1.1.1.1.6 Il motore diesel a 2 tempi

IL MOTORE DIESEL 2 TEMPI – TIPOLOGIE E CARATTERISTICHE

Esistono due tipologie di motori a 2 tempi, ognuna delle quali è caratterizzata da soluzioni che ne rendo l’impiego maggiormente od esclusivamente adatto a particolari campi di impiego. La caratteristica distintiva per i motori a 2 tempi fa principalmente riferimento alla “velocità di rotazione” del motore, distinguendo tra motori a 2 tempi veloci e motori a 2 tempi lenti.

Questa classificazione porta ad individuare due famiglie che si differenziano di fatto in maniera sostanziale soprattutto per il conseguente campo di impiego e per il tipo di alimentazione del motore, infatti i motori a 2 tempi veloci sono i classici motori impiegati principalmente nei motocicli ed utilizzano come combustibile benzina, mentre i motori a 2 tempi lenti sono motori generalmente alimentati con combustibili pesanti quali il Gasolio, e sono definiti motori Diesel.

Il campo di applicazione principale di questi ultimi è rappresentato dalla propulsione navale, così come dalla generazione stazionaria di energia elettrica.

Nei motori a 2 tempi si ha una fase attiva (la combustione) ad ogni rotazione completa dell’albero motore, e per quanto visto in occasione dei post sui motori a 4 tempi, risulta necessario sovrapporre le varie fasi in modo da rendere possibile questa maggiore frequenza della fase di combustione. La sovrapposizione delle fasi si ripercuote ovviamente sulla geometria del motore, in maniera differente tra motori lenti e veloci, ma conservando sempre delle differenze sostanziali rispetto ai motori a 4 tempi, in particolare i motori a 2 tempi dispongono di luci per il passaggio della carica (fresca e/o combusta) che vengono aperte e chiuse direttamente dal pistone, imponendo quindi una rigida dipendenza della fasatura da tale moto. Come per il 4 tempi anche nel 2 tempi la parte fondamentale del motore è il cilindro nel quale scorre il pistone. Una estremità del cilindro è aperta per lasciare il passaggio alla biella mentre l'altra è chiusa dalla testata chiamata anche più semplicemente testa. Il cilindro, la testa e la superficie superiore del pistone formano le pareti della camera di combustione nella quale viene bruciato il combustibile.

La camera di combustione porta una o due aperture fornite di valvole: se sono due, una serve per l'immissione dell'aria e l'altra per lo scarico dei residui della combustione, mentre se ne è una sola serve per lo scarico dei residui della combustione.

Il pistone, che è libero di muoversi assialmente entro la parete levigata del cilindro è provvisto di anelli di espansione che servono a garantire la tenuta della pressione. Una biella, fornita di cuscinetti alle sue estremità, è collegata a cerniera ad una estremità con l’asta del pistone, per mezzo di un testacroce, e all'altra con il perno del braccio di una manovella.

La manovella fa parte dell'albero motore (albero a gomiti) sopportato da cuscinetti di banco piazzati in un basamento.

Il basamento fa da base alle fondamenta del complesso; la sua parte inferiore è chiusa da una specie di vasca chiamata coppa che serve a raccogliere il lubrificante che nei grossi motori marini defluisce nel pozzetto di servizio.

Gli organi meccanici che servono a comandare a tempo debito l'apertura e la chiusura delle valvole/della valvola, provvedendo alla distribuzione del fluido operante, sono chiamati organi della distribuzione.

Se un combustibile viene bruciato nel cilindro, a valvole/valvola chiuse, mentre il pistone è nella posizione più vicina possibile alla testa, e cioè al punto morto superiore (P.M.S.), si crea, per l'aumento di temperatura, una combustione del liquido iniettato che fa scorrere lo stantuffo verso l'estremità aperta del cilindro e fa ruotare mediante la biella, l'albero motore.

Durante la discesa il pistone libera delle luci poste nella parte inferiore della camicia da dove, attraverso valvole di non ritorno il cilindro si arricchisce di aria comburente. Ultimata la corsa di allontanamento dalla testa, e cioè raggiunto il punto morto inferiore (P.M.I.) il pistone ritorna, per inerzia, nella posizione iniziale chiudendo le luci di lavaggio per continuare la sua corsa al P.M.S. ed il suo ciclo di movimenti trasformando così in energia meccanica l'energia calorifica emessa dal combustibile.

IL MOTORE DIESEL 2 TEMPI – TIPI DI LAVAGGIO

Il lavaggio è quel processo in cui l’aria a pressione superiore a quella atmosferica permette ai gas di essere espulsi dal cilindro. A differenza del motore a 4 tempi dove il compito di espellere i gas spetta al pistone, nel motore a 2 tempi l’aria entra nel cilindro e spazza via i gas di scarico.

Motore 2 tempi con valvola di scarico montata in testa e dove l’aria lavaggio entra dalle rispettive luci di lavaggio e in una sola direzione (unidirezionale) spinge i gas di scarico dal basso verso l’alto.

Motore 2 tempi senza valvola ma con luci di scarico praticate sulla circonferenza della camicia e del cilindro al di sopra di quelle di lavaggio. Il pistone in fase di espansione scopre prima le luci di scarico in modo che una parte dei gas di scarico defluisce dal cilindro poi scopre le luci di lavaggio in modo da espellere il restante quantitativo e durante la salita del pistone solo una parte di aria resta per la combustione. Il lavaggio viene detto a LOOP o a cappio per la forma che ha.