náhled|Animace práce válce v dvoutaktním motoru Dvoudobý spalovací motor (také dvoutaktní motor, dvoutakt) je pístový spalovací motor, jehož celý pracovní cyklus proběhne za jedinou otáčku klikové hřídele.

Dvoudobý cyklus je vymezen dvěma zdvihy (pohyby nahoru a dolů) pístu během jednoho energetického cyklu, který je dokončen při jedné otáčce motoru. Čtyřdobý motor vyžaduje čtyři zdvihy pístu k dokončení cyklu výkonu během dvou otáček klikového hřídele. U dvoudobého motoru nastává konec spalovacího zdvihu a začátek kompresního zdvihu současně, přičemž současně probíhají funkce sání a výfuku (nebo vyplachování) jako nejdůležitější části celého dvoudobého cyklu se značným vlivem na chod, výkon, spotřebu a jejich průběh v otáčkách.

Dvoudobé motory mají často vysoký poměr výkonu k hmotnosti, přičemž výkon je dostupný v úzkém rozsahu otáček nazývaném výkonové pásmo. Dvoudobé motory mají méně pohyblivých částí než čtyřdobé motory.

Stručná charakteristika Na rozdíl od čtyřdobého spalovacího motoru je k pracovnímu cyklu mimo některých dvoudobých spalovacích motorů vznětových obvykle využíván i prostor pod pístem. To umožňuje přepouštěcí kanál, který u čtyřtaktního motoru nenajdeme. Nejen přepouštěcí kanál, ale i kanály sací a výfukový jsou otvírány pístem, nikoli ventilem. Absence ventilů a rozvodového mechanismu znamená zjednodušení konstrukce motoru. Dalším zjednodušením konstrukce je absence mazací soustavy. Tlakové mazání ložisek a stěn válce je vyloučeno z důvodu degradace trvalé olejové náplně. Proudící benzinová směs by olej snadno naředila a vynesla z klikové skříně. Snadné ředění oleje benzínem se naopak využívá k vytváření směsi benzínu a oleje. Tato směs zajišťuje mazání.

Tato charakteristika platí u lehkých zážehových (benzínových) motorů používaných nejčastěji:

na přívěsných motorech a přenosných zařízeních, jako jsou motorové pily, křovinořezy, sekačky na trávu, strunové vyžínače, vysavače listí a foukače listí

jednostopá motorová vozidla, například mopedy, skútry, klasické motocykly a některé závodní stroje starší automobily například DKW, Saab, Wartburg, FSO Syrena, IMV

Pracovní fáze sání a komprese – Píst se pohybuje od dolní úvratě směrem k horní úvrati. V klikové skříni (pod pístem) vzniká podtlak a tím se nasaje do klikové skříně zápalná směs. Během pohybu pístu nahoru se uzavírá výfukový a přepouštěcí kanál. Směs v prostoru nad pístem (byla připravena dříve během druhé fáze) se stlačuje.

Těsně před horní úvratí přeskočí jiskra, nastává zážeh a expanze.

expanze a výfuk – Expanzí je píst tlačen z horní úvrati do úvrati dolní. Spodní hrana pístu uzavírá sací kanál. Směs v klikové skříni se pohybem pístu stlačuje. Při dalším pohybu pístu otevírá pravá horní hrana pístu výfukový kanál a vzápětí na to otevírá horní hrana pístu i přepouštěcí kanál a stlačená směs z klikové skříně začne vytlačovat zbytky zplodin a dostává se do prostoru nad píst.

Součásti skříň motoru (hlava válců, válce, kliková skříň) klikový mechanizmus (píst, ojnice, kliková hřídel) zařízení pro tvoření směsi (karburátor nebo vstřikovací zařízení) pomocná zařízení (zapalování, chlazení motoru, výfuková soustava, mazací soustava)

Výhody a nevýhody Výhody a nevýhody v porovnání se čtyřdobým motorem:

Výhody extrémně rychlé reakce na přidání plynu vysoké rozpětí otáček dané absenci rozvodových mechanizmů mají při stejných otáčkách vyšší měrný výkon (daný dvojnásobným počtem pracovních cyklů na jednu otáčku) jednodušší konstrukce menší hmotnost možnost opačné rotace bez převodů

Nevýhody vysoké emise způsobené mj. i spalováním oleje obsaženého v palivu nižší účinnost daná tím, že komprese a/nebo expanze musejí být zkráceny, aby mohla proběhnout výměna paliva a výfukových plynů v pracovním prostoru horší zápalnost směsi benzinu a oleje vyžadující zapalovací svíčku s okamžitým dosažením samočisticí teploty, ale nebezpečím přehřátí spalováním chudé směsi benzinu, oleje a vzduchu nedokonalé spalování, důsledkem kterého uniká nespálené palivo ve spalinách – u benzinových motorů se do spalin dostává směs paliva a oleje větší spotřeba paliva a oleje větší hlučnost rychlejší opotřebení

