Il motore a due tempi è ancora prevalentemente utilizzato in alcune tipologie di mezzi nautici e soprattutto nei motocicli, come gli off road e in genere in quelli di piccola e media cilindrata, e cioè i 50, 125 e 150 cc. Nel mondo automobilistico, invece, è praticamente scomparso, sostituito ormai da decenni dai motori a quattro tempi, sia Diesel che benzina.
La differenza sostanziale tra un motore a 2 tempi e uno a 4 tempi è che il primo completa l’intero ciclo di funzionamento in due corse del pistone, mentre il secondo richiede quattro corse per completare le quattro fasi (aspirazione, compressione, espansione, scarico), risultando più efficiente ma meno potente a parità di cilindrata. Questo significa che in un due tempi, le quattro fasi del ciclo si compiono nell’arco di un solo giro dell’albero motore, non due come invece avviene nei quattro tempi.
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Come funziona il motore a due tempi
Prima di analizzare vantaggi e svantaggi del motore a due tempi, è importante capire il suo funzionamento, e, quindi, come avviene il ciclo completo. Se nei motori a 4 tempi la prima e l’ultima fase (aspirazione e scarico) sono controllate da due corrispondenti valvole che si aprono e si chiudono, nei motori a due tempi il movimento del pistone porta all’apertura e alla chiusura delle cosiddette luci, cioè feritoie poste all’interno del cilindro che si aprono e si chiudono al passaggio del pistone stesso:
- aspirazione-compressione: il pistone sale verso il Punto Morto Superiore (PMS) e chiude sia la luce di scarico che quella di travaso. La miscela aria-benzina-olio che si trova nella camera di combustione nella parte superiore del cilindro viene compressa. La luce di aspirazione, restando aperta, permette l’introduzione di nuova miscela all’interno del carter, situato nella parte inferiore del cilindro. Tale immissione è resa possibile dalla depressione generata con la salita dello stesso. La compressione favorisce, con il successivo scocco della scintilla, l’innesco della combustione della miscela. Il pistone si alza chiudendo la luce di travaso e la luce di scarico;
- scarico-travaso: l’espansione provocata dalla combustione della miscela spinge questa volta il pistone verso il basso, cioè verso il Punto Morto Inferiore (PMI). La luce di aspirazione si chiude e si aprono quelle di scarico e di travaso. La miscela contenuta nel carter al di sotto del pistone viene spinta verso la parte superiore del cilindro, prendendo il posto dei gas prodotti dalla combustione, i quali fuoriescono dalla luce di scarico. Questa spinta avviene attraverso la differenza di pressione fra la miscela fresca e quella combusta.
Vantaggi e svantaggi di un motore a due tempi
I vantaggi e le caratteristiche di funzionamento di un motore a due tempi, che rendono questo sistema particolarmente apprezzato da tutti gli appassionati di motociclismo, rappresentano contemporaneamente degli svantaggi. Ciò ha contribuito a farli sparire con l’avvento delle nuove normative antinquinamento.
Il motore a due tempi è più leggero e meno complesso di un quattro tempi. Infatti, non necessita di valvole e dei conseguenti sistemi di lubrificazione, rendendo il tutto più semplice anche dal punto di vista della manutenzione. Il motore, perciò, sviluppa più potenza, anche a parità di cilindrata, fornendo un’accelerazione più scattante, rendendolo perfetto per le piccole moto.
Ciò che rende il due tempi facile, potente e scattante lo rende però problematico dal punto di vista della combustione. Infatti, il fatto che la miscela oltre ad aria e combustibile includa anche olio, fa sì che porti ad emissioni più tossiche. La combustione nei motori a 2 tempi è generalmente peggiore rispetto ai 4 tempi perché il processo di lavaggio non è separato dalle altre fasi del ciclo. Durante questa fase, la miscela fresca di aria e carburante entra nel cilindro mentre i gas di scarico vengono espulsi, e questo porta a una parziale fuoriuscita della miscela non bruciata verso l’ambiente esterno (oltre il 20% della carica fresca bypassa verso lo scarico). Ciò comporta una combustione meno completa, maggiore spreco di carburante e un aumento delle emissioni.
Come già anticipato, l’avvento di normative antinquinamento sempre più stringenti ha portato all’uscita completa dal mercato automobilistico e motociclistico dei motori due tempi. Sono veramente poche le applicazioni che consentono l’applicazione di questo propulsore particolare.
