Developpement moteur 2 temps suralimenter

[Invité §sca347st]

Bonjour,

J’ouvre ce Post afin d’obtenir de l’aide de personnes ayant d’excellente connaissances en mécanique, et plus précisément sur les moteurs 2 temps.

 

J’envisage de développer un prototype 2 temps, d’une cylindrée unitaire de 500cm3, à injection directe par charge stratifié directement dans la culasse (double injecteur HP), avec turbocompresseur ou compresseur mécanique (le choix de la suralimentation est encore non déterminé dépendant des informations qui pourront m’être apporté ici), sur une base moteur de type 4 temps monocylindre Husaberg 650cm3, c’est à dire que les gaz d’admission ne transiteraient pas par le carter mais directement par les lumières du cylindres permettant ainsi une lubrification en circuit fermé.

 

Les questions ESSENTIELLES que je me pose avant de véritablement entreprendre ce projet est de savoir si :

1) Un système de clapets ou de disques rotatifs à l’admission et de valve à l’échappement est nécessaire, ou si le piston peut servir seul à fermer les lumières ? N’y a t’il pas un risque d’avoir de problème d’étanchéité à ce niveau et que de l’air comprimé apporté par la suralimentation by-pass vers le carter ?

2) Dans ce cas, même en ayant une ventilation du bas moteur fortement dimensionné, quelle sont les problèmes qui peuvent survenir ?

3) Dans ce type de moteur es qu’un échappement à cône contre-cône est-il nécessaire ou une ligne de type 4 temps peut elle être utilisé ?

4) A quelle pression de suralimentation faudrait il monter pour obtenir un balayage véritablement efficace, en sachant que le RV n’est pas encore fixé et totalement libre ?

 

Du raisonnement que je tiens (qui repose sur mes connaissances de ‘base’) :

La suralimentation ne servira qu’à compresser de l’air, et non un mélange, puisque l’essence sera injecté directement dans la culasse après la fermeture des lumières, un échappement cône contre-cône n’est plus indispensable puisque les pertes à l’ouverture de l’échappement ne serais (en plus des gaz de combustion) que de l’air, ainsi théoriquement il serait possible d’obtenir une meilleur ventilation du cylindre.

 

Dés lors j’imagine qu’il faudrait une lumière d’admission décalé vers le haut, à l’inverse de celle d’échappement, ainsi qu’une construction moteur longue course plutôt que super-carré.

Ce moteur serait bien sur équipé d’un intercooler et tout les autres périphérique indispensable à son fonctionnement que je n’est pas détaillé ici, dans cette première approche.

 

Quant à la puissance spécifique je table sur 300ch/litre exploitable au quotidien, car mon but est surtout d’arriver à développer un 2 temps ‘propre’ et dépollué, comparable aux émissions d’un 4 temps grâce à tous les systèmes de dépollution disponible aujourd’hui.

 

Je remercie d’avance toutes les personnes pouvant m’apporter des informations complémentaires tant techniques que autres (que se soit sur des brevets ayant déjà pus être déposé, ou des critiques techniques) pour me permettre de mener à termes ce projet.

 

Alexis.

 

[Invité §bri126It]

Oulah, t'as quand même l'air de maitriser un peu le domaine toi

 

Je ne peux répondre qu'à une seule question, c'est la première.

L'idéal, ce serait une injectionHP bi-latérale parce que e sais pas comment t'avais prévu le coup quand tu dis double. Dans ce cas, alors il me faudrait d'autres données, comme le couple max que ton moter développerait, combien de tours potentiel, etc... (en plus tes 300ch/l).

Mais à priori, le piston seul pourrait jouer le rôle de clapets si la puissance et l'exploitation optimale sont au-dessus des 11.000 rpm.

[hornety]

On le voit plus beaucoup mais philb12 est bien callé en meca

 

Tu as camus aussi je crois

[Invité §tri628TK]

Bon, j'y connais pas grand chose en developpement, mais je dirais que la 1/ oui tu auras besoin d'une valve, pour repartir la puissance quand ca arrive, sinon ca va etre vraiment du on-off ; et a la 3/ a mon avis oui

 

mais faut attendre Oli1 et tous les autres voir ce kils en pensent

 

Edit: sinon je suis volontaire pour les essais

sinon tu vas le monter dans quoi? un ... husaberg en SM??