Historie Prehistorie První dvoudobé motory (dalo by se jim říkat nekomprimační) pracovaly na jiném principu a dvoudobé se jim začalo říkat z toho důvodu, že k zapálení směsi docházelo při každé otáčce klikového hřídele – stejně jako u moderních, komprimačních dvoudobých motorů. V jednom taktu došlo k sání směsi a nekomprimačnímu zážehu, ve druhém taktu k výfuku. Výměna plynů byla řízena šoupátkem. Mezi vynálezce, kteří tento motor vylepšovali a zkoušeli jeho využití v mobilních strojích patřili Jean Joseph Étienne Lenoir, Siegfried Marcus a další. Tyto pokusy probíhaly v letech 1860–1870, ale narážely na nevyhovující poměr hmotnosti a výkonu. Na stejném principu pracoval rovněž tzv. „Sylvestermotor“ sestrojený v roce 1879 Carlem Benzem. Tento „Benzův systém dvoutaktního motoru“ byl poprvé vyroben v roce 1881 v továrně Mannheimer Gasmotorenfabrik a následně vyráběn v tisícových počtech.

Začátek a technický rozvoj náhled|Dvouválcový dvoudobý motor Scott Za vynálezce moderního dvoudobého motoru se považuje Dugald Clerk. Aby obešel patent Nicolause Otta, vyvinul v roce 1878 motor, který pro kompletní pracovní cyklus potřeboval pouze jednu otáčku klikového hřídele. Tento princip byl poprvé využit v roce 1887 pro pohon vozíku „Petrol-Cycle“ sestrojeného Edwardem Butlerem. Julius Söhnlein obdržel v roce 1891 patent na přečerpávání paliva přes klikovou skříň se třemi obtokovými kanály; tento systém byl později označovaný jako „příčný výplach“. Současně objevil Joseph Day podobný princip s deflektorem na pístu, což si nechal patentovat. V roce 1904 zkonstruoval Alfred Angas Scott úspěšně dvouválcový dvoudobý motor, v roce 1908 jej pak vestavěl do vyvíjeného motocyklu. V roce 1909 založil Scott Motor Cycle Company, která poté vyráběla dvoudobé motocykly až do roku 1966. Hugo Ruppe ještě před první světovou válkou dvoudobý motor dále vyvíjel; jeho patenty se dostaly k DKW, kde se poté dvoudobé motory vyráběly ve velkém. V roce 1928 vyvinul rakouský výrobce Titan membránou řízené sání. Velkým krokem vpřed byl patent na vratné vyplachování Adolfa Schnürleho, které od roku 1932 nahradilo příčné vyplachování s pístem s deflektorem. V roce 1952 vyvinul Daniel Zimmermann šoupátkové řízení sání a Yamaha přišla v roce 1978 s rezonančním řízením výplachu.

Princip činnosti Dvoudobé motory nezávisle na druhu a termodynamickém cyklu využívají níže popsané pracovní cykly; popis začíná od dolní úvratě. Děje probíhající pod pístem u motorů s přepouštěním přes klikovou skříň jsou pro názornost popsány kurzívou. Velké dieselové dvoutaktní motory jsou pro zajištění výměny plynů vybaveny Rootsovým dmychadlem.

První takt: Předkomprese / sání Během  pohybu pístu směrem nahoru se plyn ve válci (vzduch nebo směs paliva se vzduchem) stlačuje, přičemž nedochází k výměně tepla s okolím (adiabatické stlačování, isotropické). Přitom se zvyšuje teplota plynů proporcionálně ke zvýšení tlaku během stlačování.

Píst během pohybu nahoru zvětšuje objem v klikové skříni, čímž v klikové skříni vzniká podtlak. Jakmile se otevře sací kanál od karburátoru, dojde k nasátí čerstvé směsi paliva se vzduchem.

Těsně před dosažením horní úvrati dojde u zážehových motorů k zapálení směsi paliva se vzduchem. Ke shoření paliva dojde tak rychle, že pohyb pístu během hoření je téměř zanedbatelný – objem tedy zůstává konstantní (izochorický přívod tepla). U dieselového dvoudobého motoru se do stlačeného vzduchu vstřikuje nafta a hoření trvá o něco déle, tlak během hoření zůstává přibližně konstantní (izobarický přívod tepla). V obou případech dojde ke zvýšení tlaku.

Druhý takt: Pracovní zdvih / expanze

Horký plyn expanduje a tlačí na píst, který se pohybuje zpět. Přitom dochází k ochlazování plynu; teplo se mění na mechanickou energii.

