Bene, abbiamo visto per sommi capi come girano gli ingranaggi e cosa sono i rapporti...
Ma come fanno a girare questi ingranaggi? Quale è la forza che li spinge a ruotare? Il motore ovviamente, ovvero il lavoro compiuto dal motore. E come fa a funzionare questo motore? Sfuttando la combustione di un combustibile
, o meglio incendiando un combustibile (benzina, gasolio, metano, gpl etc etc) si sviluppano dei gas che espandendosi spingono il pistone, che essendo collegato tramite un manovellismo ad un albero viene trasformato il moto lineare (il pistone o sale o scende, al limite sta fermo) in moto rotatorio... Forse non è il massimo della chiarezza, allora ci arriviamo per gradi.
Cominciamo col dire che un normale motore endotermico (che parolona, sarebbe un motore a combustione interna) funziona secondo una legge fisica la quale dice che incendiando un gas questo si espande, quindi se noi sfruttiamo questa espansione, che altro non è un aumento di volume del gas stesso possiamo sfruttare la spinta che questa espansione genera. Quindi se questa espansione la creaiamo in un volume chiuso la pressione che si genera tenterà con la sua forza di aumentare questo volume, oppure se c'è un tappo la pressione tenterà di fare saltare via questo tappo; Ora basta associare il tutto al nostro motore, il volume chiuso è il nostro cilindro e il tappo, o meglio i tappi, visto che il cilindro per sua natura a due buchi (il primo che afferma che anche le donne sono cilindri lo banno a vita
) dicevo i tappi sono la testata ed il pistone. La testata è saldamente inbullonata al cilindro e quindi non si muove, il pistone invece è libero di scorrere, quindi la pressione che crea questo gas in espansione spinge il cilindro nella direzione opposta alla testata (perchè questo tappo è fisso).
I normali motori delle autovetture cioè i famosi motori a 4 tempi, compiono il proprio lavoro in quattro fasi, ovvero le famose aspirazione, compressione, scoppio (è più corretto espansione, non è mica una bomba che scoppia) e scarico. Quindi il motore prima aspira il gas da incendiare, poi lo comprime, indi lo fa espandere incendiandolo e infine lo scarica. E noi che montiamo il motore a due tempi allora quante fasi abbiamo? Fatemi riflettere.... mmmmmm dunque nella mia vespa la benzina che metto nel serbatoio si consuma, quindi o ho il serbatoio bucato o da qualche cosa viene succhiata (o aspirata), poi la compressione c'è, se tolgo la candela la pedivella scende senza sforzo, altrimenti no quindi qualcosa va in compressione; a scoppiare scoppia, almeno io sento il famoso ram tam tam e scaricare scarica, visto che dalla marmitta esce del fumo...
Ma allora quante fasi ha un motore a 2 tempi?
Voi sapreste rispondere? Uno poco attento risponderebbe 'due', la persona preparata risponderebbe 'quattro', io invece per far schiattare i semicazzuti e cazzuti vari vi rispondo 'sei'! Apriti cielo, ora si scateneranno commenti a profusione, gia immagino le centinaia di MP, mail e telefonatine varie, e ironiche tra i vari sapienti e non che bazzicano questo rispettabile forum e probabilmente verrò preso in giro su tutti i forum d'Italia e oltre.
Vista la semplicità costruttiva di un motore a 2 tempi, tutti i meccanici e anche i cazzuti a vario titolo sono portati a credere di conoscere tutto o quasi su questi motori, ma in vero(ho copiato poeta, embè?[:o)]) sono pochi quelli che li conoscono a fondo. Il loro funzionamento, nonché i problemi di messa a punto, sono lontani anni luce da un motore a 4 tempi, e sono ben poche le analogie che si possono fare tra questi due mondi.
Tanto per cominciare manca completamente il complesso della distribuzione (albero a camme, valvole, bilancieri, ecc.), che viene sostituito dalle cosiddette 'luci' che non son altro che feritoie ricavate sul cilindro, le quali vengono aperte e/o chiuse dal moto alternativo del pistone. Quindi non esistono valvole, è il pistone stessoi a fare da valvola.
Inoltre non esiste un sistema vero e proprio di lubrificazione, ma la stessa avviene per lavaggio e a perdere, in quanto l'olio viene immesso direttamente sul collettore di aspirazione e accompagna la miscela di carburante in tutte le sue fasi.
Infine mentre nel motore a 4 tempi abbiamo una fase attiva ogni due giri dell'albero motore, nel 2 tempi si ha una fase attiva ogni giro.
Fase attiva? cos'è? La fase attiva è l'unica fase utile, ovvero è quella che ci fornisce energia, mentre a tutte le altre siamo noi che gli dobbiamo cedere energia in qualche modo e quindi sono fasi passive.
