Autoveicolo

Ho imparato a smontare un motore a 4 tempi, la testata, albero a CAM.

Motori a quattro tempi sono motori termici comunemente usati nelle automobili; ne esistono vari tipi, in grado di bruciare molti tipi di combustibili fossili o naturali, come benzina, gasolio, metano, GPL.
Nei motori ad accensione comandata le valvole di aspirazione si aprono per consentire l'ingresso della carica, che nei motori ad iniezione diretta è solo comburente (tipicamente aria) mentre per i motori ad iniezione indiretta o a carburatori consiste nella miscela preformata di combustibile-comburente. Il pistone scende dal punto morto superiore (PMS) al punto morto inferiore (PMI): durante questo tragitto la biella compie 1 corsa e la manovella ruota di 180°. Scendendo, le due creano una forte depressione nella camera di combustione, grazie alla quale, insieme all'inserimento di carburante da parte di un iniettore, la camera si riempie della quantità di carburante calcolata dalla centralina elettronica sulla base della pressione sul pedale dell'acceleratore.
Per i motori diesel si hanno solo l'aspirazione d'aria e l'iniezione diretta.

Il motore a due tempi è un tipo di motore a combustione interna: alimentato da un impianto d'alimentazione, scarica i prodotti esauriti (gas di scarico) tramite un impianto di scarico.

Fu inventato dall'ingegnere Dugald Clerk nel 1879 e sperimentato per la prima volta nel 1880 da Karl Benz.

Una caratteristica che distingue il motore a due tempi (escludendo i modelli con ammissione a disco rotante e le esigenze dell'impianto di accensione) dal quattro tempi è quella di poter funzionare perfettamente in entrambi i sensi di rotazione. Questo è permesso dal fatto che le luci di scarico/travaso vengono aperte e chiuse dal pistone in maniera speculare rispetto al punto morto inferiore, dove la luce di scarico è la prima ad aprire e l'ultima a chiudere. Al contrario, nel 4 tempi la simmetricità non c'è perché deve essere aperta soltanto una delle due valvole (salvo nel breve periodo dell'incrocio, in cui sono aperte entrambe), e tassativamente in modo asimmetrico rispetto al punto morto inferiore.

Il ciclo termodinamico del motore a due tempi si sviluppa completamente in un'unica rotazione dell'albero motore, ma la successione completa delle varie fasi che interessano il fluido motore avviene nell'arco di una rotazione, questo perché il pistone svolge una doppia funzione, come meglio spiegato di seguito.

Aspirazione

Il pistone, in salita verso il PMS (Punto Morto Superiore), crea una depressione nel carter pompa, e contemporaneamente apre la luce di aspirazione. Nel caso del piston port questa apertura avviene con fasatura simmetrica rispetto al PMS, con ovvi svantaggi, mentre nel caso della valvola rotante l'apertura ha una fasatura fissa, ma ottimizzata per il miglior rendimento in un certo campo di regimi di rotazione. È invece la depressione presente nel carter a provocare l'apertura automatica della valvola lamellare, con fasatura variabile. La depressione (0.2-0.4 bar) richiama la miscela fresca (aria-benzina) dalla luce di aspirazione immettendola nel carter pompa, che la porterà nel cilindro attraverso le luci di travaso nella fase successiva.

Pre-compressione e Lavaggio

Durante la discesa del pistone verso il PMI (Punto Morto Inferiore) avviene la compressione della miscela nel carter pompa, con un rapporto di compressione compreso tra 1,20:1 e 1,45:1. Nel momento in cui si aprono le luci di travaso, esaurita l'eventuale sovrappressione residua della fase di scarico, la miscela fresca aria-benzina entra nel cilindro anche grazie alla depressione generata dalla parte iniziale dell'impianto di scarico, che aiuta il travaso dei gas freschi, durante questa fase parte di questa miscela esce anche dalla luce di scarico, mista a gas combusti.

Compressione

Il pistone, risalendo dal PMI, occlude dapprima le luci di travaso, poi quelle di scarico. Fra queste due fasi può avvenire una prima compressione causata dall'onda di pressione riflessa dal controcono dell'impianto di scarico, se quest'ultimo è del tipo risonante (detto anche "ad espansione" per via della notevole variazione di sezione). In questo caso, una parte della miscela fresca rientra nel cilindro, anche se la quantità intrappolata è inferiore alla cilindrata, perché comunque è sempre presente una frazione di gas combusti.
Nella parte finale della compressione la carica fresca viene movimentata dall'anello di squish se presente, generando una forte vorticosità che consente una combustione migliore ed un aumento del rendimento termodinamico.

Accensione ed espansione

L'accensione, avviata da una candela, avviene con anticipi nettamente inferiori a quelli tipici del 4 tempi nel caso del motore ad accensione comandata, grazie alla forma più razionale della testa permessa dall'assenza delle valvole a fungo. L'eventuale presenza dell'area di squish consente rapporti di compressione molto elevati senza incorrere in fenomeni deleteri, come la detonazione; inoltre nel 2 tempi è possibile utilizzare un impianto di accensione ad anticipo costante senza una eccessiva perdita di rendimento.
Dopo il PMS inizia l'espansione, che si interrompe all'apertura della luce di scarico per via del brusco calo di pressione, tuttavia non vi è una perdita notevole di rendimento rispetto ad un 4 tempi, visto che entrambi richiedono una simile apertura anticipata delle valvole di scarico. Con il passare degli anni la luce di scarico dei due tempi si è via via ridotta, a favore di una sua estensione trasversale, in modo da guadagnare in corsa utile e rendimento, del tutto paragonabile a quello dei quattro tempi.

Scarico

In fase di discesa il pistone scopre la luce di scarico. L'espulsione dei gas combusti avviene per semplice differenza di pressione, e non per l'azione di pompaggio del pistone come nel 4 tempi. Lo scarico risuonante, se presente, velocizza questa fase, grazie alla depressione sviluppata dal primo tratto dello stesso, permettendo di ridurre l'altezza delle luci di scarico e aumentare il rendimento.
In alcuni casi, come nei motori con aspirazione lamellare e vano della valvola collegato ai condotti di lavaggio, questa depressione può addirittura influire sul "rapporto di lavaggio", aumentando la quantità di gas freschi che entrano nel cilindro.