Préparation moteurs deux temps des infos non négligeables.

Source : http://www.planetjetracing.com/

PREPARATION DES MOTEURS 2 TEMPS

TECH/ MODIFICATION DES MOTEURS 2 TEMPS

L’idée générale d’un moteur deux temps est, qu’au lieu d’appliquer à
chacune des 4 fonctions( admission, compression, puissance et
échappement ) un trajet de piston, on « entasse » toutes ces fonctions
sur un seul tour de vilebrequin.
Ce genre de «réduction » implique que la phase de puissance se termine
plus tôt afin de permettre le processus d’évacuation des gaz ( parfois
appelé blow-down et qui est le temps entre l’ouverture de l’échappement
et l’ouverture des transferts) et une partie du processus de
remplissage avant que le cylindre ne s’arrête au point mort bas, au
plus bas de sa descente.
Cela raccourcit non seulement la phase de puissance, mais implique
aussi que l’échappement et le remplissage soit aussi court que possible.
Dans les premiers temps de ces moteurs 2 temps, les gens s’inquiétèrent
d’avoir une phase de puissance si courte. Parce que les soupapes d’un 4
temps ne s’ouvrent pas avant 125° après le point mort haut, on a très
vite pensé qu’il fallait retarder l’ouverture de l’échappement le plus
longtemps possible, c’est pourquoi les premiers moteurs ne s’ouvraient
pas avant 100°APMH environ. Quand le piston entame sa montée, il ferme
d’abord les transferts, laissant l’échappement toujours grand ouvert,
ce qui est terrible, toute la charge fraîche que les transferts
viennent juste d’injecter dans le cylindre va fuir par l’échappement.
Pour éviter ce phénomène les tuners réduisirent l’écart entre
l’échappement et les transferts ( blow-down) le plus possible, environ
15°.
Tous ces diagrammes misérablement courts limitèrent ces moteurs à une puissance presque nulle.
Ma première moto 2 temps (125cc) avec ces diagrammes produisait
5 misérables chevaux à 4500Tours ( en comparaison avec les 45 à 50 chevaux à 12500 tours d’une 125 de Grand Prix moderne.
Tout cela changea quand apparurent les échappements Wave reflecting ou
« à chambre d’extension » durant les années 50.Avec ces échappements,
une contre pression s’exerce lorsque la lumière d’échappement est train
de se fermer. de ce fait, il n’y a plus à s’inquiéter d’avoir un
diagramme de blow-down long risquant d’entraîner des pertes de charge,
en fait un blow-down long devient un avantage :
a) La contre pression n’arrête pas seulement la perte de charge, elle
peut aussi repousser le mélange qui s’est accumulé dans la lumière
d’échappement.
b) Le cylindre étant mieux rempli, il prend plus de temps à se vider,
donc un diagramme plus long améliore aussi la poussée descendante du
piston.
Une autre découverte à été qu’étant donné le peu de pression restant
dans le cylindre à l’ouverture de l’échappement, on ne risquait plus de
perdre de la puissance en ouvrant l’échappement plus tôt
Le vieux mythe qui impliquait la nécessite absolu d’un long temps de
puissance étais réfuté, et les tuners commencèrent à augmenter les
diagrammes d’ouverture d’échappement de plus en plus.
Comme dans tout ce que fait l’être humain, cela devint une histoire de
mode ! Ce qui signifie que si, un peu c’est bien, trop n’est pas
forcement nécessaire.
Le diagramme le plus radical qu’il m’ait été donné de voir était aux
alentours de 76 APMH, mais la plupart des moteurs de course que j’ai
vus ouvraient un peu plus tard ( 80 / 83°)
Cependant tout n’était pas bon dans cette découverte, du fait que toute
modification de 2 temps a un effet secondaire. Lorsque l’échappement
commence à s’ouvrir, les gaz s’engouffrent par le passage à la vitesse
du son. Cette haute vitesse a pour effet de considérablement accélérer
l’échauffement de l’écoulement du flux sur le dessus du piston. Plus
haut est l’échappement, moins les gaz qui s’engouffrent par
l’échappement auront le temps de se détendrent et donc de se refroidir.
C’est pourquoi plus haut nous osions remonter le diagramme, plus nous
augmentions la température du piston.
En même temps, sachant que le couple moteur grimpe lorsque le ratio de
compression augmente, consciencieusement nous rabotions les culasses et
jouions avec les squish banbs en espérant que compression n’allait pas
rimer avec détonation, la détonation étant une sorte de combustion
anormale causée par l’augmentation de chaleur du mélange air/essence.
La cause principale de cette augmentation de température est un piston
trop chaud. Plus haute est placée la lumière d’échappement, moins le
moteur tolérera d’être comprimé : en cherchant la puissance par ce
cette manière nous jouions en fait contre nous-même.
Le premier résultat de ce travail fut une collection de pistons serrés,
