I a.C la primera máquinatérmica, la cual consistía en una vasija de cobre llena de agua que al ser calentada, libera vapor que pasa por un tubo hacia un globo hueco y salía a través de dos tubos, dispuestos tangencialmente a este produciendo la rotación del mismo. Esta fue una concepción adecuada para el principio de la turbina de vapor.
La teoría del vapor había sido ya tratada por Galileo Galilei, Torricelli, Morland,Gauss, entre otros durante el siglo XVII. Por ejemplo existen documentos que indican hacia 1685, el físico holandés Joan Cristian Huygens (1639-1695) y su ayudante francés Denis Papín, trataron de construir una máquina de combustión interna usando pólvora como combustible, su inyección incluía el mecanismo de pistón y cilindro y además incluía un elemento de suma utilidad como fue la válvula deseguridad.

Este invento duró casi un siglo y se puede decir que constituyo, en el primer intento de máquina térmica de combustión interna, pero lamentablemente la dificultad de cada explosión asociada con la renovación de la carga con cada explosión y falta de esfuerzos se concentraran más en el vapor como fluido de trabajo.
Fue el inventor inglés Thomas Savery quien a finales del siglo XVIIconstruye la primera máquina de vapor patentada en 1698.
La máquina de Savery consistía en una máquina de succión provista de un cilindro, destinada a drenar las aguas de las minas de carbón.
En realidad esta máquina simple, constataba de un tanque cerrado, que al ser llenado de vapor y condensado, producía un vacío, mediante el cual las aguas de las minas eran succionadas a un tanque paraluego ser vaciadas.
La limitación fundamental de esta máquina era la propia presión atmosférica que era su límite máximo de acción (diez metros de columna de agua aproximadamente).
En 1705 el herrero Thomas Newcomen oriento sus trabajos de perfeccionamiento hacia un tipo de máquina nueva y más versátil, la llamada máquina de balancín.

En la máquina de vapor de Newcomen, el vapor generado en unacaldera situada debajo del cilindro de potencia, se introducía en este elevando al pistón hasta su máxima altura
vertical, en este momento se provoca la condensación del vapor mediante una inyección de agua fría en el interior del cilindro de modo que por acción de la presión atmosférica este realizaba la carrera descendente del trabajo.


Las características dedesempeño de esta máquina son:
16 carreras por minuto
6 caballos de vapor de potencia
Rendimiento térmico igual al 0.5% posteriormente paso a ser el 1.0%


Con la llegada del siglo XIX trajo consigo los primeros intentos del hombre en los terrenos de transporte, teniendo como base la máquina de vapor desarrollada por Richard Trhaverik en 1804, luego por Timothy Harkwork y de William Hedley.Ya que ellos contribuyeron una mejor versión dieron pie a la invención del buque a vapor por Robert Fulton en 1807.

Aunque se tuvo gran éxito con la máquina de vapor, también como fluido de trabajo, utilizando parámetros de aire caliente, fue así como el motor Stirling el cual llego a ser inventado por sir. Robert Stirling, que fue un fraile de origen escoses en 1816, en sus inicios compitió...