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Cycle à deux temps

Cycle du moteur

Cylindre à deux temps vu de dessous : de part et d'autre du cylindre, se trouvent les transferts, qui aboutissent dans le cylindre. L'admission se fait par la lumière de droite, et l'échappement par celle de gauche.
Cylindre à deux temps vu de dessous : de part et d'autre du cylindre, se trouvent les transferts, qui aboutissent dans le cylindre. L'admission se fait par la lumière de droite, et l'échappement par celle de gauche.

Le cycle à deux temps (Le cycle à deux temps d’un moteur à combustion interne diffère du plus courant cycle de Beau de Rochas en ayant seulement deux mouvements linéaires du piston au lieu de...) d’un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) à combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet...) diffère du plus courant cycle de Beau de Rochas en ayant seulement deux mouvements linéaires du piston au lieu de quatre, bien que les même quatre opérations:

  1. Admission
  2. Compression
  3. Explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la...) et détente
  4. Échappement

soient toujours effectuées.
Nous avons aussi un cycle moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie...) par tour au lieu d'un tous les deux tours pour le moteur à quatre temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.).

Le cycle est celui-ci : 1 admission/compression 2 combustion-detente/echappement(balayage des gaz)

  1. En voici les différentes étapes en détail :
  • Dans un premier temps (image n°3 : Détente), le piston (5) est au point mort haut (En mécanique avec un dispositif utilisant un piston alternatif (moteur à explosion ou compresseur, par exemple), on parle de point mort haut et de...). La bougie (La bougie est un objet servant en général à éclairer, composé d'un corps gras et d’une mèche enflammée. Elle a été inventée au milieu du Moyen Âge. Son...) crée l'explosion et le piston descend en comprimant en même temps le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange. Les...) présent dans le carter, sous le piston. C'est la partie motrice du cycle, le reste du parcours sera dû à l'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur...) créée par cette détente. Cette étape est la détente. Lors de cette descente du piston, l'entrée (6) du mélange dans le carter se ferme.
  • Arrivé à proximité point (Graphie) mort bas (image n°1 : Admission et échappement), le piston débouche les lumières d'échappement (2) et d'arrivée de mélange dans le cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée courbe...) (3) : le mélange en pénétrant dans le cylindre chasse les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni...) de l'explosion (zone 1 sur l'image). Il s'agit de l'étape d'admission - échappement.
  • En remontant (image n°2 : Compression), le piston compresse le mélange dans le cylindre. Au passage, il rebouche l'échappement (2) et l'entrée de mélange dans le cylindre (3), tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en créant une dépression dans le carter (4) qui va permettre l'arrivée du mélange air-essence par la soupape (Une soupape est un organe mécanique servant à fermer et ouvrir une chambre ou un conduit à la demande .) d'arrivé (6) dont l'entrée a été libérée par la position du piston proche du point mort haut. Cette étape est celle de compression.
  • Une fois arrivé à nouveau au point mort haut, le cycle peut recommencer à partir du premier point.
Schéma de fonctionnement du moteur à deux temps
Schéma de fonctionnement du moteur à deux temps

Particularités

  • Moteurs simples légers, composés d'un très petit nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de pièces
  • Moteurs facilement reconnaissables par l'implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) basse de l'échappement et du carburateur (Le carburateur est un organe du moteur à combustion interne essence ou ethanol et aussi des chaudières à carburants liquides. Cet organe permet de préparer un mélange d'air (le...) sur le cylindre, et non sur la culasse
  • Puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) spécifique voisine d'1,5 fois celle d'un moteur 4 temps (il a fallu autoriser les 4 temps de 900 cm³ de cylindrée (La cylindrée est le volume balayé par le déplacement d'une pièce mobile dans une chambre hermétiquement close pour un mouvement unitaire. Ce concept est utilisé pour les pompes et tous les moteurs utilisant un fluide.) pour remplacer en équivalent les moteurs deux temps 500 cm³ sur les motos de compétition)
  • Consommation de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) en rapport
  • Lubrification par mélange (huile dans l'essence) ou par injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau, mais, est cependant...) perdue, d'où émission de fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules solides émis par un feu ou un échauffement mécanique. Ces particules sont...)
  • Faible taux de compression (Le taux de compression est une mesure de la performance d'un algorithme de compression de données informatiques. Il est généralement exprimé en pourcentage, et noté τ....) géométrique (environ 6), compensé par l'effet de compresseur effectué par la face inférieure du piston dans le cylindre, aboutissant à une compression réelle d'environ 10
  • Bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) spécifique, plus aigu.
  • C'est un moteur très nerveux, qui s'use rapidement, mais qui est facilement réparable.

