Como o nome sugere, um motor de dois tempos completa um ciclo de potência em apenas dois movimentos do pistão. Em comparação com os motores de quatro tempos, os projetos de dois tempos oferecem maior potência de saída em cilindradas equivalentes, tornando-os ideais para aplicações que exigem construção leve e alto desempenho. No entanto, sua menor eficiência de combustão e maiores emissões limitaram sua ampla adoção em veículos modernos.

O motor de dois tempos remonta ao final do século 19. O engenheiro escocês Dugald Clerk projetou o primeiro motor de dois tempos funcional em 1879. O engenheiro alemão Karl Benz mais tarde refinou o conceito e o implementou nos primeiros protótipos de automóveis. No entanto, foi somente no início do século 20 que os motores de dois tempos ganharam popularidade em aplicações de motocicletas. Sua construção simples e baixos custos de fabricação os tornaram a fonte de energia preferida para motocicletas leves e econômicas.

Os motores de dois tempos operam fundamentalmente de forma diferente dos projetos de quatro tempos. Enquanto os motores de quatro tempos exigem quatro movimentos do pistão para completar os ciclos de admissão, compressão, combustão e exaustão, os motores de dois tempos realizam todos os quatro processos em apenas dois tempos:

1. Primeiro tempo (movimento ascendente do pistão):
   • Admissão: O pistão ascendente cria vácuo no cárter, abrindo as portas de admissão para aspirar a mistura ar-combustível fresca. Alguns projetos incorporam válvulas de palheta ou válvulas rotativas para melhorar a eficiência da admissão.
   • Compressão: O movimento ascendente contínuo comprime a mistura na câmara de combustão.
2. Segundo tempo (movimento descendente do pistão):
   • Combustão: Próximo ao ponto morto superior, a vela de ignição inflama a mistura comprimida, impulsionando o pistão para baixo.
   • Exaustão: O pistão descendente primeiro abre as portas de exaustão, permitindo que os gases de combustão de alta pressão escapem.
   • Varredura: O movimento descendente adicional abre as portas de transferência, forçando a mistura fresca do cárter para o cilindro para purgar os gases de exaustão restantes. O projeto de varredura eficaz é crucial para o desempenho do motor.

A arquitetura relativamente simples dos motores de dois tempos consiste em vários componentes essenciais:

• Cilindro: A carcaça principal onde ocorre o movimento do pistão, com portas de admissão, exaustão e transferência.
• Pistão: O componente alternativo que converte a energia da combustão em movimento mecânico.
• Cabeçote do cilindro: Forma a câmara de combustão e abriga a vela de ignição.
• Virabrequim: Converte o movimento linear do pistão em força rotacional.
• Biela: Liga o pistão ao virabrequim.
• Cárter: Serve como reservatório de lubrificação e realiza funções de pré-compressão.
• Vela de ignição: Inflama a mistura comprimida.
• Sistema de fornecimento de combustível: Carburador ou injeção de combustível para mistura ar-combustível.
• Sistema de exaustão: Gerencia a expulsão de gases e a redução de ruído.

Ao contrário dos motores de quatro tempos com cárteres de óleo, os projetos de dois tempos empregam abordagens alternativas de lubrificação:

• Lubrificação por pré-mistura: Óleo misturado diretamente com combustível, mais simples, mas menos eficaz.
• Lubrificação separada: Sistema de injeção de óleo dedicado para lubrificação aprimorada.

Vantagens:

• Maior relação potência-peso
• Construção mecânica mais simples
• Características de aceleração superiores

Desvantagens:

• Baixa eficiência de combustível
• Maiores emissões
• Lubrificação inferior
• Vida útil operacional mais curta

Os engenheiros desenvolveram várias inovações para lidar com as limitações de dois tempos:

• Válvulas de potência: Sincronização variável da porta de exaustão para desempenho otimizado em todas as faixas de RPM.
• Válvulas de palheta: Controle e eficiência de admissão aprimorados.
• Injeção direta de combustível: Fornecimento preciso de combustível para uma combustão mais limpa.
• Varredura estratificada: Redução da contaminação da carga fresca pelos gases de exaustão.

Apesar dos desafios, os motores de dois tempos persistem em aplicações especializadas:

• Motocicletas e scooters de pequena cilindrada
• Motores de popa marítimos
• Equipamentos de jardinagem
• Veículos de competição

Avanços na injeção de combustível, técnicas de varredura e combustíveis alternativos podem sustentar os motores de dois tempos em aplicações de nicho, onde sua densidade de potência e simplicidade permanecem vantajosas.

Os motores de dois tempos representam um capítulo importante na história da tecnologia de propulsão. Embora as preocupações ambientais tenham diminuído seu papel, a inovação contínua pode preservar sua relevância em setores especializados, onde suas vantagens exclusivas superam suas limitações.