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 !