o que é um motor de dois tempos?

um motor de dois tempos é um tipo de motor de combustão interna que completa um ciclo de potência com dois golpes do pistão durante apenas uma revolução do virabrequim. Isso contrasta com um” motor de quatro tempos”, que requer quatro tempos do pistão para completar um ciclo de potência durante duas rotações do virabrequim.

em um motor de dois tempos, o final do curso de combustão e o início do curso de compressão acontecem simultaneamente, com as funções de admissão e exaustão ocorrendo ao mesmo tempo.

os motores de dois tempos geralmente têm uma alta relação potência / peso, estando a potência disponível em uma faixa estreita de velocidades de rotação chamada de “faixa de potência”. Em comparação com os motores de quatro tempos, os motores de dois tempos têm um número bastante reduzido de peças móveis.

História do motor de dois tempos

o primeiro motor comercial de dois tempos envolvendo compressão dentro do cilindro é atribuído ao engenheiro escocês Dugald Clerk, que patenteou seu projeto em 1881. No entanto, ao contrário dos motores posteriores de dois tempos, ele tinha um cilindro de carga separado.

o motor do cárter, empregando a área abaixo do pistão como uma bomba de carga, é geralmente creditado ao Inglês Joseph Day. Em 31 de dezembro de 1879, o inventor alemão Karl Benz produziu um motor a gás de dois tempos, pelo qual recebeu uma patente em 1880 na Alemanha.

O primeiro verdadeiramente prático motor de dois tempos é atribuída a Yorkshireman Alfred Angas Scott, quem começou a produzir motores de dois cilindros refrigerado a água de motocicletas em 1908.

as versões a gasolina (ignição por faísca) são particularmente úteis em aplicações leves ou portáteis, como motosserras e motocicletas.No entanto, quando o peso e o tamanho não são um problema, o potencial do ciclo para alta eficiência termodinâmica o torna ideal para motores de ignição por compressão a diesel operando em aplicações grandes e insensíveis ao peso, como propulsão marítima, locomotivas ferroviárias e geração de eletricidade.

em um motor de dois tempos, os gases de escape transferem menos calor para o sistema de resfriamento do que um quatro tempos, o que significa mais energia para acionar o pistão e, se presente, um turbocompressor.

como funciona um motor de dois tempos?

como o nome indica, o motor de dois tempos requer apenas movimentos de dois pistões (um ciclo) para gerar energia. O motor é capaz de produzir energia após um ciclo porque o escape e a entrada do gás ocorrem simultaneamente.

existe uma válvula para o curso de admissão que se abre e fecha devido à mudança de pressões. Além disso, devido ao seu contato frequente com componentes móveis, o combustível é misturado com óleo para adicionar lubrificação, permitindo movimentos mais suaves.

no Geral, um motor de dois tempos contém dois processos:

• curso de Compressão: A porta de entrada abre-se a mistura ar-combustível entra na câmara e o pistão sobe comprimindo a mistura. Uma vela de ignição acende o combustível comprimido e inicia o curso de energia.Curso de potência: o gás aquecido exerce alta pressão no pistão, o pistão se move para baixo (expansão), o calor residual é esgotado.

a eficiência térmica desses motores a gasolina varia de acordo com o modelo e o design do veículo. No entanto, em geral, os motores a gasolina convertem 20% da energia do combustível (química) em energia mecânica-na qual apenas 15% serão usados para mover as rodas (o resto é perdido para fricção e outros elementos mecânicos).

em comparação com os motores de quatro tempos, dois tempos são mais leves, mais eficientes, têm a capacidade de usar combustível de grau inferior e mais econômico. Portanto, os motores mais leves resultam em uma maior relação potência / peso (mais potência para menos peso).

no entanto, eles não têm a capacidade de manobra possível em motores de quatro tempos e exigem mais lubrificação. Isso torna um motor de dois tempos ideal para navios (necessidade de transportar muita carga), motocicletas e cortadores de grama-enquanto um de quatro tempos seria ideal para automóveis como carros e caminhões.

Construção de um Motor de Dois tempos

• Pistão Pistão transferências a força de expansão dos gases para a mecânica de rotação do virabrequim através de uma biela.
• virabrequim: converte o movimento alternativo em movimento rotacional.Biela: transfere o movimento de um pistão para um virabrequim e atua como um braço de alavanca.
• volante: é um dispositivo mecânico que é usado para armazenar energia.
• Vela De Ignição: fornece corrente elétrica à câmara de combustão e, por sua vez, inflama a mistura ar-combustível, levando à expansão abrupta dos gases.
• contrapeso: o contrapeso no virabrequim é usado para reduzir as vibrações devido a desequilíbrios no conjunto rotativo.
• portas de entrada e saída: essas portas permitem que o ar fresco com combustível entre e saia do cilindro.

tipos de motor de dois tempos

o detalhe mecânico de vários motores de dois tempos difere dependendo do tipo. Os tipos de projeto variam de acordo com o método de introdução da carga ao cilindro, o método de eliminação do cilindro e o método de exaustão do cilindro.

