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Motores de 2 Tiempos en Automóviles, Ayer y Hoy



No se crean ustedes que la concepción de los motores de 2 tiempos es un invento del siglo pasado, porque no lo es. Fue ni más ni menos en el año 1879 cuando el mismísimo Karl Benz, por parte germana, y Dugald Clerk, por parte británica, realizan la concepción teórica de estos propulsores. Hoy en día se sabe que en aquellos años había dos ramas de investigación, y dependiendo de la fuente consultada, se atribuye a una o a otra la concepción teórica final.

De lo que no hay duda es de que Benz construyó un motor inestable, que nunca llego a funcionar totalmente, y que abandonó en 1880 este concepto. La causa del mal funcionamiento es conocida a día de hoy: Estaba producida por el bajísimo régimen de giro de los motores fabricados antes de 1900. Por su parte, Dugald Clerk fabrica el primer motor funcional de dos tiempos en 1881.

Desde el año 1880, numerosos ingenieros e inventores lograron con más o menos éxito hacer funcionar motores artesanales o de pequeña tirada con este ciclo, usando inicialmente como planta motriz el motor de pequeñas motocicletas. Pero no será hasta 1902 cuando aparece en escena el primer automóvil de 2 tiempos documentado, hecho que debemos a Cozette.


DKW SB Wagon
Muy pronto DKW, la más grande de los dos tiempos, entraría en juego. Modelo SB Wagon, un juguete para adultos


Desde entonces, muchas marcas vieron en este ciclo una excepcional oportunidad para motorizar sus vehículos, incluso para competición, siendo más que destacable en esta primera etapa el motor creado por Fiat en 1926 para correr. Se trataba del tipo 451, un propulsor de 6 cilindros y 12 pistones opuestos, que demostró ser treméndamente potente. Sin embargo, los problemas económicos de Fiat durante esos años le hicieron abandonar el proyecto.

DKW es 2T

Pero si hay una marca que pone a la mecánica de 2 tiempos en el candelero, ésta es sin duda DKW. Fundada en 1916 por el ingeniero Danés Jørgen Skafte Rasmussen, comienza fabricando juguetes para niños y realiza en 1919 su primer pequeño motor de dos tiempos, para éstos. Este propulsor, con pequeñas modificaciones, fue incorporado posteriormente a las motos, que serían el pilar básico del desarrollo de DKW y que la convirtirían, en la década de los 30, en el primer fabricante mundial de motocicletas.

Como acabo de remarcar, DKW ha sido la marca más representativa, para el automóvil, de este tipo de tecnología. Sitúense ustedes en la Alemania de finales de los 20: un país deprimido, asfixiado económicamente por la vieja Europa, y con una perdida de los valores tradicionales importante. Es en este contexto donde la marca decide transformar su actividad y pasar de ser una empresa dedicada a la fabricación de juguetes y motocicletas a ofrecer un automóvil capaz y económico para el pueblo alemán.


DKW PS600, 2 tiempos, 2 cilindros, 600cc y 15 CV


Al principio de los felices años 20, en DKW ya eran expertos en esta concepción motriz. Durante aquella época, crean un cochecito, el “SB Wagen”, con dos plazas en línea, sobre un escueto bastidor de madera. Propulsado inicialmente mediante mecánica eléctrica (1919), en 1924 pasa a tener un motor de 2 tiempos de 122 CC. Seria fabricado más como juguete para mayores que como verdadero vehículo.

Con estos antecedentes, “solo” tenían que adaptar dichos principios tecnológicos a un bastidor ligero y económico de fabricar. Así y bajo aquellas condiciones nacen en 1928 el P-15 y el PS-600, con un propulsor 2 cilindros en línea de 600cc y de 15 Cv, refrigeración liquida, tracción trasera, carrocería de madera y gutapercha; tipo sedan, cabrio y sport roadster. Un automóvil capaz de transportar a 4 pasajeros por la Alemania de aquellos años, con un consumo mínimo, prestaciones correctas y mantenimiento fácil y barato. Sin duda, fue el primer automóvil 2 tiempos de producción masiva.

Desde aquel sencillo vehículo hasta nuestros días, DKW fabrico una cantidad increíble de modelos y versiones; en primer lugar, desde el F1 de 1930 -el primer automóvil europeo de tracción delantera producido en serie- hasta el F8 anterior a la segunda guerra mundial. Posteriormente, desde los 3=6, 1000-SP, Junior, etc… hasta un todoterreno tracción integral, al que actualmente Audi le debe bastante, el Munga. En total 267.672 unidades producidas por la marca antes del conflicto, que dan una idea del éxito que tuvo este esquema.


