En el cilindro del motor que funciona según el ciclo de 2 tiempos, se denominan lumbreras a las aberturas que tienen la finalidad de permitir la admisión del aire fresco o mezcla aire-combustible y la expulsión de los gases quemados. El pistón, establece las fases, es decir el instante y la duración de la apertura y del cierre de ambas lumbreras.
Las lumbreras de admisión se abren cuando el pistón las deja al descubierto durante un breve instante durante el cual el aire fresco debe ingresar al cilindro. Las lumbreras de escape se abren al final de la expansión, con un ligero avance respecto a las lumbreras de admisión, cuando el escape ya se ha producido en parte y ha disminuido la presión en el cilindro, de manera que se evite que los gases quemados se escapen por las lumbreras de admisión; efectivamente, la apertura de las lumbreras de barrido debe producirse sólo cuando la presión de alimentación es superior a la que existe en el cilindro.
Este proceso en los motores diesel medianos y grandes se realiza por lo general con la ayuda de una bomba de barrido.
En los motores chicos y de ciclo Otto, se realiza mediante un conducto de transferencia que trabaja con la compresión de la mezcla aire-combustible que se realiza en el cárter del mismo motor cuando el pistón baja.
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| Bomba de Barrido en un motor Diesel de 2 tiempos. |
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| Motor de ciclo Otto de 2 tiempos con barrido por compresión en el cárter. |
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| Funcionamiento del conducto de transferencia. |
Las lumbreras deben ser poco altas para no disminuir excesivamente la fase útil del pistón y la compresión; esta última comienza cuando la lumbrera de escape está completamente cerrada, por lo cual la relación de compresión real es bastante inferior que la de compresión geométrica (mucho más de lo que ocurre con un motor de 4 tiempos). Por tanto, las dimensiones de las lumbreras se estudian casi exclusivamente en función del momento y de la duración de apertura, mientras que para la obtención de las secciones de paso y, por consiguiente, los caudales necesarios hay que modificar el desarrollo de las mismas.
La anchura (la circunferencia de una abertura en el cilindro) no debe ser excesiva, para evitar la eventualidad de un bloqueo de los aros de pistón en correspondencia con la misma; en el caso de lumbreras de grandes dimensiones se recurre a la realización de «ventanas», es decir, a dividir la lumbrera en dos o más aberturas de amplitud reducida mediante paredes situadas en la dirección del movimiento del pistón. Respecto al estudio de la altura y las dimensiones de las lumbreras, deben tenerse en cuenta, además de las características de funcionamiento del motor (régimen de potencia y velocidad del pistón), también las dimensiones, puesto que, como todos los motores alternativos, el movimiento del pistón está influido por la relación biela-manivela.
Muchas veces, en pequeñas series se efectúa la mecanización de los conductos con el fin de reducir las pérdidas de carga que puedan producirse; al efectuar dichas mecanizaciones es necesario mantener la altura de las lumbreras, puesto que, si por un lado elevar las lumbreras, equivale a avanzar y prolongar las fases de escape y de barrido (durante la carrera descendente del pistón), por otro lado aún se retrasa más el cierre (durante la carrera ascendente), con la consiguiente reducción del rendimiento volumétrico (pues entra un volumen de fluido menor).
FUENTES:
MJD
https://diccionario.motorgiga.com/diccionario/lumbreras-del-cilindro-definicion-significado/gmx-niv15-con194700.htm
https://www.apuca.com.ar/NOTAS/Motores4.htm
