Ti sei mai chiesto perché devi aggiungere olio alla riserva di carburante della tua motosega? O perché alcune moto da cross hanno una nota di scarico più acuta rispetto ad altre?
Siamo stati tutti gravati dal lavoro in giardino o al volante di un'auto. Ma ciò non significa che hai avuto l'opportunità di immergerti nelle specifiche dei motori a 2 e 4 tempi. In effetti, potresti non aver saputo che c'era una differenza fino a quando qualcuno non ha parlato di 2 colpi durante una conversazione.
Non c'è niente di cui vergognarsi. Il nocciolo della questione è che la maggior parte delle persone fa affidamento solo su motori a 4 tempi. E anche questo sta cambiando man mano che le auto elettriche, le motociclette e gli attrezzi da giardino diventano più importanti nella vita quotidiana. Ma se hai intenzione di entrare in qualcosa relativo al motore, avrai bisogno di conoscere la differenza. Non preoccuparti, The Drive è sul caso!
Innanzitutto, 2 tempi e 4 tempi sono termini che si riferiscono alla durata del ciclo del motore. Per capire meglio cosa significano questi termini, dobbiamo iniziare schiarendo la mente. Sbarazzati di tutto ciò che sai sui motori a pistoni, a parte il fatto che hai un pistone che si sposta continuamente su e giù all'interno della camera di combustione.
Visualizza quel pistone che si muove su e giù. La potenza che guida questo movimento proviene dall'accensione o dalla combustione della miscela, che spinge il pistone verso il basso con una forza tremenda. L'accensione è l'obiettivo principale, ma il carburante e l'aria devono prima entrare nella camera perché ciò avvenga. Quindi deve essere compresso per massimizzare la quantità di energia che verrà dall'ustione. Una volta compresso, avviene l'accensione. Ma prima che il ciclo possa ricominciare, lo scarico della miscela esaurita deve uscire dalla camera.
Il termine "corsa" deriva dal movimento del pistone durante tutto il ciclo del motore. Il numero corrispondente si riferisce al numero di volte che il pistone deve viaggiare all'interno della camera per completare tutte le funzioni. In poche parole, i 4 tempi raggiungono questi obiettivi con quattro colpi, mentre i 2 tempi lo fanno in due, avete indovinato.
Il ciclo a 4 tempi apparve per la prima volta nel lontano 1861, quando un uomo di nome Nicholas Otto inventò il progetto. Ecco perché potresti averlo sentito chiamare il "ciclo dell'Otto" in rare occasioni .
Questo metodo dedica un tratto a ciascuna delle quattro funzioni discusse in precedenza. Ma non è l'unica caratteristica distintiva di questo tipo di motore. Il modo in cui il carburante e l'aria entrano ed escono dalla camera è fondamentale per questo progetto. È qui che entrano in gioco l'albero a camme e le valvole a fungo nella parte superiore della camera di combustione.
Analizziamo il ciclo a 4 tempi. In un motore a 4 tempi, il ciclo inizia con la fase di aspirazione. Mentre il pistone si sposta verso il basso, l'albero a camme si sposta nella posizione che apre la valvola di aspirazione. Il vuoto dal movimento verso il basso del pistone aspira la miscela di aria e carburante attraverso quella valvola. Una volta che il pistone raggiunge il fondo della camera, non può più aspirare aria e la valvola di aspirazione si chiude.
Dopo la corsa di aspirazione, il pistone inizia a risalire la camera per comprimere la miscela. Una volta che il pistone raggiunge la parte superiore della camera, avviene l'accensione, spingendolo nuovamente verso il basso con tutte le valvole che rimangono chiuse durante la durata delle fasi di compressione e accensione. Dopo la fase di accensione, la valvola di scarico si apre, consentendo al pistone di spingere la miscela esausta fino a raggiungere la parte superiore della camera. La valvola di scarico quindi si chiude e il ciclo ricomincia.
Abbastanza divertente, i motori a 2 tempi apparvero poco dopo i 4 tempi quando un uomo di nome Sir Dugald Clerk inventò il primo progetto di successo nel 1878.
