Cuatro tiempos

El funcionamiento en cuatro tiempos es una condición de los motores de dos tiempos en la que la combustión se produce cada cuatro o más tiempos, en lugar de cada dos. Si bien es normal en algunos casos al ralentí , a velocidades extremadamente altas del motor y al soltar el acelerador, este tipo de combustión es irregular, ruidosa y, en caso de mal funcionamiento, puede dañar el motor si se deja que continúe sin interrupción.

En un motor de dos tiempos correctamente ajustado, el funcionamiento a máxima potencia y sin carga puede provocar que la mezcla aire-combustible sea demasiado rica e impida que el motor gire a mayor velocidad. A velocidades tan elevadas, una mezcla demasiado pobre provocará que el motor se revolucione en exceso y se sobrecaliente, y en motores que funcionan con combustible premezclado, una mezcla demasiado pobre causará una lubricación deficiente.

En el funcionamiento de la motosierra , donde la fluctuación natural del agarre de la cadena durante el corte puede provocar un aumento momentáneo de las revoluciones, la mezcla a máxima aceleración se ajusta para que el motor funcione a cuatro tiempos a un régimen de revoluciones por minuto (rpm) elevado, reduciendo la velocidad del motor y enriqueciendo la lubricación.

Los motores de dos tiempos dependen de un barrido eficaz para funcionar correctamente. Este proceso elimina los gases de escape de la combustión del ciclo anterior y permite la recarga con una mezcla limpia de aire y combustible. Si el barrido falla, la mezcla de gases de escape no combustibles con la nueva mezcla puede producir una carga total que no se enciende correctamente. Solo cuando esta carga se enriquece con un segundo volumen de mezcla limpia vuelve a ser inflamable. De esta forma, el motor comienza a encenderse cada dos ciclos (cada cuatro tiempos), en lugar de hacerlo correctamente en cada ciclo. ^{[ 1 ]} El funcionamiento en cuatro tiempos comienza gradualmente, por lo que el motor empieza a funcionar con una mezcla impredecible de ciclos de dos y cuatro tiempos. En casos graves, esto puede incluso convertirse en un funcionamiento en seis u ocho tiempos. ^{[ 1 ]}

El barrido de los motores pequeños de dos tiempos se basa en el barrido inercial mediante el efecto Kadenacy . A bajas revoluciones y bajas velocidades de flujo de gas, este efecto se reduce. Por lo tanto, el barrido se vuelve menos efectivo al ralentí, y es precisamente al ralentí (ya sea a bajas revoluciones o con poco acelerador) cuando es más probable que se produzca un problema de cuatro tiempos. ^{[ 1 ]} El barrido Schnuerle o de bucle se considera menos propenso que el barrido cruzado, más simple. ^{[ 1 ]}

El funcionamiento a cuatro tiempos no se debe a una mezcla demasiado rica, como se cree comúnmente , aunque esto puede empeorarlo. ^{[ i ]} Tampoco se debe a mezclas excesivas de aceite y combustible para la lubricación. ^{[ ii ]}

Cuando un motor de cuatro tiempos finalmente se enciende, el exceso de mezcla de la carrera de combustión anterior fallida provoca una presión excesiva en el cilindro. Esta presión puede llegar a ser casi el doble de la normal, lo que genera un ruido excesivo y, potencialmente, la falla de los cojinetes sobrecargados en la biela. ^{[ 2 ]}

El funcionamiento de un motor de cuatro tiempos es particularmente ruidoso, especialmente cuando el motor es relativamente silencioso y el vehículo está parado al ralentí. En algunos casos, sobre todo con motores de dos tiempos instalados en automóviles, se puede instalar un silenciador de escape adicional para compensar este ruido. ^{[ 3 ]}

El motor de cuatro tiempos es problemático cuando se requiere un motor silencioso y dócil, y también cuando la carga sobre el motor cambia repentinamente. ^{[ 4 ]}

Retrasar el encendido reduce el efecto de cuatro tiempos, ya que permite más tiempo para que el barrido surta efecto. Los motores de dos tiempos, cuando funcionan a baja potencia, son menos sensibles a los cambios en el encendido que los de cuatro tiempos. Si se retrasa el encendido para posiciones bajas del acelerador, desde quizás 35° antes del punto muerto superior a velocidades normales hasta el punto muerto superior o incluso 10° después del PMS a ralentí lento, el motor funciona bien sin efecto de cuatro tiempos. Abrir el acelerador y, simultáneamente, adelantar el encendido, permite una rápida aceleración. Este sistema se utiliza ampliamente en motores fueraborda marinos , particularmente cuando se utilizan para remolcar esquiadores acuáticos . ^{[ 1 ]}

Los motores bicilíndricos o multicilíndricos pueden mejorar el barrido a baja velocidad hacia un cilindro desactivando el otro a bajas velocidades. Esto puede hacerse simplemente cortando la chispa de encendido de uno, aumentando así la carga en el otro cilindro y, por lo tanto, la potencia y el flujo de gas requeridos. ^{[ 5 ]} Esto tiene el inconveniente de desperdiciar combustible en el cilindro no encendido, con el riesgo potencial de engrasar su bujía y obstruir el sistema de escape. De forma más sofisticada, como se hizo en algunos motores fueraborda Johnson, el conducto de transferencia de un cilindro puede cerrarse mediante una mariposa de aceleración adicional, desactivando completamente ese cilindro y aislándolo de la mezcla de combustible y aire. ^{[ 5 ]} Esto evita el riesgo de ensuciamiento por aceite y dirige todo el flujo de gas a través del cilindro en funcionamiento, aumentando considerablemente la economía de combustible.