Píst, který se pohybuje dolů, zmenšuje objem klikové skříně a jakmile dojde k uzavření sacího kanálu, píst stlačuje čerstvou směs paliva se vzduchem.

V blízkosti dolní úvrati se otevře výfukový a sací otvor nebo přepouštěcí kanály a výfukový plyn působení zbytkového tlaku unikne. Výfuk může být zajištěn pomocí ventilů nebo otevíráním otvorů pístem. Zbytky výfukových plynů jsou vypláchnuty čerstvým plynem, který proudí do pístu. Čerstvý plyn může být směs paliva se vzduchem nebo pouze vzduch (u motorů se vstřikováním).

Při otevření přepouštěcích kanálů dojde k proudění předstlačeného plynu z klikové skříně do prostoru nad pístem.

Během pohybu pístu směrem k horní úvrati se sací a výfukový otvor opět uzavřou a probíhá další cyklus. Pro vypláchnutí musí být čerstvý plyn (směs paliva nebo vzduch) pod tlakem. K tomu se využívá buď prostor klikové skříně, který pracuje jako čerpadlo nebo externí kompresor. Pro dosažení dostatečného účinku se kombinuje turbodmychadlo (u velkých dieselových motorů) s pomocným kompresorem, který pracuje během rozběhu motoru nebo při chodu na nízký výkon.

Pracovní cyklus dvoudobých motorů se přibližuje ideálnímu Ottovu, resp. Dieselovu cyklu s tím, že v praxi dochází k výměně tepla mezi  plynem a okolím a hoření trvá určitou dobu.

Technické řešení Vyplachování Cílem vyplachování je zajistit, aby během velmi krátké doby, kdy je otevřen sací a výfukový otvor, došlo k nahrazení spálené směsi čerstvým vzduchem (u motorů se vstřikováním) nebo směsí paliva se vzduchem (u zážehových motorů s nepřímým vstřikování a karburátorem). Přitom by mělo ve válci zůstat co nejméně zbytkových spalin a současně by mělo do výfuku uniknout co nejméně čerstvého vzduchu, resp. směsi paliva se vzduchem. Rozlišují se tři varianty vyplachování:

Příčné vyplachování náhled|Příčné vyplachování s deflektorem Výfukový a sací kanál leží proti sobě; oba tyto kanály jsou otevírány a zavírány pohybujícím se pístem. Přitom se jako první otevírá výfukový kanál a zavírá se jako poslední. Aby se válec vypláchl co možná nejlépe, je na dně pístu vytvořen deflektor, který usměrňuje proudění plynů směrem k hlavě válce. Jinou možností je vyústění kanálů šikmo vzhůru. Tyto způsoby stavby válce se používají již jen zřídka, protože jiné metody se ukázaly být mnohem efektivnější.

Přímé vyplachování náhled|Přímé vyplachování Sací a výfukový kanál leží na protějších stranách válce. Čerstvý plyn neproudí od pístu k hlavě válce a zpět, ale jen v jednom směru. Pro sání slouží drážky ve stěně válce, výfukový kanál je vytvořen v hlavě válce a zavírán ventilem, popř. (u protiběžných motorů a dvoupístových motorů) je rovněž tvořen drážkou, kterou otevírá jiný píst. Výfuk může být uzavřen dříve, než sání, což omezuje ztráty při vyplachování. Rovněž se tak dosahuje lepšího vyplachování při větším spalovacím prostoru. Přímé vyplachování se upřednostňuje při zatíženém motoru.

Vratné vyplachování náhled|Vratné vyplachování Schnuerle Tuto variantu vyplachování vyvinul v roce 1925 Adlolf Schnürle. Využívají se dva přepouštěcí kanály, které probíhají ve směru osy válce (tj. tangenciálně) a jsou zakončeny okénkem ve stěně válce. Výfukový kanál se nachází mezi oběma přepouštěcími kanály, na stejné straně válce. Oba proudy plynu z přepouštěcích kanálů se potkávají a ve spalovacím prostoru válce se obrací směrem k výfukovému kanálu válce a vytlačují z něj spaliny do výfuku. Otvory kanálů se otevírají a zavírají pohybem pístu. Ztráta čerstvé směsi je oproti příčnému vyplachování nepatrná a dno pístu může být ploché. U prvních motorů s vratným vyplachováním se používaly dva přepouštěcí kanály, později byl tento systém vylepšen o hlavní a pobočný přepouštěcí kanál a v 80. letech se používalo až 8 přepouštěcích kanálů. Vratné vyplachování představuje dodnes stav techniky dvoudobých zážehových motorů.

Dynamika proudění plynů Při použití klikové skříně jako čerpadla