Perché un motore si
chiama Due tempi?
La risposta potrebbe essere perché con uno non ce la facciamo e con
quattro se ne sprecano due.....bando alle ciance, un motore si dice due
tempi quando un giro completo dell'albero motore si effettua con due
corse del pistone, le parti
in movimento si riducono infatti all'albero motore, alla biella ed al
pistone.
Data la semplicità
costruttiva, tutti sono portati a credere di conoscere tutto o quasi su
questi motori, ma in verità sono pochi quelli che li conoscono a fondo.
Il loro funzionamento, nonché i problemi di messa a punto, sono talmente
lontani dai motori a 4 tempi, che sono poche le analogie che si possono
fare tra questi due mondi.
Ora andrò ad esemplificarvi alcuni
concetti e spiegarne altri.
DIFFERENZE DA UN 4T:
Ecco le principali differenze
da un motore a 4T:
- manca completamente il
complesso della distribuzione (albero a camme, valvole, bilancieri,
ecc.), che viene sostituito dalle cosiddette 'luci' o meglio
feritoie ricavate sul cilindro, le quali vengono aperte/chiuse dal
moto alternativo del pistone.
- per ogni cilindro esiste un
proprio carter del manovellismo (o carter pompa), che deve essere a
perfettamente a tenuta e indipendente dagli altri.
- salvo casi particolari, non
esiste un impianto vero e proprio di lubrificazione, ma la stessa
avviene per lavaggio e a perdere, in quanto l'olio viene immesso
in/direttamente sul collettore di aspirazione e pertanto accompagna la
miscela di carburante in tutte le sue fasi.
- mentre nel motore a 4 tempi
abbiamo una fase attiva ogni due giri dell'albero motore, nel 2 tempi
si ha una fase attiva ogni giro ed è quindi anche per questo che
presenta potenze specifiche molto più alte dei 4T.
CICLO TEORICO
(fasi controllate dal pistone)
Aspirazione
Nella corsa di salita, il pistone determina una depressione nel
carter (che di solito è nell'ordine dei 0.2-0.4 bar) la quale richiama la miscela (aria/benzina) dalla 'luce' 'A'
che in generale è direttamente collegata con il carburatore tramite il
pacco lamellare.
Precompressione/Travaso
Nella fase di discesa, dopo l'occlusione della luce di 'A', il
pistone crea una pressione nel carter che determina il successivo
travaso della miscela nel momento che si apre la luce di travaso 'T'
Compressione
Durante la risalita, dopo la chiusura delle luci 'T' e 'S', avviene
la vera compressione, che raggiunge il massimo nel punto massimo
superiore o meglio, allo scoccare della scintilla sulla candela.
Espansione (fase attiva)
A seguito dell'innesco della miscela avviene l'espansione dei gas
(non lo scoppio, non è un cannone), e successiva onda di pressione che
tramite l'insieme pistone/manovellismo si trasforma in moto rotatorio
sull'albero motore.
Scarico
Durante la discesa nell'istante che viene scoperta la luce di scarico
'S', termina diciamo la fase espansione ed inizia quella di scarico.
Sfruttando ancora l'energia dei gas, gli stessi vengono espulsi dalla
camera di combustione verso l'esterno. Che raggiungono temperature
dell'ordine dei 650°, valore sensibilmente inferiore rispetto a quello
che si hanno nei motori a 4T.
Considerazioni
Come è possibile notare, da
questa breve descrizione, rispetto ad un motore a quattro tempi, dove le
fasi sono ben definite, qui abbiamo un vero accavallamento: la fase di
aspirazione è contrapposta alla compressione, il travaso all'espansione
ecc.
Dato che abbiamo una fase attiva per ogni giro dell'albero motore, si
potrebbe dedurre di poter ricavare una potenza specifica doppia rispetto
a quella ottenuta da un analogo motore con ciclo a 4 tempi.
Le cose purtroppo non sono così semplici, anzi i problemi di rendimento
che pone questo motore sono notevoli, tanto da limitare
considerevolmente la sua potenza utile.
Vero tallone di Achille, il famoso incrocio tra la miscela e i gas di
scarico. In tale situazione, come è ovvio immaginare, una parte dei gas
di scarico rimane nella camera e parte della miscela fresca (in arrivo
dai travasi) fuoriesce dallo scarico.
Infatti questo problema è legato alla cosiddetta simmetria della
distribuzione delle fasi di aspirazione e scarico. Come è possibile
notare nell'esempio sopraesposto, la fasatura imposta dalle luci di
aspirazione e scarico è per così dire uguale, l'inizio e la fine delle rispettive fasi
risulta simmetrico rispetto al piano orizzontale. Non è possibile
ottimizzare l'angolo di anticipo dell'inizio, senza penalizzarne la
fine.
Qua infatti entrano in gioco vari fattori come: il delicato studio della
espansione, alle valvole allo scarico o i risuonatori. In modi
diversi questi ultimi cercano appunto di non far perdere la carica
fresca, immessa nella fase di incrocio, e ottimizzare il rendimento del
motore.