cassés. A cause de détonations tellement violentes, certains pistons
virent leurs segments se dresser dans les lumières d’échappement comme
les côtes d’un squelette. D’autres, ramollis, et dilatés, se bloquant
dans le cylindre furent poussés et martelés par les bielles et soufflés
par l’échappement : ce fût un vrai cirque de l’aluminium.
Mais nous ne voulions pas revenir en arrière vers des diagrammes plus
raisonnables car ça n’avait rien d’extrême et par conséquent c’était
nul. Comment pouvions-nous donc produire de la puissance de cette
manière ? Donne-moi ce satané DREMEL.
Certaines personnes plus sensibles mirent fin au carnage. Ils
raisonnèrent de la manière suivante : si un piston chaud entraîne la
détonation, un piston moins chaud peut conduire à un moteur qui tolère
une compression plus importante sans détoner. deux directions
s’ouvraient à nous pour arriver à cela :
La première était de faire de la puissance sans remonter les diagrammes
si haut, c’est à dire de substituer la largeur à la hauteur. Faire plus
large mais moins haut.
La seconde voie étant de faire un piston avec une couronne plus épaisse
permettant de mieux faire circuler la chaleur du dôme vers les parois
du cylindre refroidit par l’eau.
Tous ceux qui ont déjà conduit un drag à BONNEVILLE connaissent le bon
vieux piège de l’épaisseur du piston. Un piston fin marche bien sur une
piste de drag, à cause de son gain de poids et parce qu’il n’a pas le
temps de chauffer suffisamment pour casser.
Mais hors de ce contexte, et utilisé sur des kilomètres et des
kilomètres, ce genre de piston ( qui fournissent tant de puissance sur
6 secondes )devient suffisamment chaud pour être littéralement
transpercé.
Du point de vue du fabricant, la lumière d’échappement la plus facile à
réaliser est un gros ovale unique. Malheureusement du point de vue des
modifications éventuelles, c’est aussi la pire. Plus large vous faites,
plus vous augmentez le risque potentiel d’aspirer, coincer/ ou marteler
des débris de segments dans les gorges. C’est pourquoi les lumières
divisées ( simples mais séparées verticalement par le milieu) sont
devenues courantes dans les moteurs haute performance récents.
Cette séparation verticale est un cauchemar, elle est soumise à
beaucoup de chaleur et de plus, difficile à lubrifier, certains percent
des trous dans les jupes de piston en espérant que l’huile sera poussée
vers cette barrette.
La surface de cette séparation doit être généralement usinée en retrait
d’environ 1/100ème de pouce, car sa dilatation tend à serrer le piston,
parfois même le contact entre le piston et cette barrette a tendance à
retirer de la matière du piston en la déposant dans la gorge du
segment. On peut se préserver de cela en chanfreinant le logement du
segment d’environ un millimètre ou bien de retirer de la matière
susceptible d’être arracher dans cette zone.
La toute dernière forme de lumière est celle en T avec les cotes du T
surplombant les transferts principaux. Le but étant de faire un passage
extrêmement large pour qu’une plus grande surface soit dévoilée à la
fois à chaque millimètre de déplacement du piston.
La partie supérieure d’une lumière d’échappement divisée est
généralement horizontale donc la libération des gaz est très rapide, ce
qui permet de gagner du temps pour le blow-down et par conséquent de
faire une lumière d’échappement encore plus basse. Les lumières
multiples ont généralement la forme d'un large trou ovale flanqué d’une
paire de lumières annexes, une de chaque coté, placées plus haut
au-dessus des transferts principaux, et s’ouvrant au même diagramme que
la lumière d’échappement principale. Cela est effectivement identique à
un passage en T, mais avec deux séparations au lieu d’une. Le but étant
de faire le passage le plus large possible afin qu’il soit le plus
réduit possible en hauteur.
Par exemple, un cylindre avec une lumière ovale large nécessite de
s’ouvrir à 35 degrés APMH, tandis qu’un cylindre avec une lumière en T
super large n’aura besoin de s’ouvrir qu’à 38 ou 40 degrés.
Cette différence peut se traduire par un piston plus froid, ce qui
permettra de pousser un peu la compression, ce qui aboutit en
définitive à un gain de puissance utile.
Chaque fois que vous faites une lumière d’échappement surplombant le
transfert principal, vous avez de petites zones de cylindre avec des
gaz chauds d’un côté et de la charge fraîche de l’autre, cette
différence de température entraîne un important stress thermique avec
pour résultat le plus fréquent, une casse du cylindre.
Ok, si vous voulez vivre sur le fil, il faut accepter de tomber de temps à autre !