Una volta compresi i fondamenti del ciclo a 4 tempi, è molto più facile mettersi al passo con i motori a 2 tempi. Prima di poter approfondire il modo in cui il motore a 2 tempi completa il suo ciclo, dobbiamo eliminare alcune parti su cui si basano i motori a 4 tempi.
I motori a 2 tempi non hanno un albero a camme, né valvole, come potresti trovare in un 4 tempi. Sono invece dotati di un sistema di valvole a manicotto in cui esistono due porte permanentemente aperte adiacenti l'una all'altra nella parete del cilindro. Questi sono noti come porta di scarico e porta di ingresso. Il pistone stesso funziona come la valvola che controlla il flusso da e verso entrambe le porte.
È importante notare che la porta di scarico in genere si trova più in alto della porta di ingresso perché questa configurazione consente più tempo allo scarico di fuoriuscire in questo ciclo.
Questa disposizione consente lo scarico, l'aspirazione e la combustione delle miscele di carburante durante la stessa corsa. Dal punto di accensione, il pistone inizia a viaggiare verso il basso. Una volta che il pistone si è spostato così lontano, espone la porta di scarico consentendo alla miscela di combustibile esaurito di iniziare a lasciare la camera. Man mano che il pistone continua, la posizione inizierà a scoprire la porta di ingresso in modo che inizi a entrare una miscela di carburante fresca. Una volta che il pistone raggiunge il fondo, inizia a risalire mentre continua a spingere fuori lo scarico rimanente e a comprimere la nuova miscela di carburante fino a coprire la porta e funziona solo per comprimere la miscela di carburante fresca. L'accensione ricomincia il ciclo.
Un componente chiave di questo ciclo è la valvola lamellare nelle applicazioni ad alte prestazioni. Questa valvola esiste all'interno della porta di ingresso e consente al vuoto della corsa verso il basso del pistone di aspirare il carburante ma non di spingerlo indietro quando il pistone crea pressione durante la corsa verso l'alto.
Una caratteristica unica dei due tempi è che il carburante in arrivo va anche al carter. I motori a due tempi utilizzano un sistema di lubrificazione a perdita totale in cui il carburante viene utilizzato per lubrificare il gruppo rotante. Ecco perché è necessario aggiungere olio speciale per motori a 2 tempi al carburante di questi motori.
Il ciclo del motore gioca un ruolo significativo nelle prestazioni, ma nessuno dei due è universalmente superiore all'altro.
Solo per i calci, iniziamo parlando dei chiari vantaggi del 2 tempi. Poiché ha un ciclo molto più veloce, può produrre molta più potenza senza aumentare la cilindrata. In alcuni casi, la potenza erogata è più del doppio di quella di un motore a 4 tempi di simili dimensioni. I 2 tempi producono la massima potenza a regimi molto più elevati, ma il ciclo abbreviato consente al motore di raggiungere velocità elevate in un periodo molto più breve, aumentando efficacemente la risposta dell'acceleratore.
Non è tutto in termini di prestazioni. I 2 tempi sono molto più leggeri dei 4 tempi. I 2 tempi non hanno un valvetrain, che è il contributo più significativo al risparmio di peso. Quindi non solo un motore a 2 tempi è più potente, ma può pesare quasi il 50% in meno rispetto al suo equivalente a 4 tempi, con un rapporto potenza/peso significativamente migliore.
Un altro vantaggio del design a 2 tempi è che può funzionare con qualsiasi orientamento perché l'erogazione del carburante non dipende dall'alimentazione per gravità, il che è l'ideale per una serie di applicazioni.
Se i 2 tempi sono in grado di creare più potenza, allora perché non li vediamo più spesso? Ci sono due ragioni significative per questo. Per prima cosa, non sono durevoli come un 4 tempi, né sono esattamente rispettosi delle emissioni. Un altro fattore è che non sono così facili da controllare per l'automobilista medio.
In sostanza, la durata relativamente elevata e la natura meno inquinante sono il motivo per cui tendiamo a favorire i motori a 4 tempi per i motori multicilindrici che utilizziamo in auto, camion e altri grandi veicoli stradali.