DKW 1000SP, al estilo americano


Otro de los grandes genios del automóvil, Porsche, se sintió atraído por esta solución, que fue la inicialmente elegida para motorizar al coche del pueblo que estaba diseñando en 1936. Ferdinand llego a fabricar varios motores para probar sus ideas, pero cuanto más las mejoraba, más caras resultaban de producir… Hasta que al final, su V4 de cilindros paralelos y ciclo 2 tiempos resultó más caro que un motor de 4 tiempos 4 cilindros refrigerado por aire. En ese punto, Porsche daría por terminada su aventura 2T.

¿Qué les depara el futuro?

No puedo escribir este articulo sin hablar de lo que supuso este tipo este esquema motriz para España. Sin duda, la primera firma en dos tiempos de relevancia a nivel nacional fue la barcelonesa EUCORT (1946-1953), fundada por Eusebio Cortés. Como no, la parte técnica recae sobre personal alemán procedente de DKW, que prácticamente replican el motor de dos cilindros de los F8. A partir de 1949 diseñan y fabrican un 3 cilindros. Todos estos coches eran bastante buenos y avanzados sobre el papel, pero con muchos problemas de ajuste y definición en la realidad. La aventura de EUCORT termina en 1953, con poco más de 1600 unidades fabricadas. Actualmente se puede contemplar uno de los poquísimos supervivientes, un modelo “Victoria”, en el museo Claret de Sils, en Gerona.

Al auspicio de este tipo de motor sencillo y barato de fabricar, a la postre nacieron en nuestra piel de toro diversas empresas productoras de microcoches, gracias a las cuales pudieron empezar el pueblo y el mercado español a moverse a mediados de la década de los 50. Me refiero a marcas como Gogomobil, PTV, Biscuter… etc. En la mayoría de los casos utilizan mecánicas de dos tiempos refrigeradas por aire, con carrocerías muy sencillas y ligeras.




Otras marcas internacionales han sido grandes valedoras de esta tecnología. Saab con sus primeros modelos de dos y tres cilindros -92 y 93-, cuyos motores también fueron diseñados por parte del personal de DKW, con Hans Muller como Ingeniero jefe. Las incombustibles marcas de los países del este, con IFA, Wartwurg y Trabant a la cabeza, si bien no eran mas que copias con mayor o peor fortuna de los motores DKW.

Centrados ya en la etapa posterior a 1990, uno de los últimos y más relevantes intentos de resucitar esta concepción motriz fue el llevado a cabo por Ford y Orbital, durante 1991-92. Desarrollaron un motor de este tipo específico para su pequeño fiesta, en el que, gracias al empleo de la inyección directa y de las tecnologías más avanzadas del momento, redujeron los consumos de aceites a valores realmente ridículos, 1L/ 5000 Km. Finalmente, aun con varias unidades producidas, paralizaron el proyecto. Las causas reales de dicha cancelación son una incógnita para mi, y con la información de que dispongo solo podría hacer conjeturas de ello…

Toyota y Subaru también se sumaron al carro de los dos tiempos para coches, estudiando durante la década esta solución y fabricando pequeñas series de motores. En ambos casos, con compresor de precarga tipo lobular. El propulsor de Toyota, hiper-evolucionado, contaba con válvulas de admisión y escape. Ambos motores compartían sistema de lubricación por bomba a presión, alargando de manera significativa la vida de cigüeñales y bielas. El ultimo en apuntarse ha sido Bill Gates, que desde el año 2008 ha invertido cerca de 25 millones de dolares en el desarrollo de esta tecnología.


Toda una sorpresa en los rallyes de su época: Saab 96


Su verdadero talón de Aquiles es, en la actualidad, el mismo que hace 50 años -un clásico vamos: la contaminación producida. La admisión por el cigüeñal, los transfer y el sistema de lumbreras, hacen necesaria en mayor o menor medida el empleo de mezclas de aceites con la gasolina. En este punto se origina una mayor contaminación en los gases de escape, al salir por el tubo los gases habituales de la explosión de la gasolina (CO, CO2, NOX…) más los producidos por la combustión de los aceites, y por la expulsión de una pequeña parte de éste sin quemar.

