Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le moteur 2 temps léger est utilisé dans les outils portables de jardinage, les 2-roues, les hors-bords marins et l’aviation légère. Par rapport à son homologue 4 temps, sa fréquence de combustion double lui offre des avantages inhérents de poids, compacité et puissance spécifique. Cet article montre aussi comment le moteur 2 temps à carburateur a évolué vers une nouvelle génération de moteurs 2 temps à injection directe de carburant pour fortement réduire ses émissions polluantes et améliorer son rendement. Le futur moteur 2 temps léger doit poursuivre son évolution vers un fonctionnement sans émissions polluantes et neutre en carbone pour répondre aux défis essentiels de l’urgence climatique.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
The small 2-stroke engine is used in portable garden equipment, 2-wheelers, marine outboards and light aviation. Compared to its 4-stroke counterpart, its double combustion frequency gives it inherent advantages in weight, compactness and specific power. This article shows how the carbureted 2-stroke engine has evolved into a new generation of 2-stroke engines with direct fuel injection to greatly reduce its polluting emissions and improve its efficiency. The future small 2-stroke engine must continue its evolution towards a zero emission and carbon neutral operation to meet the essential challenges of the climate emergency.
Auteur(s)
-
Pierre DURET : Président, DI2S Consulting & Training, Sartrouville, France - Professeur affilié, IFP School
INTRODUCTION
Le moteur 2 temps a été inventé en 1881 par l'Anglais Dugald Clerk. La version plus actuelle de ce type de moteur, dite à « carter pompe » et à lumières, a été conçue dix ans plus tard par un autre Anglais Joseph Day.
Le moteur 2 temps a jusqu'à présent été utilisé pour des applications permettant de bénéficier de sa puissance spécifique plus élevée que celle du moteur 4 temps.
Cet article est consacré aux domaines des moteurs 2 temps dit « légers ». Il s'agit des applications nécessitant des moteurs compacts et légers, et à allumage commandé (utilisant donc des carburants de type essence) : depuis les tous petits moteurs de modélisme (à partir de 2 cm3 de cylindrée), en passant par les petits groupes électrogènes, les outils portables (tronçonneuses, débroussailleuses…), les 2 et 3 roues, les scooters de neige, les moteurs hors-bord marins (qui peuvent atteindre des cylindrées de taille automobile).
Durant les années 1990, une nouvelle génération de moteurs 2 temps à injection directe essence a été développée et a satisfait progressivement à des exigences environnementales croissantes en termes de réduction des émissions de polluants. Des progrès associés significatifs en termes de rendement en ont aussi résulté.
En 2021, le moteur 2 temps léger de nouvelle génération reste donc majoritairement présent sur des marchés où ses avantages sont indéniables face à son concurrent 4 temps comme celui des outils portables, des scooters de neige, des drones tactiques. Il est également majoritairement présent dans l’autre extrémité de la gamme des moteurs thermiques, celle des moteurs lourds et en particulier des gros moteurs 2 temps marins, qui n’est pas traitée dans cet article et qui fait l’objet d’articles complémentaires « Moteur 2 temps lourd – Domaines d’application et caractères spécifiques structurels » [BM 2 653] et « Moteur 2 temps lourd – Caractères spécifiques des systèmes auxiliaires » [BM 2 654].
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
2-stroke engine | direct injection | lightness | compactness | specific power
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques
(172 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Caractères spécifiques et avantages de principe du moteur 2 temps1. Contexte
Des ouvrages de référence ont été écrit sur le sujet du moteur 2 temps par Gordon P. Blair et conjointement par John B. Heywood et Eran Sher .
La figure 1 montre l’avantage pour le cas d’une application motocycle du moteur 2 temps par rapport au moteur 4 temps, en termes de puissance spécifique.
Nous pouvons donc retrouver le moteur 2 temps dans la plupart des applications nécessitant des moteurs compacts et légers. Les plus petits moteurs existants sont des 2 temps de modélisme de 2 cm3 de cylindrée et 200 W de puissance, les plus gros moteurs au monde sont aussi des moteurs 2 temps marins qui peuvent atteindre jusqu’à 27,66 m3 de cylindrée et développer une puissance de près de 80 MW (figure 2) !
La figure 3 montre aussi que le moteur 2 temps est le moteur thermique qui fonctionne sur la plus large plage de régime de rotation, de 18 000 tr.min−1 pour le moteur de modélisme de 2 cm3 jusqu’à seulement 80 tr.min−1 pour le très gros moteur marin de 80 MW.
Cet article est donc consacré aux domaines des moteurs 2 temps dit « légers », suivant la définition de la figure 4.
Pour des raisons de simplicité, légèreté et compacité, ces moteurs 2 temps légers sont, comme nous allons le voir dans cet article, le plus souvent des moteurs à lumières et alimentés par carter-pompe.
L’automobile n’apparaît pas dans les applications mentionnées sur les figures ...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques
(172 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Contexte
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BLAIR (G.P.) - The Basic Design of Two-Stroke Engines. - SAE R-104 (1990).
-
(2) - HEYWOOD (J.B.), SHER (E.) - The Two-Stroke Cycle Engine : Its Development, Operation, and Design. - Published by Taylor & Francis (1999).
-
(3) - ISHIBASHI (Y.), TSUSHIMA (Y.) - A Trial for Stabilizing Combustion in Two-Stroke Engines at Part Throttle Operation. - In Duret P, A New Generation of Two-Stroke Engines for the Future ?, IFP International Seminar, France, Editions Technip (1993).
-
(4) - DURET (P.), ÉCOMARD (A.), AUDINET (M.) - A New Two-Stroke Engine with Compressed Air Assisted Fuel Injection for High Efficiency Low Emissions Application. - SAE Paper 880176.
-
(5) - DURET (P.), MOREAU (J.-F.) - Reduction of Pollutant Emissions of the IAPAC Two-Stroke Engine with Compressed Air Assisted Fuel Injection. - SAE Paper 900801.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Outils portables :
Stihl : 2-MIX technology https://www.stihl.com/2-mix-technology-economical-and-with-good-lugging-power.aspx
2 roues :
KTM : 2 temps TPI (injection semi-directe dans les transferts) https://www.ktm.com/fr-fr/models/mx/2-temps/ktm-250-sx-2023.html
Husqvarna : 2 temps TPI https://www.husqvarna-motorcycles.com/fr-fr/models/enduro/2-temps/te-300i-rockstaredition2022.html
Hors-bord :
Mercury Marine : 200 Jet USA (injection directe Optimax – Orbital) https://www.mercurymarine.com/en/us/engines/outboard/jet/200-hp/
Evinrude E-TEC G2 (commercialisation arrêtée en 2020) https://www.evinrude.com/fr-FR/e-tec-g2.html
Scooters de neige :
BRP : ski-doo Rotax 850 E-TEC Turbo https://www.ski-doo.com/us/en/ski-doo-feeling/technologies/rotax-engines/850-etec-turbo.html...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques
(172 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
