teoria de escapes


TEORIA SOBRE LOS TUBOS DE ESCAPE EN MOTORES DE 2T


Todos hemos pensado como mejorar las prestaciones de nuestra moto sobre todo cuando hemos podido estrujar sus caballos “originales” al máximo y parece que se nos quedan siempre cortos. Quien no ha pensado en poner un carburador más grande – aunque solo consigamos gastar más gasolina-, en aumentar la compresión – aunque nos arriesguemos auna rotura-, en subir la cilindrada –aunque tenga problemas legales-, en quitar el silenciador –aunque no ande más y la ciudadanía se acuerde de nuestros ancestros-, ...

Dentro de un motor se producen una serie de fenómenos físicos que pueden ser alterados de manera importante con cualquier cambio en alguno de sus elementos. Tal vez el tubo de escape en los motores de dos tiempos sea el grandesconocido en su funcionamiento puesto que para muchos el ruido va directamente relacionado con la potencia y para otros, la única misión del escape es llevar los humos lo mas atrás posible. Nada mas lejos de la realidad, el escape no es un elemento que funciona en base a la cantidad de gases expulsados por el motor, sino que su funcionamiento esta relacionado con una serie de variaciones de presiónprovocados por las ondas sonoras producidas por la explosión del motor.

Hubo tiempos que se pensaba que cualquier traba puesta en el camino de los gases del escape –silenciadores, estrechamientos- restaría potencia al motor y se utilizaron escapes con igual diámetro a lo largo de todo el recorrido. Mas tarde llegaría un invento ingles: los megáfonos, que serian montados tanto en motos de 2Tcomo en 4T, estos escapes iban aumentado su diámetro progresivamente hasta el final.

Cuando a principio de los años 50 se prohibió el uso de compresores muchos pensaron que esto supondría el final de las motos de 2T. Como es evidente no acertaron, la desaparición de estos motores si llega será por razones bien distintas. Unos sencillos cálculos demuestran que un motor de 2T de la mismacilindrada que un 4T y sometido al mismo esfuerzo, le supera de un 20% a un 30% en potencia máxima. Como ejemplo las actuales “motoGP” casi duplican en cilindrada a las 500 cc 2T para poder conseguir unas prestaciones competitivas. Uno de los responsables de esta situación es el estudio de los fenómenos físicos que se producen dentro de un escape y su relación con el proceso de carga del motor,precrompresión y llenado del cilindro.

Tengamos siempre presente que el sonido producido no influye notablemente en la potencia. De hecho Barry Sheene, con Suzuki, fue campeón del mundo con mucha ventaja sobre sus competidores, y eso que era la moto mas silenciosa.









Veamos las partes básicas de un tubarro de escape para altas prestaciones.



Lr: Longitud de resonancia
L1:Longitud del codo (longitud entre lumbrera de escape y comienzo del cono)
L2: Longitud del cono o difusor.
L3: Longitud de la cámara de expansión.
L4: Longitud “real” del contra cono.
L5: Longitud del “aguijón” o tubo de salida.
Ai: Angulo de conicidad del cono.
Ae: Angulo de contra cono.
D1,2,3: Diámetros.

FUNCIONANIENTO DE UN ESCAPE

Partamos del instante en el que el motor seencuentra en estado de compresión máxima, el pistón esta en el punto muerto superior (P.M.S.). Cuando este inicia su descenso (grado de avance de encendido), la chispa de la bujía produce la explosión y libera energía, gran parte de esta energía se convierte en calor y la otra empuja el pistón hacia abajo.



En su descenso el pistón comienza a abrir la lumbrera de escape, en ese momento se produceuna gran onda de presión que recorre la primera parte del escape (codo). Esta onda de presión se mueve a la velocidad del sonido y esta, a su vez, depende de la temperatura de los gases.


El pistón sigue descendiendo y abre la lumbrera de admisión, y es cuando los gases frescos que llegan de la precompresión “conviven” con los ya quemados, es entonces cuando la onda sonora tiene que llegar...