EFFET D’ECHELLE
Lorsqu’un cylindre est destiné à de longues course de pistons, son
volume augmente plus vite que sa surface, cela semble vouloir signifier
que dans un cylindre plus grand, la surface des passages apparaît
insuffisante, mais il y a un facteur temps qui pousse les choses dans
l’autre sens. Oui, la surface des lumières diminue par rapport à
l’augmentation du volume du cylindre, mais les gros moteurs sont
limités en régime du fait de leur longue course, de ce fait, leurs
lumières qui semblent plus petites en proportion sont ouvertes plus
longtemps, ce qui compense.

Le résultat est que la taille des passages ( en rapport avec l’alésage
et la course ) et les diagrammes ne varient pas vraiment lorsque l’on
augmente la taille du cylindre.

TRANSFERTS
L’espace entre transferts sur les moteurs de série est très large ?
Cela afin de rendre la fabrication et le moulage plus facile. Lorsque
l’on modifie un moteur pour qu’il fonctionne à de régime plus élevé, il
est nécessaire d’augmenter la taille des transferts. Si vous
n’augmentez pas le régime maximum, seul sera nécessaire, le contrôle de
la parfaite égalité des hauteurs de chaque lumière par paire, droite et
gauche, et bien sûr il faudra s’assurer de l’absence de stalactites ou
de défauts dans les conduits. Si vous ne devez faire qu’une chose sur
vos transferts, ce doit être cela.

UN PEU PLUS
Comment savoir si vous avez besoin de plus de surface de transferts ?
Tout d’abord, il est normal d’augmenter la surface si le régime maximum
a été augmenté. Deuxièmement, vous pouvez consulter les différents
logiciels de tuning 2 temps ( comme TOM TURNER SOFTWARE )
Troisièmement, Vous pouvez demander au Grand Sorcier qui :
(A)Connaîtra le mieux votre type de moteur, (b) sera disposé à vous divulguer ce qu’il sait.

Comme pour l’échappement, vous avez le choix entre augmenter la hauteur
ou la largeur, si l’on se base sur l’intérêt d’avoir les lumières
d’échappement le plus bas possible, on peut parier sur la nécessite
qu’il en soit de même pour les transferts, c’est pourquoi jetez-vous
là-dessus avec votre coûteux outil de coupe à angle droit pour
grignoter joyeusement le métal, et élargir les transferts en diminuant
l’espace qui les sépare les uns des autres.

Jusqu’ou peut-on aller ? Sur un cylindre de Moto GP avec un alésage de
54 mm l’espace entre transferts est d’environ 1mm, mais dans un
cylindre plus gros surtout s’il est chemisé, il faut au moins doubler
cette valeur.

Bien qu’il ait souvent un assez large espace de part et d’autre, entre
la lumière d’échappement et le transfert principal, dans les moteurs
modifiés cet espace peut être considérablement réduit par
l’élargissement des transferts. Rien n’est sacré, et la seule vérité
est celle du chrono ou du banc. Si vous ne parvenez pas à la surface
voulue, il vous faudra aller vers le haut. Si c’est le cas ?
Souvenez-vous que si remonter une lumière fait en même temps augmenter
sa surface mais aussi son temps d’ouverture. Et donc que les deux
améliore le flux.
C’est pourquoi un demi-millimètre ou un millimètre peut avoir un effet plus important que vous le pensiez.

