2-temps comment ça marche ?



Le moteur 2-temps réalise un cycle complet (admission/compression/explosion/détente) en seul tour de vilebrequin (soit 360° de rotation) quand le moteur 4-temps en exige deux (720° de rotation)… Retour sur les avantages et inconvénients de la fameuse pompe à feu.

Sorte de petit miracle mécanique et même thermodynamique, le moteur à cycle 2-temps souffre toutefois de son appétit pour le carburant et sa prédisposition à produire de nombreux imbrulés synonymes d’émissions polluantes en sortie d’échappement. Voilà d’ailleurs la seule véritable tare de celui que l’on a connu capable d’un rendement de plus de 400 chevaux par litre de cylindrée (extrapolation de la puissance d’une 500cc 2-tps 4-cylindres de Grand Prix délivrant plus de 200 chevaux à la fin des années 90). Question cycles, le 2-temps ne perd pas son temps en aller-retours inutiles. Dans sa phase montante, le piston comprime le mélange gazeux dans la culasse, là ou il sera enflammé par la bougie. Dans le même temps, ce déplacement vers le point mort haut engendre une dépression dans les carters du bas-moteur, aspirant par la même occasion un nouveau flux de gaz frais en provenance du système d’alimentation.

Quand survient l’étincelle à la bougie, le mélange comprimé dans la chambre de combustion entre s’enflamme, repoussant le piston vers le bas et produisant ainsi une force motrice. Dans sa course descendante le piston découvre la lumière d’échappement par laquelle les gaz brûlés s’évacuent et, parallèlement à cette action de « vidange », le piston met en pression le volume de gaz frais précédemment admis dans les carters bas-moteur. Ceux-ci se trouvent maintenant contraints à s’engouffrer dans les transferts, jusqu’à se retrouver propulsés dans le cylindre à l’instant où les lumières d’admission seront à leur tour découvertes par le piston, juste avant qu’il n’atteigne son point mort bas. L’introduction de ces gaz frais provoque alors ce que l’on nomme le « balayage ». Schématiquement, ils font le ménage dans le cylindre en chassant les gaz imbrûlés résiduels en direction de l’échappement. Inconvénient de la manœuvre, certains de ces gaz frais filent aussi dans l’échappement, causant surconsommation et émissions polluantes (imbrûlés).

Maintenant la remonté du piston amorce déjà un nouveau cycle en filant comprimer ces nouveaux gaz frais etc. La porte d’entrée pour les gaz frais dans les carters bas-moteur est matérialisée soit par des lamelles-clapets anti-retour, soit par un disque rotatif dans lequel et pratiquée une fenêtre. Ainsi, dans la phase montante du piston, les gaz frais y sont aspirés puis s’y retrouvent piégés à sa descente. Aussi, à la façon dont les gaz frais se retrouvent comprimés dans les carters bas-moteur avant que le piston ne découvre les transferts, on en vient à parler d’un phénomène de suralimentation. Et enfin, le rôle de l’échappement est capital. Ses formes avec cône divergeant, corps, contre-cône et tube de fuite en font un instrument de résonnance jouant avec les fréquences vibratoires et permettant d’accorder la vitesse des gaz brûlés dans l’échappement. Ce jeu de pressions/contre-pressions vise à vider efficacement le cylindre quand la lumière d’échappement s’ouvre mais également, à empêcher les gaz frais de (trop) s’y engouffrer.

Le 2-temps est une véritable une science pleine de noblesse et qui ne nous a finalement pas encore révélé tout son potentiel. Pour preuve, de nombreux motoristes persévèrent dans la recherche et son développement, notamment dans la branche marine et motoneige. Leur secret : l’injection directe d’essence. On y revient dans un autre sujet dédié à cette technologie pleine de promesses.

Vu de l’entrée des transferts à l’embase du cylindre.
Vu de l’entrée des transferts à l’embase du cylindre.
Le twin tandem Français FPE TR250 inspiré des légendaires Rotax 256 de Grand Prix. 54 x 54,5mm, 124,8cc de cylindrée unitaire, admission par disques rotatifs et deux carburateurs de 42mm pour plus de 100 chevaux et 14 500tr/mln maximum !
Le twin tandem Français FPE TR250 inspiré des légendaires Rotax 256 de Grand Prix. 54 x 54,5mm, 124,8cc de cylindrée unitaire, admission par disques rotatifs et deux carburateurs de 42mm pour plus de 100 chevaux et 14 500tr/mln maximum !

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