[Invité §oli537kP]

Je " re lirai" mieu (manque de temps là), mais à mon sens, concernant un 2T / injection directe, le compresseur sera surtout utile, pardon indispensable à permettre d'abord le balayage par air pur, puis la lumière d'échappement fermée (ou sur le point de l'etre) l'injection (en 2 temps ?? par 2 injecteurs) sous très haute pression d'un mélange en charge stratifiée.

 

C'est plus ou moins le type de moteur dévelopé par Orbital, marquant une avancée décisive dans le développement technique des deux temps après les travaux de honda avec le proto EXP2 (300 cc mono 2 temps) alimenté par injection.

 

Sauf si j'ai bien compris malgrés le survol que ce moteur se voudrait de plus compressé, pourquoi pas dès lors qu'on dispose déjà d'air sous pression afin de permettre le balayage...

Injecter de l'air et de l'essence avec suffisament de pression alors que le piston remonte suppose pas mal de pression de toutes façons, cela me semble surtout etre à la fois une question de programmation de l'injection et de pression d'air, et bien sur d'essence.

 

Juste vite fait (je reviendrai sur cet alléchant sujet dont j'ai seulement survolé le post titre) la valve est en effet indispensable à la combustion en mode pauvre en permettant des variations importantes du taux de compression, csur le moteur de l'EXP2 une large valve permettait une variation très importante de la hauteur de l'échappement le T de comp permettant la détonation (controlée) de la charge aux bas régimes (mode pauvre), notez que le scooter Panthéon en 2 temps utilisait une technologie très proche : large valve au débattement important, et injection PGM F1. Voir un article passionnant dans moto technologie (N° à rechercher)

 

Ca m'a toujours beaucoup interrssé tout ça, mais d'une part , je suis loin d'etre ingénieur, avec les connaissances techniques et théoriques que cela suppose, juste un amateur interressé à la technique moteur 2 temps particulièrement, d'autre part les info ne courrent pas les rues, et cela prend pas mal de temps d'avancer.

 

Il me semble voir quelques conradictions tout de m^me dans le "cahier des charges" de ce moteur, ou le projet demande à etre précisé

 

A suivre, je pousuivrai sur les différentes questions que je n'ai pas encore abordées.

 

Quelques sources interessantes j'esperre :

 

http://www.dkw-elge.com/doc4.htm

 

http://www.educauto.org/Documents/Tech/ANFA-INJECTION_MOTO/Originaux/pages/2_temps.htm

[Invité §rem424Mj]

Bonjour les gars, interressant ce forum, GM réalise des moteurs "diésel" 2 temps trés puissants, une injection sur chaque cylindre par tour de manivelle, chemises trouées, et pour pousser l'air, une belle soufflante à 2 turbines. On retrouve ces moteurs sur du matériel de TP, péniches etc etc, ces moteurs peuvent tourner dans un sens ou l'autre suivant le besoin, un motoriste (Demolin Sotteville) peut te renseigner.

[Invité §rou632lP]

sur un deux temps on utilise généralement un pot avec cône contre-cône afin que la pression évacuée par l'échappement soit utilisée pour reremplir le cylindre, le temps que l'onde de pression sortant de l'échappement face un allé retour dans le pot, durant cette période une partie du mélange (ou de l'air uniquement) frais sort de l'échappement, l'onde sert a créer une surpression au niveau du cylindre. pour le cas qui nous interresse tu peux utiliser ce principe pour gaver acoustiquement le cylindre et ce en plus de l'air pressurisé, donc utilise un pot cône contre-cône.

 

sinon pour le choix entre un turbo et un compresseur ça dépend du comportement que tu souhaites avoir. le compresseur procure une pression plus élevée que le turbo dés les bas régimes, et inversement pour les hauts régimes. donc si tu veux un moteur coupleux à bas régimes met un compresseur et pour un moteur furieu c'est le turbo.

