LE 2 TEMPS
AUJOURD'HUI
 


- Le 2 temps est bien vivant, et propre de surcroît!
- A l'heure de l'écologie, l'injection directe est incontournable
2006: Le 4 temps s'emmêle les soupapes!



Pour découvrir votre moteur préféré, baladez votre souris sur les images ci-dessous!



Le défi du 21e siècle!

La firme Orbital en Australie construit ce groupe à 3 cylindres de 1200 cm3 et 90 chevaux.

Il est équipé de l'injection directe et satisfait aux normes actuelles de dépollution.

4 temps

Diesel
Wankel

   


2006: Le deux-temps est bien vivant, et "propre" de surcroît!
Evinrude et son moteur E-TEC a atteint ce qui semblait une gageure:
Sauver le deux-temps de la désaffection.

Le durcissement des normes antipollution semblaient sonner le glas de la technologie deux-temps dans le domaine des moteurs de loisirs. Apparemment, chez Evinrude, le message n'est pas passé ainsi. Grâce à l'usage d'une bobine de Lorentz pour piloter le système d'injection, on obtient un brouillard de carburant très fin au ralenti, ainsi que des gouttes d'essence de plus grande taille sous forte charges, ce qui bénéficie au refroidissement du piston.
Un alliage spécial développé par la NASA est utilisé pour la fabrication de ce piston. Il résiste dès lors à des contraintes thermiques 3 fois plus importantes qu'un piston standard.
Un point faible historique du deux-temps est ainsi écarté.
Evinrude promet que le nouveau moteur E-TEC démarre au quart de tour même après une période d'arrêt prolongé.

Il y a environ 10 ans, Mr Goulart de chez Chrysler vantait les atouts du moteur deux-temps comme propulseur dans l'automobile. Toutefois, sa prédiction ne parvint pas à se concrétiser, faute d'acceptation par l'EPA. ( Environmental Protection Agency ).
Le deux-temps dans l'automobile fut alors mis à l'écart. Mais les normes antipollution firent la vie dure aux deux-temps de loisirs également. Nous entendons par-là les moteurs hors-bord, luges à moteur, etc…
Après plusieurs années de laisser-aller, l'EPA imposa des normes très strictes qui mirent en doute la possibilité d'une adaptation pour le deux-temps. Heureusement, cela ne sema pas le doute chez Mr G. Broughton, directeur de l'ingénierie chez Bombardier Recreational products. Lui et son équipe mirent au point la famille de moteurs E-TEC à deux-temps, des propulseurs extrêmement propres et ne causant aucun souci d'utilisation.

L'injection d'essence qui chante.
Le défi était de produire un moteur qui produit 1 ch. au régime de ralenti de 500 t/min et atteint 250 ch. à 6000 t/min tout en respectant les limites d'émission imposées.
Une des astuces est de faire appel pour l'injection à une bobine de Lorentz. Cet élément est mieux connu comme actuateur de haut-parleur en sono. Une bobine de Lorentz est constituée d'un aimant permanent et d'un bobinage inductif. Elle produit une force d'attraction proportionnelle au courant qui traverse le bobinage.
Cette particularité la rend très appropriée pour des applications nécessitant de fortes accélérations, de hautes fréquences de travail et une caractéristique force-déplacement linéaire.
Un autre avantage substantiel est sa capacité d'exercer aussi bien une force de traction que de pression, ce qui lui permet de revenir rapidement à sa positon de repos entre les phases d'injection.

La force et la durée du processus d'injection déterminent la taille des gouttes d'essence, dit Mr. Broughton. Cela est essentiel pour s'adapter aux besoins très spécifiques d'un deux-temps refroidi par air.
Aux faibles régimes de rotation, des gouttes microscopiques permettent la meilleure homogénéisation du mélange. Le jet est dirigé vers la bougie d'allumage, qui provoque une combustion stratifiée vers les couches plus pauvres.
A haut régime, la taille des gouttes d'essence est augmentée de façon à assurer un refroidissement suffisant de la calotte du piston.