Lo cierto es que, a día de hoy, sigue siendo un esquema que atrae la atención de un gran número de ingenieros y amantes de la mecánica. La aplicación de los avances actuales podría dar lugar a nuevas generaciones de motores, con engrase independiente de cigüeñal y bielas, admisiones por laminas o con válvulas en cabeza, con compresores de precarga e inyección directa estratificada, válvulas de escape, gestiones del encendido y de las curvas electrónicas inteligentes… En fin, por soñar que no quede. Lo que si les puedo asegurar hoy es que conducir un vehículo dos tiempos es siempre una experiencia sorprendente.


El autor en el Rallye Barcelona-Sitges, con atuendo de época. El coche es un DKW F8


Principios básicos de los motores 2 tiempos

Tengo la inmensa suerte de contar entre mis amistades con la de D. Jesús Ortiz, Ingeniero Técnico Aeronáutico del INTA, y cuya especialidad son, precisamente, los motores de explosión. Por ello, le he pedido que nos ilustre técnicamente, de una manera breve y fácil de comprender, sobre los fundamentos técnicos de este tipo de propulsores:

“El motor de dos tiempos fue diseñado en 1878 por Dugal Clerk y se ha aplicado tanto a los propulsores de ignición forzada como a los de encendido por compresión. En este tipo de motores se obtiene una carrera de trabajo por cada revolución, de modo que a igualdad de cilindrada y revoluciones que un motor de cuatro tiempos, teóricamente su potencia debería ser el doble. Esto, unido al hecho de su simplicidad de construcción, al carecer generalmente de sistemas de distribución y a disponer de un engrase muy sencillo, hace que sea una solución muy atractiva.

El dos tiempos consta de dos lumbreras, una de escape situada por encima de otra de admisión y de un conducto de transferencia, que comunica el cárter del motor con la parte superior del cilindro, siendo el pistón en su carrera por el cilindro el que abre ó cierra las lumbreras.







Cuando el pistón se desplaza desde el cárter a la culata se realizan simultáneamente la compresión y la admisión. El pistón comprime la mezcla de gases existente entre él y la culata y a su vez genera succión en el cárter, de modo que cuando el pistón descubre la lumbrera de admisión los gases frescos (mezcla de combustible, aire y aceite) entran en el motor. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior y se produce la ignición de la mezcla, el pistón comienza su carrera descendente, que además de producir la energía necesaria para el movimiento del cigüeñal comprime la mezcla que entró previamente en el motor. Continuando con su movimiento descendente, el pistón descubre la lumbrera de escape y, posteriormente, la lumbrera de transferencia que permite que la mezcla fresca entre en el cilindro procedente del cárter. Cuando el pistón llega al punto muerto inferior, se ha completado la fase de expansión y escape.

Lamentablemente, este tipo de mecánicas presentan el problema del cortocircuito, que consiste en que parte de los gases frescos escapan por la lumbrera de escape debido a la simultaneidad de procesos. Además, los tiempos disponibles para la admisión y el escape son pequeños, lo que también perjudica a la renovación de los gases.



Reluciente motor DKW preguerra, V4


Otro factor importante a tener en cuenta es la temperatura de funcionamiento: debido a que se produce una ignición por revolución, en comparación con un propulsor de cuatro tiempos, a las mismas revoluciones tendremos el doble de igniciones, lo que implica un mayor stress térmico.

En la actualidad la utilización de los motores de dos tiempos se centra en los sectores de las mínimas y máximas potencias. Los motores de encendido provocado se emplean en la gama baja, teniendo aplicación en motocicletas, fuera bordas, etc. Los motores de encendido por compresión se emplean para la gama alta de potencias, trabajando a bajas revoluciones e incluyendo sobrealimentación y sistemas de distribución más complejos, consiguiéndose altos rendimientos y buenas potencias específicas.Se emplean principalmente para barcos y centrales eléctricas.”



Bonita ilustración de un IFA F9, fabricado en la Alemania del este


Las principales marcas y sus cotizaciones

No pretendo citar todas las marcas que han tenido un acercamiento más o menos directo a esta tecnología: me centraré en el mundo del coche clásico, dejando deliberadamente de lado a las marcas de microcoches, cuyas peculiaridades podrán ser tratadas en otro articulo más adelante.

DKW AUTO-UNION

Fabricó automóviles desde 1928 hasta 1963. Su gama fue exclusiva de vehículos de dos tiempos, y produjo para ellos motores de 2, 3, 4 y 6 cilindros. Fabricó sus modelos en Alemania y Sudamérica –Brasil y Argentina-.