ORIENTATION DES TRANSFERTS
Si vous pouviez couper votre cylindre à angle droit, par rapport à
son axe à la hauteur du milieu des transferts, il vous apparaîtrait que
les transferts principaux sont backflowed (dirigés vers l’arrière),
qu’ils ne sont pas dirigés droit l’un vers l’autre, mais plutôt que
chacun est dirigé vers l’arrière en direction de la paroi du cylindre
opposé à l’échappement sous un angle de 35 à 45 degrés. Cela a pour but
de détourner le flux du transfert principal de la direction de la
lumière d’échappement, mais surtout de laisser de la place pour le flux
provenant des transferts secondaires. En général, plus on recherche la
performance à bas Régime et l’économie de carburant et plus l’angle
doit être rentrant, disons 45° plutôt que 30 ou 35. Notez aussi que
plus l’angle est rentrant moins la largeur du flux est grande.
Les boosters sont des passages directement opposés a la lumière
d’échappement et sont orientés de 45/60° vers le haut par rapport à
l’horizontale.

ANGLES DE PLAFOND DES TRANSFERTS
Par angle de plafond, je veux dire l’angle que forme le haut de la
lumière vers l’intérieur du cylindre et l’horizontale. De ce fait un
passage avec 0° aura tendance à produire un jet qui arrive à plat dans
le cylindre, parallèle à la surface du piston. Dans le but de guider le
flux sur le piston et pour s’assurer qu’il s’y accroche, les transferts
principaux ont parfois des angles négatifs, et ce, pour tenter de
pousser le flux légèrement vers le bas, vers le piston.

Aux alentours de 1970, il était normal de trouver des transferts
principaux à 0° ou d’angle légèrement négatif et les secondaires avec
un angle prononcé vers le haut de 30 à50°. On pensait à l’époque que
cela donnait une meilleure direction au flux, le guidant vers le milieu
de la paroi opposée à l’échappement, puis vers la culasse et ensuite
après avoir changé de direction dans les dômes vers la paroi cote
échappement. Le problème avec cela, c’est que ça marchait trop bien :
Le mélange arrivant à trop grande vitesse et guidé dans cette direction
le flux bouclant son tour trop vite et disparaissant dans l’échappement.
A cause de cela, la bande de régime ou les flux de mélange sont presque
totalement bloqués dans le cylindre est très étroite, au-dessus et en
dessous de cette zone, une partie du flux reste bloqué dans les
carters, et l’autre partie s’est déjà enfuie par la lumière
d’échappement.

Ensuite l’angle des secondaires a été ramené à presque 0°, avec à la
clé une amélioration du couple et un gain en largeur de la plage de
régime où le couple est important.

Je ne sais pas pourquoi ça marche, mais je suppose que ces angles 0
Obligent les différents flux à entrer en collision, ce qui leur fait
perdre de la vitesse, avant de commencer leur ascension le long de la
paroi opposée à l’échappement du cylindre ; Avec moins de vitesse la
boucle s’effectue moins vite vers l’echappement et donc il y a plus de
charge fraîche dans le cylindre, cela signifie donc une plage de
puissance plus large. Lorsque l’on combine cela avec une orientation
des transferts secondaires vers l’échappement le flux des 4 transferts
se heurtent de plein fouet vers la partie arrière du centre du piston.
Il y a peut – être quelque part un gourou de la mécanique des fluides
qui sait réellement pourquoi ce truc marche, moi tout ce que je peux
faire c’est supposer. Un a un tous les constructeurs ont adopté cette
configuration des transferts arrière à angle 0.

LA VIE N’EST PAS TOUJOURS SI SIMPLE
L’angle 0, c’est un peu comme orienter deux jets d’eau l’un vers
l’autre, les éclaboussures vont dans tous les sens, mais si l’angle de
collision varie juste un peu la plus grande partie de l’eau partira
dans la direction de l’angle. J’ai fait une sacrée quantité de schémas
de flux de cylindre de2 temps ( a tel point que ma vie me semble plus
longue ), dans les cylindres à angle 0 j’ai trouve beaucoup
d’asymétrie, au lieu d’un dessin de flux bien centré, le flux est
décalé d’un coté ou de l’autre.

Je me suis demande à l’époque si ce que j’avais vu été réel ou si
c’était le résultat des conditions de tests, le fait que les fabricants
aient fait marche arrière, en utilisant des angles plus grands que 0°,
me porte à penser que j’avais raison. De combien sont ces angles ? 5 ou
10°.

Il y a encore quelqu’un ? Pour les courageux, je peux vous en
promettre un peu plus sur le sujet dans le futur, tout n’est pas encore
dit sur les transferts.

Waha y'a du niveau!
Il est mortel ce post!
Reste plus qu'à le lire encore une ou deux fois et j'attaque le massacre à la dremel!!!!!