Notons au passage que la résistance du piston aux températures extrêmes est améliorée d'un facteur 3 par l'usage d'un alliage spécial développé par la NASA. L'équipe de développement a découvert cet alliage grâce à des recherches sur Internet!
Un autre élément primordial est l'injecteur d'essence à buse à tourbillonnement. Celle ci comporte des fentes tangentielles de largeur 1.16 mm. Ces pièces sont fabriquées par moulage sous pression et ont à l'origine une taille 3 à 4 fois supérieure à ce qui est recherché. Puis elles sont rétractées dans un four comme une paire de jeans neuve dans le séchoir!
Le canal d'alimentation d'essence est pressurisé à 2.1 bar, et la bobine de Lorentz amplifie cette pression jusqu'à 42 bar sous fortes charges de moteur. ( 70 bar seraient possibles, mais cela n'est actuellement pas nécessaire. )

Pas de batterie, mais une étincelle vigoureuse!
Le système électrique du moteur E-TEC est constitué d'une magnéto - comme l'étaient les Ford T - pour la simple raison suivante: Les moteurs de loisirs sont stockés à chaque fin de saison, puis sortis dès que le climat redevient favorable. Les batteries se détériorent pendant la période d'inactivité. Si la batterie a alors la mission d'alimenter le système de gestion du moteur, les déceptions sont programmées.
La magnéto est capable de produire 150 à 300 Volt, dit Mr Broughton, mais cette tension est réduite à 55 Volt pour alimenter les pompes à essence et huile ainsi que les injecteurs. Elle est en outre réglée à 14.7 Volt pour charger la batterie, si le bateau en possède une.
Evinrude garantit que le moteur démarre au quart de tour, ce que certains propriétaires de hors-bord deux-temps peuvent mettre en doute, spécialement si le moteur a été stocké plusieurs mois. La clé se trouve dans le système d'alimentation scellé.
Bien que de l'air soit présent dans le réservoir d'essence, cet air ne peut pénétrer dans le système d'injection lui-même. Le carburant n'est pas oxydé. Lorsque le volant magnétique se met à tourner, la magnéto alimente immédiatement la gestion moteur en électricité. Celle-ci analyse d'après la position du piston l'instant voulu pour l'injection et l'allumage, tout cela en 1 tour de vilebrequin.
Après 3 ans d'utilisation, excepté le graissage de la partie de transmission immergée dans l'eau, le seul élément du moteur qui requière attention est la bougie.
Le moteur E-TEC est construit de façon à fonctionner sans aucun service sur des périodes de 3 ans, dit Mr Broughton.

Huile et catalyseur
Mais lorsque les normes se feront encore plus sévères, le deux-temps ne sera-t-il pas désavantagé par le fait qu'il brûle une partie de l'huile de graissage?
L'huile n'est pas un élément déterminant, dit Mr Broughton, car la l'huile ne représente que 1% de la charge du cylindre, et ne se mélange en principe pas avec l'essence.
( Ceci est rendu possible par l'injection séparée de l'huile ainsi que par les progrès réalisés par les lubrifiants synthétiques. Ndla )
Les hydrocarbures sont la principale source de pollution. Une partie de ceux-ci est recyclée naturellement dans la chambre de combustion et se consume lors de la combustion suivante.
Lorsque les contraintes l'exigeront, Mr Broughton sera prêt à réagir avec un simple catalyseur à réduction, technique de 1970 !
Dans l'état actuel, le moteur répond aux standards très élevés de Californie 2008.

Mr Broughton ne prétend pas que la technologie E-TEC ait pu sauver le deux-temps dans l'automobile, mais il assure que l'obsession des ingénieurs de Detroit à vouloir supprimer le graissage tel qu'on le connaît sur le deux-temps est une fausse piste.
En effet, un graissage "à la 4 temps" faisant appel à un carter, une pompe, des segments racleurs et des paliers lisses a pour effet d'augmenter dans la durée la quantité d'huile consommée, ce qui naturellement est préjudiciable au résultat final.
Cela peut être une raison pour laquelle les émissions des deux-temps ainsi lubrifiés se dégradaient avec le temps.
L'E-TEC en revanche devenait toujours plus propre à mesure qu'il progressait dans les tests EPA, dit-il.
Enfin, nous n'avons pas à nous préoccuper de la source secondaire de pollution qui intervient lors des vidanges d'huile, avec à la clé une élimination inappropriée du lubrifiant usagé.
Ce dernier point est plus difficile à faire admettre lorsque vous parlez pollution avec les instances en place!

Article de presse original paru chez: http://www.autofieldguide.com reproduit avec autorisation de Mr. Sawyer.

2006: Le 4 temps s'emmêle les soupapes!
A la lumière (d'échappement) de deux exemples:

Premier exemple: Si les soupapes restaient fermées...

Une marque nippone historiquement rétive au deux-temps, quoique ses NSR aient laissé de cuisants souvenirs, vient de dévoiler son nouveau modèle hybride à quatre roues.
Si vous la rencontrez, sachez qu'elle est joliment nommée IMA, pour Integrated Motor Assist.