 

[Invité §ado636qy]

Trés bonne idée.

Des moteurs marines assez ancien utilisent déja cette technologie depuis pas mal de temps (2 temps diesel à injection direct, avec turbocompresseur). Le démarrage ce faisant à l'aide d'une soufflerie à moteur électrique.

Pour ce qui concerne les technologie 2 temps d'avant garde, il s'agit bien de la technologie DITECH de chez Aprila par exemple qui vient en fait de la société Orbital (made in Australia). A noté que Bombardier (donc Rotax), Susuki et Yamaha marine utilise déja ce principe depuis maintenant un petit bout de temps, tout en respectant les normes anti-pollution de ce domaine.

Les grandes marques automobile hésitant notablement à se lancer dans ce sens , sachant que la clientelle est pourvu d'oeillières parfaitement bien rabattuent. A noter que celle des motard ne doit pas en être très loin. D'où la grande hésitation de Honda qui c'est mis à prétendant qu'avec l'AR combustion , "le maximum avait été fait et qu'il était présomptueux de d'aller plus en avant"...

Nous constatons tout de même que la clientèle TT commence à retourner vers le 2 temps du fait de sont cout, ça puissance au litre, de sa fiabilité et de sont poids.

Pour ce qui concerne ta conception (très interressant), pour ma part, connaissant aussi le 2 temps depuis des lustres, je pense qu'une solution avec turbo ne sera pas adaptée du fait qu'il s'agit d'un mono-cylindre au pulsation insuffisement régulière générant des variations de régimes au concéquences néfastes pour la durée de vie du turbo.

Un bicylindre l'étant lui aussi dans une moinde mesure.

Reste les compresseurs plutôt gourments en puissance, mais au résultat garantie. Reste à voir chez Root par exemple si ils ont ce qu'il faut. A noté que Peugeot utilise un de ces compresseur sur un scooter 125 4 temps.

Pour ce qui est des éléments constituant l'injection, j'imagine qu'il faudra s'inspirer de l'existant en la matière (voir chez Bombardier (jet sky) ou ces concurrents bien sur.

A noté l'aventure de Bimota avec leur 500 V2 qui n'a pas pu être commercialisée pour des raison de manque de fiabilisation et au comportement jugé brutale....

Pour ce qui concerne donc cette solution, je conseillerait plutôt de commencer avec une solution soft des cycles de distribution, ce qui évitera les mauvaises surprises. De genre 175° à l'échappement et 120 au niveau des transferts. Il n'y aura donc pas l'utilité (dans une première phase de développement) d'avoir une valve à l'échappement.

Bien sur, l'air arrivera par ces transfert, il n'y aura donc pas de système d'admission classique aux 2 temps (donc pas de boite à clapet, ni de disque rotatif). Pour ce qui concerne un éventuelle pot de détente avec cône et contre-cône, il sera possible simplement de le remplacer par un silencieux à la technologie traditionnel basée sur le principe des chambres de détente et de chicane simple mais au effet lissant pour ce qui concerne la courbe de couple et de puissance.

Il sera ainci possible de faire évoluer la configuration de ce moteur par étapes successives.

Tien nous au courant de ton projet.

 

[Invité §jer574ek]

bonjour, je planche sur un projet très similaire, reprendre un bas moteur de moteur 4 temps très performant genre 450 crf ou un mono 4 temps de compétition avec un embiellage au top, une faible résistance à l'effort de rotation (éviter au maximum les contraintes de friction), graissage carter sec, allumage rotor interne avec alternateur suffisamment puissant pour pouvoir alimenter l'éclairage de la moto mais aussi le système d'alimentation en air qui pourrait ce faire au moyen d'un compresseur constitué d'un moteur électrique type "brushless" donc sans balais ni charbon très performant et pas d'usure à pars les roulements et d'un "escargot" de petit turbo comme ceux montés sur les petits hdi donc que la partie compresseur avec sa roue ou bien un petit turbo électrique spécialement étudié à cet effet mais avec un meilleur rapport conso électrique /rendement gérer par un variateur électronique commandé par la position du papillon d'accélérateur.