L'elevata potenza di un 2 tempi e la capacità di erogare una potenza elevata senza aumentare le dimensioni e il peso ne fanno la scelta ovvia per altre applicazioni. Applicazioni come veicoli fuoristrada ad alte prestazioni e attrezzature da prato che si basano sia su un basso rapporto potenza / peso e necessitano di un motore che possa funzionare in un orientamento favoriscono i 2 tempi.
Tuttavia, è importante non escludere i 4 tempi in nessuno di questi segmenti. La durata e la coppia ai bassi regimi di questi motori hanno i loro vantaggi. Per prima cosa, i veicoli o le attrezzature utilitarie che si affidano a 4 tempi sono più facili da mantenere. Come per le auto, la coppia ai bassi regimi è più gestibile e richiede meno abilità per essere controllata in sicurezza, rendendo l'esperienza molto più piacevole per motociclisti e operatori.
Ciò non significa che non ci siano eccezioni alla regola. "In passato", potresti persino trovare motori diesel industriali che utilizzano il ciclo a 2 tempi.
Impara.
La corsa deriva dal movimento del pistone nella camera di combustione. Entrambi i cicli si spiegano da soli. Il numero corrispondente si riferisce al numero di volte che il pistone deve viaggiare per completare le quattro funzioni necessarie al funzionamento di un motore.
Le valvole a fungo sono le valvole utilizzate nei motori a 4 tempi. Per lo meno, questi motori avranno due valvole per cilindro. La valvola di aspirazione consente l'ingresso di carburante e aria nella camera e le valvole di scarico consentono l'uscita della miscela esaurita.
Un altro componente fondamentale dei motori a 4 tempi. Questo è il componente responsabile dell'apertura delle valvole nella camera di combustione. È collegato all'albero motore e deve essere sincronizzato correttamente affinché le valvole si aprano e si chiudano al momento giusto.
I motori a 2 tempi si basano su porte che lavorano con il pistone per creare un sistema di valvole a manicotto. Man mano che il pistone attraversa queste porte, consentono al combustibile esaurito di uscire dalla camera e di entrare nella miscela fresca.
Una valvola lamellare è presente sulla porta di aspirazione nei motori a 2 tempi ad alte prestazioni. Questo semplice sistema di valvole consente al carburante di entrare nella camera a causa del vuoto creato dal pistone che si sposta verso il basso, ma non lascia che il carburante venga espulso durante la corsa verso l'alto del pistone.
Hai delle domande, The Drive ha risposte!
R: Il motore a 4 tempi differenza primaria completa tutte le funzioni del motore con quattro tempi, mentre un 2 tempi le completa in due. Ci sono anche alcune differenze significative nei componenti utilizzati e nella lubrificazione di questi motori.
R: I motori a 2 tempi contribuiscono in modo significativo all'inquinamento veicolare. Poiché utilizzano porte invece di valvole, il carburante incombusto può lasciare la camera e aumentare le emissioni. Questo è il motivo per cui sono in genere limitati per l'uso in veicoli fuoristrada e applicazioni con motore di piccole dimensioni.
R: I motori a 2 tempi completano tutte le funzioni più rapidamente dei motori a 4 tempi. Hanno anche meno parti, il che le rende più leggere. L'aumento della velocità del motore e un migliore rapporto peso/potenza contribuiscono entrambi a migliorare le prestazioni dei veicoli dotati di questi motori.
R: Il motivo principale per cui non vediamo motori a 2 tempi utilizzati nelle auto è dovuto alle loro emissioni. Inoltre, in genere non sono durevoli o facili da controllare come un 4 tempi.
R: L'olio viene aggiunto al carburante a 2 tempi per applicazioni come le moto da cross perché il carburante funge anche da lubrificante per il motore. Un motore a 4 tempi può bruciare quel carburante, ma può causare problemi. Può danneggiare la pompa e i filtri, motivo per cui non dovresti mischiare i due.
Scopri di più sui motori a 2 e 4 tempi con questo video.
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