Améliorations du principe de base

  • Clapets à l'admission, pour augmenter le temps d'admission dans le carter sans risquer de retour
  • Distributeurs rotatifs en bout de vilebrequin, dans le même but
  • Injection directe (L'injection directe est une technologie utilisée dans les moteurs à combustion interne. Elle consiste à diffuser le carburant directement dans la chambre de combustion plutôt...)
  • Hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme....) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) d'échappement en fonction du régime, afin d'augmenter le temps d'échappement à haut régime seulement
  • Utilisation d'un deuxième cylindre pour assurer la précompression

Une étude de plusieurs années a permis à des passionnés de lubrifier un moteur deux temps comme un quatre temps, d'injecter le mélange air-essence (et non plus air-essence-huile) à très haute pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) et uniquement lorsque l'échappement est fermé, ce qui rend le moteur deux temps de ce type plus puissant, plus économique et plus écologique que les moteurs quatre temps actuels.

Utilisation

Ce type de moteur est utilisé surtout parmi les plus petites et les plus grandes génératrices, mais moins parmi ceux de dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est...) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble...).

Pour les plus petits moteurs, ils ont l’avantage d’un poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du...) réduit et de fonctionner dans toutes les orientations lorsqu’il n’y a pas de réservoir d’huile séparé.

Ils ont aussi été utilisés dans des moteurs diesel, surtout ceux avec des pistons à plat à régime lent, comme ceux équipant les bateaux ou les locomotives. Certains moteurs comme les Junkers (Junkers & Co est une société métallurgique allemande. Elle a été fondée en 1895 par Hugo Junkers à Dessau. Elle produisait à l'origine différentes inventions du...) Jumo 205 et Napier Deltic obtiennent l’air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...) sous pression par un ventilateur ou un turbocompresseur indépendant de l’arbre à cames (Un arbre à cames est un dispositif mécanique permettant de transformer un mouvement rotatif en mouvement longitudinal et réciproquement.).

Opérations de base

Le moteur au cycle à deux temps est simple dans sa construction mais d'une dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) complexe pour ses opérations.

Problèmes majeurs

  • Un problème majeur avec ce type de moteur est la distance courte entre une dose fraîche à l’admission de l’expulsion, ce qui augmente la consommation de carburant et d’hydrocarbones imbrûlés.

Des phénomènes de résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la fréquence propre du système. Si le...) aident à résoudre cette difficulté, ou l'injection directe, qui permet de balayer le cylindre avec de l'air pur, le carburant n'étant injecté qu'à la fin.

  • Ce type de moteur mélange un lubrifiant dans son carburant pour graisser le cylindre. Il y a donc émission d'huile dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Ce n'est (presque) pas le cas pour le 4 temps.
  • Ayant deux fois plus d'explosions à régime égal qu'un 4 temps, la partie haute du cylindre du moteur a tendance à chauffer, d'où perlages de bougie (très rare aujourd'hui avec les huiles et les bougies actuelles), percements de pistons et serrages, inconvénients pouvant être écartés par un refroidissement efficace (liquide) et des bougies de bonne qualité.

Problèmes mineurs

  • Faible frein (Un frein est un système permettant de ralentir, voire d'immobiliser, les pièces en mouvement d'une machine ou un véhicule en cours de déplacement.) moteur
  • Bruit souvent peu agréable

Règlementation

Grâce à l’utilisation de l’électronique pour mieux doser et des conceptions optimisées comme celle proposée par Orbital Avenir du 2 Temps : La frilosité des services marketing (Le marketing (on utilise aussi parfois — dans 7% des cas, d'après les chiffres donnés par Google — le néologisme français mercatique) est une discipline qui cherche à déterminer les...) constructeurs, l'opposition des règlements sportifs et celle, bien plus naïve, des politiques et des élus, concernant la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) y compris sonore, rendent l’utilisation et l'essor du cycle à deux temps en injection directe désormais restreinte ou même interdite (sic !) sur les moteurs de dimension moyenne, donc ceux concernant le transport : un état de fait incompréhensible techniquement et même... écologiquement !

Animation du cycle avec l'effet du pot
Animation (L'animation consiste à donner l'illusion du mouvement à l'aide d'une suite d'images. Ces images peuvent être dessinées, peintes, photographiées, numériques, etc.) du cycle avec l'effet du pot
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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