Motore a due tempi: che cos’è, come funziona e quanto inquina

Il motore può essere a due o a quattro tempi. In questo caso andremo a vedere nel dettaglio che cosa si intende quando si parla di motore a due tempi.

Cos’è il motore a due tempi

Il motore a due tempi è una particolare tipologia di motore a combustione interna. Ad inventarlo è stato l’ingegnere Dugald Clerk nel 1879 e sperimentato un anno dopo da Karl Benz. Il motore a due tempi viene alimentato attraverso un impianto di alimentazione in cui i gas vengono espulsi tramite un classico impianto di scarico. Il motore a due tempi è attualmente quello tipico delle moto di piccola cilindrata. La differenza principale e più evidente rispetto al motore a quattro tempi è la presenza di due fasi.

Come funziona motore a due tempi

Il motore a due tempi prevede due passaggi in una sola rotazione dell’albero motore. Nel primo passaggio il pistone sale verso il Punto Morto Superiore creando una depressione verso il Punto Morto Inferiore e contemporaneamente viene aperta la luce di aspirazione chiudendo di fatto la luce di scarico. Questa depressione richiama la miscela nella luce di aspirazione per l’inizio della combustione nell’apposita camera, dove la miscela giunge attraverso un condotto di travaso.

Nel secondo passaggio invece, il pistone scende verso il Punto Morto Inferiore, portando all’azione di travaso. Di seguito, il pistone risale bloccando nuovamente le luci di scarico e travaso e, successivamente, scende grazie alla deflagrazione dei gas. Scendendo verso il Punto Morto Inferiore viene riaperta la luce di scarico e travaso portando all’espulsione dei gas di scarico. Detto in parole semplici, nel motore a due tempi la fase attiva avviene ad ogni ciclo completo del pistone.

Differenze fra il motore a due tempi e il motore a quattro tempi

Per poter comparare la due tipologie di motori è necessario spiegare brevemente che cosa si intende per motore a quattro tempi. Questo è un motore in cui la combustione avviene in quattro passaggi, anziché due.

Nel quattro tempi i passaggi sono: Aspirazione, Compressione, Scoppio e Scarico. Durante l’aspirazione entra aria o la miscela aria-combustibile nel cilindro. Queste poi, verranno compresse dando inizio alla combustione. Il terzo passaggio è la fase dello scoppio, chiamata anche espansione, perché avviene un aumento volumetrico dei gas. Inoltre, in questo passaggio si verifica la fine della combustione. Lo scarico infine, porta all’espulsione verso l’esterno dei gas dal motore.

Diversamente dal quattro tempi, il motore a due tempi funziona a miscela con un ciclo di funzionamento ridotto della metà rispetto al quattro tempi. Inoltre, il motore a due tempi, a parità di cilindrata, ha una potenza maggiore. Si tratta di un motore molto più leggero e con meno componenti. Per un’azienda costruttrice il motore a due tempi è molto più semplice e veloce da realizzare, in quanto non presenta organi della distribuzione e la testa è costituita da un semplice coperchio del cilindro. Anche gli stessi costi di fabbricazione risultano decisamente contenuti mancando molte delle componenti presenti nel quattro tempi.

In più non bisogna dimenticare anche la possibilità di raggiungere alte potenze specifiche: a parità di regime di rotazione, in ogni cilindro del due tempi c’è un numero doppio di fasi utili. Ed ancora, lo scarico funziona anche come sovralimentatore a onde di pressione. Queste sono le differenze sostanziali tra un motore a due tempi ed uno a quattro tempi. A conti fatti, il due tempi è decisamente più consigliato rispetto al quattro tempi.

Ultime novità del motore a due tempi

A partire dal 2017 anche per le moto con motori a due tempi sono arrivati i motori ad Euro IV. Ricordiamo che questa è una classificazione standard europea basata sulle emissioni di inquinanti, che ha portato molte aziende a non realizzare più alcuni modelli a due tempi.

Altre però, hanno lavorato per sviluppare dei nuovi motori a due tempi con bassi livelli di inquinamento. In particolare, la casa austriaca KTM ha realizzato dei motori ad iniezione capaci di rientrare nei limiti di emissione in vigore.

Nel due tempi l’iniezione assume un aspetto decisamente diverso dal quattro tempi. In quest’ultimo caso, l’iniettore è integrato nel corpo farfallato. Nel due tempi la benzina viene iniettata nella camera di travaso dove c’è la miscelazione con l’aria, una soluzione più pratica rispetto alla iniezione diretta in quanto non richiede componenti specifici e può sfruttare la tecnologia del quattro tempi.

Diversa è invece, la lubrificazione che nel due tempi affida la sua gestione ad una pompa elettrica o un secondo iniettore. L’obiettivo della nascita di un motore a due tempi Euro IV è quello di abbassare i consumi a discapito, inevitabilmente, della potenza. KTM è molto attiva su questo fronte, ma ci si aspetta che anche molte altre aziende agiscano in questo senso. La casa austriaca infatti, è al top nella produzione di moto e lasciarle campo aperto sarebbe deleterio per la concorrenza.

Quanto inquina il motore a due tempi

Il motore a due tempi è più leggero e meno costoso per le aziende ma ha un problema: consuma e inquina troppo. Proprio per questo motivo dal 2017 sono entrate in vigore nuove norme che obbligano gli Euro IV per i motori a due tempi. La concentrazione di composti organici volatili emessa è di ben 124 volte più alta rispetto a quella prodotta dai veicoli con motori a quattro tempi. Questo è dato significativo che pone i ciclomotori a due tempi nella categoria dei veicoli super inquinanti.

I veicoli con questa motorizzazione influiscono in modo determinante sull’inquinamento atmosferico, emettendo altissime quantità di aerosol primario, specialmente idrocarburi incombusti. Secondo alcuni studi pare che, da qui al 2020, i composti organici volatili emessi dal motore a due tempi andranno a superare il totale di tutti quelli prodotti dagli altri veicoli a quattro tempi. Giusto per dare un dato, a Bangkok i veicoli a due tempi sono responsabili di una percentuale compresa tra il 60 e 90% di tutto l’aerosol organico primario presente nell’area urbana.