Un intento de solucionar el inconveniente de la distribución simétrica en los motores de dos tiempos, fue la aparición de los motores de dos pistones. En motores de dos tiempos diésel se adopto una configuración con pistones opuestos, sin embargo en el pequeño espacio de las motocicletas se tuvo que ir a una disposición en U mucho más compacta y adecuada para la finalidad de estas mecánicas.
En la imagen siguiente se comparan diferentes métodos de barrido para motores de dos tiempos;
Se trataba de motores de dos cilindros con una sola cámara de
combustión, con bielas independientes o dobles, en las que las marcas
Puch, Triumph-TWN y Garelli, fueron las más insistentes en desarrollar
este concepto. El concepto de motor se denomina Split-single engine.
La idea de un motor monocilíndrico con dos pistones en la misma cámara de combustión se le ocurrió en 1912 Adalberto Garelli, Ingeniero Mecánico y por entonces director técnico de la marca Bianchi, la cual abandonó ya que durante este periodo, ganó una competición organizada por el ejército italiano para diseñar una motocicleta que usó el motor que él diseñó, por lo cual en 1919 funda la fabrica Italiana de motocicletas Garelli.
El sistema diseñado por Garelli consistía en dos cilindros fundidos en un mismo bloque, los cuales compartían una misma cámara de combustión y funcionaban en paralelo, conectados ambos mediante una larga muñequilla y una única biela. Este sistema demostró su acertado diseño al vencer en su debut la competición de larga distancia Milan – Nápoles, a la que seguirían muchos otros éxitos deportivos.
El diagrama de distribución que se obtenía con el motor de dos pistones era asimétrico, esto permitía ajustar de forma optima los tiempos de escape para realizar una renovación de la carga minimizando los arrastres de mezcla fresca por el escape.
Otro fabricante que incorporó el motor de dos pistones fue ISO (1948-1962), fundada por el italiano Renzo Rivolta. A continuación mostramos el motor de la motocicleta ISO Meteor 200cc que fue vendida en España en los años 60s del siglo XX;
En la figura 3b y 3c del motor ISO 200cc se observa que el pistón que gobierna las lumbreras de admisión, se mueve con un cierto desfase respecto al pistón que regula las lumbreras de escape. Esto conduce a que:
- El comienzo del escape se produce con notable adelanto sobre el comienzo de la admisión (fig. 3b). - El cierre del escape se produce también con adelanto sobre el cierre de la admisión (fig. 3c). - La aspiración queda cerrada más tiempo durante la subida del pistón (fase de aspiración del cárter) que durante el descenso el pistón (fase de compresión en el cárter).
Las ventajas del motor de dos pistones son las siguientes: - Por efecto de las características 1) y 2) se consigue una mejor eliminación de los gases quemados, y queda prácticamente anulado el escape de los gases frescos. Por efecto de la característica 3) se consigue una disminución de entrada de la mezcla fresca en el cárter - El resultado de todo esto es un mejor llenado de los cilindros y en consecuencia un mayor rendimiento térmico y menor consumo comparado con los motores de dos tiempos de la época. Además se comporta bien a regímenes reducidos, con gran regularidad de marcha, generando el par motriz de manera más uniforme en un amplio rango de funcionamiento. - Este motor también tiene las cualidades de ser mecánicamente robusto, sencillo y no precisar órganos especiales de mando como válvulas, árbol de levas, etc.
Los inconvenientes del motor de dos pistones son: - El mayor peso de la suma de todos los elementos móviles que entran en acción, eleva las inercias que implican que este motor sea lento de respuesta. - Las perdidas por rozamiento también se ven aumentadas. - Debido a la diferencia de temperaturas entre el cilindro de escape y el de admisión, se crean gradientes de temperatura, que limitan la obtención de altos rendimientos. - La forma de la culata alargada facilita la detonación y en consecuencia limita las relaciones de compresión elevadas que conducen a óptimos rendimientos. - El largo recorrido de los gases dificulta alcanzar elevadas revoluciones, además los diámetros de dos pistones son pequeños por tanto limita las dimensiones de las lumbreras. Como consecuencia de las bajas rpm, la potencia máxima esta limitada.
A pesar de las ventajas que ofrecía el motor de dos pistones, por diversos motivos no se generalizó demasiado, y en consecuencia los motores de dos tiempos fueron perdiendo su competitividad durante algunos años, hasta que la llegada en los años 30 del siglo XX de la marca alemana DKW y sus máquinas con elevada tecnología, impulsaron nuevamente la difusión de este tipo de motores.
En el año 1932, DKW encargaba los servicios del famoso ingeniero Arnold Zoller, creador de la marca de compresores volumétricos que llevan su nombre, el cual proyectó una nuevo motor de carreras de 175 y 250 cc, también con motores de dos tiempos de doble pistón compartiendo una misma cámara de combustión, compresor de pistón y refrigeración mixta por aire y agua, con la cual posteriormente ganaron en el “TT de la Isla de Man” en el año 1938.
Uno de estos motores diseñados por Zoller era el modelo denominado DKW ULD 250, que se le adaptó un compresor con pistón vertical y proporcionaba un rendimiento extraordinario para la época, lo cual fue demostrado en competiciones de motocicletas, ya que consiguió el Campeonato de Europa de Velocidad en 1938 y 1939. Podía desarrollar una potencia máxima de 30 CV a 7.000 rpm y la motocicleta que lo llevaba superaba los 180 km/h velocidad máxima. Una característica de estos motores era el considerable ruido que generaban, absolutamente ensordecedor, tan elevado que incluso se dejaba de escuchar las demás máquinas de alrededor.
Estos motores con doble pistón y compresor demostraron ser muy eficaces en competiciones, pero su aplicación en motocicletas de venta al público fue muy limitada. Posteriormente la utilización del compresor fue prohibido en los grandes premios de motociclismo, entonces dejó de utilizarse en motocicletas de carreras y DKW tuvo que abandonar este sistema.
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