Differenza tra motore a 2 e 4 tempi

Non tutti i motori sono uguali, esistono differenze anche importanti nel loro funzionamento. Ad esempio, molti avranno sentito parlare di motori a due tempi e motori a quattro tempi. Di cosa si tratta? Quali sono le differenze principali? Dove vengono impiegati i diversi motori? Andiamo ad analizzare nel modo quanto più semplice possibile questo aspetto della tecnica.

IL MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA
I motori a combustione interna o endotermici, definiti poco precisamente anche motori a scoppio, hanno un funzionamento suddiviso in quattro fasi, come dovrebbe essere noto a chiunque abbia sostenuto l’esame teorico per la patente di guida: aspirazione, compressione, espansione, e scarico. Tra la fine della compressione e l’inizio dell’espansione avviene la combustione.
Ci sono due sottocategorie di motori endotermici: quelli funzionanti ad accensione comandata detti anche a ciclo Otto (dal nome dell’inventore Nikolaus August Otto); quelli ad accensione spontanea o ciclo Diesel (da Rudolf Diesel). Nel primo la combustione avviene tramite una scintilla prodotta dalla candela, nel secondo invece avviene spontaneamente in seguito all’aumento della temperatura di aria e carburante provocato dall’enorme pressione nella camera di scoppio, molto superiore rispetto ad un motore a ciclo Otto. I motori a ciclo Otto funzionano generalmente a benzina, quelli a ciclo Diesel usano gasolio. Entrambi possono funzionare a due o quattro tempi.

DUE E QUATTRO TEMPI, DOVE SI USANO
Nel trasporto terrestre oggi la quasi totalità degli autoveicoli usa motori a quattro tempi. I motori a due tempi sono invece stati utilizzati a lungo nei motoveicoli, soprattutto quelli più piccoli ed economici, cioè i ciclomotori, e funzionano tutti a ciclo Otto, quindi usano benzina, però miscelata ad olio, vedremo dopo perché. Esiste ancora qualche motore a due tempi per autoveicoli, diesel, ma si tratta esclusivamente di alcuni speciali autocarri o mezzi militari. Sono invece largamente impiegati i due tempi nei motori marini, sempre diesel, e nei motori stazionari per la generazione di elettricità. Ci sono stati anche casi di automobili con motore a due tempi. I più celebri furono la microcar italiana degli anni ’50, la Isetta, prodotta dalla Iso Rivolta di Desio, poi la infima Trabant della Germania Est di sovietica memoria.

LE DIFFERENZE TRA I DUE E QUATTRO TEMPI

La differenza fondamentale fra le due tipologie di funzionamento è la seguente: in un motore a quattro tempi le fasi avvengono durante due rotazioni dell’albero motore, cioè due corse complete del pistone; invece in un motore a due tempi le fasi avvengono durante una sola corsa. I movimenti del pistone sono appunto i tempi. Poiché ogni corsa comprende due movimenti, ecco da dove derivano le espressioni a due tempi e a quattro.
Quindi, proprio perché ad ogni giro dell’albero il motore a due tempi permette di ottenere due combustioni invece di una, teoricamente esso consentirebbe di ottenere il doppio della potenza rispetto ad un motore a quattro tempi, a parità di cilindrata e altre caratteristiche; oppure la stessa potenza ma con la metà della cilindrata. Ecco perché i due tempi sono stati molto diffusi sulle moto.
Un’altra caratteristica importante, che lo rendeva più economico, era il fatto che il motore a due tempi non possedesse distribuzione. Cioè non esistevano le valvole; aria e benzina entravano da un’apposita finestrella e i gas di scarico uscivano da un’altra. Tali finestrelle, chiamate luci, venivano chiuse e aperte dal pistone stesso durante la sua corsa.
Inoltre l’olio per la lubrificazione del motore non era raccolto da una coppa e inviato da una pompa; invece veniva miscelato insieme alla benzina direttamente nel suo serbatoio, ecco perché si dice che le moto a due tempi vanno a miscela.

L’ARIA ANDAVA IN FUMO

I vantaggi della semplicità ed economicità di un motore a due tempi però erano però compensati da uno svantaggio enorme, oggi divenuto ancora più grave. Proprio per il fatto di bruciare nella combustione anche l’olio, gli scarichi espellevano sostanze inquinanti in quantità enormi. Ogni volta ci passa accanto un motorino che ancora usa la miscela, ce ne rendiamo conto immediatamente, dall’odore terrificante di olio bruciato e dalla scia di fumo ben più consistente anche di quella di qualsiasi vituperato motore diesel.
Inoltre il sistema delle luci di aspirazione e scarico era poco efficiente in termini di rendimento; quindi nel tempo sono state aggiunte anche ai motori a due tempi valvole e altri organi, vanificando la semplicità e l’economicità iniziale.
Il problema maggiore però è sempre stato quello dell’inquinamento. L’ingresso delle norme sulle emissioni con limiti sempre più stringenti ha portato alla quasi totale scomparsa dei motori a due tempi. Ogni tanto si parla di un possibile ritorno degli investimenti da parte dei produttori motociclistici sui due tempi, tramite l’elettronica evoluta di oggi che li renderebbe poco inquinanti. Ma al momento la generalità del mercato è sui quattro tempi.