Las cotizaciones de los DKW varían muchísimo, según la etapa de fabricación y el modelo. En general los sedanes preguerra (F1 a F8) no superan los 15.000 euros, siempre para vehículos en buenas condiciones. Los cabrios rondan los 30.000, y algunas versiones especiales roadster (F5 o F7) llegan a los 40.000. Caso aparte son las raras unidades de F1, Schwebeklasse, P-15 o F-600, cuyas cotizaciones no son fácilmente medibles dada la exclusividad y rareza de los mismos.

Si hablamos de vehículos de los años 40, 50 y 60, en general los sedanes no superarán los 15.000 €, ni los cabrios los 15-20.000. Entre 1.500 y 4.000, los Munga. Un caso muy especial son los Monza y los prototipos V6, cuya su dificultad de adquisición los hace piezas muy valoradas por los coleccionistas alemanes, principalmente, alcanzando en algún caso cifras que llegan a los seis dígitos. Sin duda son, a día de hoy, los 2 tiempos más caros y difíciles de encontrar.

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El pequeño Monza es imponente, a su manera

IFA



Tras la II Guerra Mundial, la fabrica principal de DKW, Zwickau, quedó en la Alemania del este. Con esta base se creo la marca IFA, cuya primera misión no fue la fabricación de vehículos, sino la recuperación o restauración de los DKW supervivientes a la guerra. Tras esta etapa y a partir de 1949 y hasta 1955, aproximadamente, comenzó a fabricar automóviles como tal, siendo la mayoría de las piezas del motor las mismas que las de los DKW de 2 cilindros.

En los últimos años, sus precios no hacen más que subir: el modelo más común, el F8, sigue cotizaciones paralelas a su hermano gemelo el DKW F-8. Pero siempre con 4.000-5.000 euros menos para el pariente del este.

WARTBURG

Partiendo de IFA y del modelo F9, la firma Wartburg es resucitada en 1956 del olvido, y pasa a ser la encargada de fabricar los nuevos modelos de 2 tiempos y tres cilindros de la Alemania del este. Su actividad fue muy intensa, y exportó a toda Europa un buen numero de unidades de su W311 y W353, que se produciría en ciclo 2 tiempos hasta 1983, en que adoptó un propulsor de origen VW.

Los Wartburg, en general, son vehículos sencillos de mantener, cuyo mayor talón de Aquiles es la mala calidad de la chapa. Sus precios, realmente asequibles, y casi siempre por debajo de los 3.000 euros. Tan solo algunos cabrios llegaran a los 6.000-7.000.


Wartburg W353


TRABANT



Todo un icono de la guerra fría, era en su momento el vehículo más económico de la Alemania del este. De su fabrica de Zwickau estuvieron saliendo unidades de 2 tiempos hasta 1989. Más de 3.000.000 de Trabant fueron construidos, todos equipados con su motorcito de 2 cilindros y 2 tiempos de 600 cc. En Alemania son buscados y tienen un club bastante activo; y sus cotizaciones, en general, no superan los 1.000-3.000 euros.

SAAB



Tras la guerra mundial, la adopción de este tipo de propulsores parecía buena para los climas escandinavos. Con tal premisa, en Saab deciden introducirse en el mundo de la automoción creando un vehículo tecnológicamente avanzado, cómodo y sencillo de mantener en cualquier circunstancia. Así nace la gama Saab, con sus modelos 92 y 93 como punta de lanza. No sería hasta bien entrada la década de los 60 cuando se decide dar el paso hacia los motores de 4 tiempos.

El mercado Saab en dos tiempos no es muy amplio, y, en general, sus precios están entre los 7.000 y los 15.000 euros, dependiendo de las versiones. Las más valoradas son las Montecarlo, versión vitaminada del 93, con tres carburadores y otras mejoras. Por cierto, junto con el DKW 3=6, son los dos únicos vehículos 2T con los que se puede correr el Montecarlo Histórico.


Y para despedirnos, un Eucort, que ya era hora


EUCORT

Representante patrio de estos motores. Su gama fue exclusiva de mecánicas de dos tiempos, con 2 y 3 cilindros. Tuvo una representación de cierta importancia en el mundo de la competición a nivel nacional. Sus cotizaciones no se conocen, dada la nula oferta del mercado.




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