1. porta de entrada controlada por pistão.
2. Válvula de entrada Reed.
3. Válvula de entrada rotativa.
4. eliminação de Fluxo Cruzado.
5. Limpeza De Loop.
6. limpeza Uniflow.
7. motor de pistão escalonado.

porta de entrada controlada por pistão

a porta do pistão é a mais simples dos projetos e a mais comum em pequenos motores de dois tempos. Todas as funções são controladas unicamente pela cobertura do pistão e pela descoberta das portas à medida que se move para cima e para baixo no cilindro.

na década de 1970, a Yamaha elaborou alguns princípios básicos para este sistema. Eles descobriram que, em geral, o alargamento de uma porta de escape aumenta a potência na mesma quantidade que o aumento da porta, mas a faixa de potência não se estreita como quando a porta é levantada.

Válvula de entrada Reed

a válvula reed é uma forma simples, mas altamente eficaz, de válvula de retenção comumente instalada no trato de admissão da porta controlada por pistão. Permite a entrada assimétrica da carga do combustível, melhorando o poder e a economia ao alargar a faixa do poder. Essas válvulas são amplamente utilizadas em motocicletas, ATVs e motores externos marítimos.

Válvula de entrada rotativa

a via de entrada é aberta e fechada por um membro rotativo. Um tipo familiar às vezes visto em motocicletas pequenas é um disco com fenda preso ao virabrequim, que cobre e descobre uma abertura no final do cárter, permitindo que a carga entre durante uma parte do ciclo (chamada de válvula de disco).

outra forma de válvula de entrada rotativa usada em motores de dois tempos emprega dois membros cilíndricos com recortes adequados dispostos a girar um dentro do outro – o tubo de entrada tendo passagem para o cárter apenas quando os dois recortes coincidem.

o próprio virabrequim pode formar um dos membros, como na maioria dos motores modelo de vela incandescente. Em outra versão, o disco da manivela é organizado para ser um ajuste de folga no cárter e é fornecido com um recorte que se alinha com uma passagem de entrada na parede do cárter no momento apropriado, como nas scooters Vespa motor.

Cross-flow de eliminação

Em um fluxo cruzado de motor, a transmissão e exaustão portas estão em lados opostos do cilindro, e um deflector no topo do pistão direciona o fresco ingestão de carga para a parte superior do cilindro, empurrando o residual de gás de exaustão para o outro lado do defletor e para fora da porta de exaustão.

Limpeza De Loop

este método de limpeza usa portas de transferência cuidadosamente moldadas e posicionadas para direcionar o fluxo de mistura fresca em direção à câmara de combustão à medida que entra no cilindro. A mistura combustível/ar atinge a cabeça do cilindro, segue a curvatura da câmara de combustão e é desviada para baixo.

isso não só impede que a mistura de combustível / ar viaje diretamente para fora da porta de escape, mas também cria turbulência que melhora a eficiência de combustão, potência e economia. Normalmente, um defletor de pistão não é necessário, portanto, essa abordagem tem uma vantagem distinta sobre o esquema de fluxo cruzado.

Uniflow de eliminação

Em um uniflow motor, a mistura, ou “carga aérea” no caso do diesel, entra em uma extremidade do cilindro controlada pelo pistão e o escape sai na outra extremidade controlada por uma válvula de escape ou de pistão. O fluxo de gás de limpeza é, portanto, apenas em uma direção, daí o nome uniflow.

motor de pistão escalonado

o pistão deste motor é em forma de”chapéu superior”; a seção superior forma o cilindro regular e a seção inferior executa uma função de limpeza. As unidades funcionam em pares, com a metade inferior de um pistão carregando uma câmara de combustão adjacente.

as aplicações do motor de dois tempos

• os motores de dois tempos são preferidos quando a simplicidade mecânica, o peso leve e a alta relação potência / peso são prioridades do projeto.
• eles são lubrificados pelo método tradicional de mistura de óleo no combustível, eles podem ser trabalhados dentro de qualquer orientação, pois não possuem um reservatório dependente da gravidade. Isso os torna desejáveis para seu uso em ferramentas portáteis, como motosserras.
• os motores de dois tempos são encontrados em aplicações de propulsão de pequenas escalas, como motocicletas, ciclomotores e bicicletas de sujeira.