la course longue est la meilleure architecture pour pouvoir profiter d'une meilleur contrôle de la combustion et par la même occasion d'un couple assez élevé, un super carré permet des régimes de rotation plus élevé mais implique aussi le fait qu'il y ait moins de temps pour réaliser une bonne phase d'injection donc on peut multiplier les injecteurs afin d'avoir un brouillard uniforme plus rapidement qu'avec un seul injecteur pour obtenir en fait un mélange gazeux homogène plus rapidement et le fait d'avoir deux injecteurs permet aussi de pouvoir mieux ajuster le rapport air essence en mode suralimentation, deux bougies ultra performante sans éléctrode ou avec 3-4 électrodes par exemple.

pour le cylindre genre 500 kx par exemple comme modèle pour les diagrammes mais avec un échappement en v avec une barette au centre comme sur certains cylindres de compétition 50 cc, pour les diagrammes, c'est là que ça se gate, il y a une grosse contradiction, au moment de la détente si l'échappement est normalement découvert pas de soucis la pression des gazs brulés sort par les boosters et le haut de la lumière, le balayage peut se faire normalement une fois que les transferts seront découverts par le piston, mais le remplissage ne se fera pas en mode suralimentation car quand le piston remontera il bouchera les transferts alors que l'échappement restera encore ouvert, du coup il faudrait en quelque sorte mettre le cylindre à l'envers pour à la montée du piston pouvoir d'abord boucher l'échappement et garder les transferts ouverts et profiter d'un remplissage maximum en mode suralimentation mais en explosion-détente la pression et les gazs brulés refouleraient dans les transferts ce qui aurait pour effet de freiner inutilement la turbine du compresseur, donc il faudrait un système anti-retour non contraignant en terme de frottements, inertie, obstruction des conduits d'admission, donc éviter les pertes de rendement à ce niveau, les clapets sont trop fragiles pour résister à ce genre de contraintes le clapet anti retour ne favorise pas l'écoulement de l'air, le disque rotatif est une bonne option, bien sur l'injection directe dans la culasse avec capteur de cliquetis et tout les autres capteurs nécessaire au bon fonctionnement de l'injection en mode suralimentation (saab sont spécialistes en moteurs suralimentés essence), le piston doit être spécifique déjà par sa forme de la callote du piston qui doit créer une turbulence ce qui permet au flux injecté d'avoir un mouvement qui utilise tout l'espace du cylindre pour une combustion et un fonctionnement optimum,

je sais que dans les moteurs marine (envirude je pense) ils ont trouvé un alliage dérivé de la nasa qui rend le piston 3 fois plus résistant qu'un piston classique mais il faut le munir dans sa partie basse d'un segment d'étanchéité pour que les vapeurs d'huile du bas moteur ne passent pas par la lumière d'échappement, les segments diposés comme ça réduisent aussi les mouvements du piston d'avant en arrière par rapport à l'axe de la bielle et donc ça réduit aussi l'usure de la jupe du piston mais un air légèrement lubrifié (vaporisation d'huile avec un bon lubrifiant 2tps) doit être utilisé pour lubrifier la partie du piston au dessus du segment étanchéité et le segment coup de feu la lubrification ce ferait donc par les transferts, la jupe du piston devrait être traitée au teflon ou un autre traitement anti-friction du genre mais c'est pas obligatoire je pense, il faut moins d'huile 2tps que sur un deux temps à injection directe classique car l'air lubrifié doit aussi lubrifié les roulements du bas moteur et l'intégralité de l'ensemble cylindre-piston, alors que là ce n'est qu'une partie du cylindre et du piston qui doivent être lubrifié avec l'ais lubrifié tel que je le présente, mais il faut une pompe à huile électrique qui envoie juste la quantité nécessaire suivant les paramètres température , charge moteur, vitesse de rotation, le tout gérer par le calculateur, l'ennui c'est qu'un moteur comme ça ne peut être mis au point que au banc, y'a pas trop de place pour l'improvisation