En quelques mots, un moteur thermique 4 temps 70kW se trouve en prise directe avec un moteur-générateur électrique 15 kW, l'ensemble agissant sur une transmission CVT.
Selon les conditions du moment, un seul moteur à choix, ou les deux ensemble, entraînent la voiture. En fait, ce choix est laissé à la centrale de gestion électronique!

Jusque là, rien de très spectaculaire, direz-vous, si ce n'est qu'en propulsion purement électrique à faible vitesse, le moteur thermique (inerte) est entraîné par son homologue électrique. Comme utilisation de l'énergie, on peut rêver à mieux!
Chacun le sait, le moteur 4 temps ne se laisse entraîner qu'au prix d'une forte dépense d'énergie. C'est le fameux effet de "frein moteur".
Or, ce que les ingénieurs nippons ont découvert, c'est que leur moteur tournait plus librement si...... les soupapes restaient fermées!

Le moteur-générateur électrique dispose alors de plus d'énergie pour faire avancer la voiture, ou à contrario, récupère plus d'énergie pour recharger les batteries lors des descentes ou ralentissements.


Résistance du moteur entraîné
( frein-moteur )

en haut: Avec soupapes activées
en bas: Avec soupapes fermées


Source: Automobil-revue


Conclusion: Alors que les amateurs de 4 temps n'eurent de cesse de critiquer l'absence de frein-moteur du 2 temps, voilà ce dernier idéalement placé pour une application hybride du type cité ci-dessus. Grâce à la transmission CVT, il pourrait travailler à son régime idéal, auquel le rendement et les émissions sont optimales.
En retenue, l'énergie cinétique serait valorisée intégralement par le générateur électrique.
Mais peut-être serait-ce ... trop simple?

Deuxième exemple: Si les soupapes s'ouvraient simultanément ...

On doit au très respectable et non moins sérieux institut de recherches britannique Ricardo le premier moteur qui peut fonctionner aussi bien en deux temps qu'en quatre temps.
C'est là aussi un ballet de soupapes géré électroniquement qui permet cet artifice.
Ainsi, pour la marche en deux temps avec une explosion par tour, la soupape d'échappement s'ouvre à 100° après le PMH suivie par la soupape d'admission aux environs du PMB. Elles restent alors ouvertes simultanément pendant environ 90°. C'est la phase de balayage. Il s'ensuit la phase de compression sur 90° suivie de l'explosion.
Si vous n'avez pas suivi, ce n'est pas grave, jetez donc un coup d'oeil au dessin cinématique
Le dessin cinématique de la marche en quatre temps (classique) vous est ici épargné.
Ce moteur est pour l'instant sous forme de modèle informatique, c'est-à-dire qu'il n'a rejeté aucun polluant dans l'atmosphère, ce qui est tout à son honneur.
Le projet réel, grâce à un très important crédit d'étude, devrait voir le jour en 2006.
Pour en savoir plus, visitez le site www.ricardo.com, puis Search for :2/4sight


Conclusion: Ce moteur mettra-t-il tout le monde d'accord? Imaginez qu'un simple changement de puce électronique lui permette de fonctionner à choix en deux temps ou en quatre temps. Si c'est le cas, nous aurons enfin le deux-temps d'avenir, plus lourd, plus complexe et plus coûteux qu'un quatre-temps classique.


Quel est l'avenir du 2 temps? Des témoignages d'actualité!

Dès 2002, le deux-temps a été victime de plusieurs décisions malheureuses des pouvoirs sportifs.

Tout d'abord en moto GP, avec un règlement affligeant qui permettait d'aligner des 4 temps de 990 ccm face aux traditionnels 500 2 temps.
Laissons de côté cette discipline qui a succombé au pouvoir du marketing pour s'intéresser de plus près aux nouvelles applications du cycle à deux temps.

En karting: Le pari semblait difficile à relever puisque les nouveaux moteurs 4 temps disposent de 250 cc au lieu des 100 cc qui sont la règle depuis toujours dans cette discipline.
Toutefois, grâce à la ténacité de deux constructeurs qui ont mis sur pied des "challenges" financièrement abordables, on a assisté à un revirement spectaculaire!

C'est actuellement dans le domaine du moteur marin que le deux-temps nouvelle génération fait de nombreux adeptes, attachés à la légèreté et la puissance d'un moteur sans soupapes.
Il faut constater que son évolution est étroitement liée à la technologie d'injection directe mise au point par la firme australienne Orbital.

D'une façon tout-à-fait intéressante, on retrouve ces moteurs modernes aux deux extrêmes de la gamme de puissance, sur les scooters 50 cc aussi bien que dans les moteurs hors-bord de 250 chevaux !



Découvrez l'actualité deux-temps en cliquant l'une des images ci-dessous:

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