Analizziamo allora il ciclo (teorico) di un motore a 2 tempi
Abbiamo le seguenti fasi:
Aspirazione
Nella corsa di salita, il pistone crea una depressione nel carter, la quale "aspira"la miscela aria/benzina dalla 'luce' 'A' per tutto il tempo per il quale rimane scoperta dal pistone; NB. abbiamo fin'ora parlato di incendiare un gas, la benzina non è un gas e tra le altre cose sarebbe incomprimibile, quindi abbiamo bisogno di prepare un gas partendo dalla benzina, di questo se ne occupa il carburatore(forse poi ne parleremo se fate i bravi) miscelando la benzina con della semplice aria secondo un preciso rapporto stechiometrico ( e questo ora che minkia è????? bhè ne parleremo più avanti)
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Precompressione/Travaso
Nella fase di discesa, dopo la chiusura della luce di 'A', il pistone crea una pressione nel carter che determina il successivo travaso della miscela nel momento che si apre la luce di travaso 'T'
Compressione
Durante la risalita, e dopo la chiusura della luce 'T' e 'S', avviene la vera compressione, che raggiunge il massimo nel punto massimo superiore o meglio, allo scoccare della scintilla sulla candela.
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Espansione (fase attiva finalmente)
A seguito dello scoccare della scintilla sulla candela, si incendia la miscela e avviene l'espansione dei gas (e non lo scoppio, non è un candelotto di dinamite), e la successiva onda di pressione esercitata sul pistone (ma nche su tutta la camera di combustione che è lo spazio dove avviene l'espansione ed è composta sostanzialmente dalle pareti del cilindro, dalla testata e dal cielo del pistone) spinge il pistone stesso e tramite il manovellismo della biella si trasforma in moto rotatorio sull'albero motore.
Scarico
Durante la discesa viene scoperta la luce di scarico 'S', termina quindi la fase espansione ed inizia quella di scarico. Sfruttando ancora l'energia dei gas, gli stessi vengono espulsi dalla camera di combustione verso l'esterno.
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Ora i cattivi, si i maligni, si gli infami, si i supercazzuti stanno gia sogghiagnando sotto i baffi e stanno pensando: ahahahahaha Mimmo ha sbagliato, ha detto che ci sono ben sei fasi e ne ha descritto, e anche male, solo cinque!
E invece io vi rispondo che c'è anche una fase di incrocio tra travaso e scarico tiè!
Ma come disse in mio amico cinese: non ti culal di lolo ma gualda e passa e infatti io non me ne culo e continuo quidi, imperterrito, nella mia farraginosa disamina,
Come è possibile notare, da questa breve descrizione, rispetto ad un motore a quattro tempi, dove le fasi sono ben definite, qui abbiamo un vero accavallamento: la fase di aspirazione è contrapposta alla compressione, il travaso all'espansione ecc.
Quindi non abbiamo fasi ben distinte come in un motore a quattro tempi bensi avremo le varie fasi disposte secondo questo diagramma:
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dove in verde scuro è la fase teorica di aspirazione, in verde chiaro invece è la fase reale di aspirazione; in grigio scuro è la fase teorica di scarico ed in grigio chiaro è la fase reale di scarico.
Dato che abbiamo detto che una fase attiva per ogni giro dell'albero motore, qualcuno potrebbe pensare di poter ricavare una potenza specifica doppia rispetto a quella ottenuta da un analogo motore con ciclo a 4 tempi.
Le cose purtroppo non sono così semplici, anzi i problemi di rendimento che pone questo motore sono notevoli, tanto da limitare considerevolmente la sua potenza utile, e vero tallone di Achille, il famoso incrocio tra la miscela e i gas di scarico. In tale situazione, come è ovvio immaginare, una parte dei gas di scarico rimane nella camera e parte della miscela fresca in arrivo dai travasi fuoriesce dallo scarico.
Senza contare poi il problema legato alla cosidetta simmetria della distribuzione delle fasi di aspirazione e scarico. Come è possibile notare nell'esempio sopraesposto, la fasatura imposta dalle luci di aspirazione e scarico è ruotata di 90° rispetto alle relative fasi teoriche, inoltre l'inizio e la fine delle rispettive fasi risulta simmetrico rispetto al piano orizzontale. Non è possibile ottimizzare l'angolo di anticipo dell'inizio (Oddio e ora che caspita è quest'altra cosa? Angolo DI Anticipo? Bhoooo), senza penalizzarne la fine.
Nel corso dello sviluppo del motore a due tempi, i costruttori hanno cercato di ottimizzarne le prestazioni dello schema sopraesposto, con varie soluzioni piĂą o meno efficienti, arrivando ai giorni nostri ad uniformarsi in ulteriori due tipologie che si differenziano per il tipo di aspirazione adottato: a disco rotante(o valvola rotante) e a valvole lamellari.
Prendiamo in considearzione solo (per ora) la Valvola rotante che è poi il sistema di ammissione (aspirazione) adottato sulle nostre vespe
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In questo modo, il collettore di aspirazione è direttamente connesso al carter e pertanto la fase di aspirazione viene controllata appunto dalla 'valvola rotante'. In pratica tale valvola assume la forma di un disco solidale all'albero motore, che con un opportuno profilo controlla la fase di aspirazione. Tale disco è stato ricavato direttamente in una semimanovella dell'albero motore, e tale tipologia di distribuzione permette un controllo pressoché completo dell'aspirazione. Il progettista è libero di scegliere l'angolo di apertura e chiusura più ottimale, senza essere vincolato alla posizione del pistone
ho trovato in rete queste due simpatiche gif che fanno vedere l'intero ciclo animatorallentato:
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a velocitĂ "normale":[br]
- 201446114343_ani2t.gif (158.26 KiB) Visto 3474 volte
Dai, ora scatenatevi con le critiche ed i commenti
(in verità non ci spero molto, anche perchè i miei famosi 7 lettori non si sono ancora iscritti sul nuovo forum)