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Quels sont les problèmes dans la construction de moteurs 2 temps de grande cylindrée ?
Question
Je comprends (d'après des recherches préliminaires) que lorsque le moteur devient plus gros, avec une cylindrée plus élevée, il n'est pratiquement pas possible d'avoir un moteur à deux temps.
Quelles sont les implications de la construction d'un moteur à deux temps à cc plus élevé ?
Réponse acceptée
La lubrification et le refroidissement des moteurs à deux temps ont toujours été les facteurs limitants. Plus le moteur est gros, plus les problèmes sont importants. Un gros deux temps aura une durée de vie très courte, même avec un entretien constant.
Les moteurs à deux temps brûlent de l'huile dans leur carburant et la combustion de l'huile cause de la pollution.
Le chargement des cylindres par ses orifices signifie qu'ils ne sont pas économes en carburant. Brûler plus de carburant de manière inefficace donne à nouveau plus de pollution.
La Trabant communiste est-allemande était le dernier véhicule fabriqué avec un moteur à deux temps, vous n'avez pas vraiment besoin de dire autre chose.
Le deux temps est aujourd'hui utilisé pour des machines telles que comme tondeuses à gazon et pompes à eau où sa conception simple avec sa petite taille et son entretien minimal le rendent durablement «utile».
Réponse populaire
Je ne sais pas d'où vient l'idée qu'ils n'ont pas construit de moteurs à deux temps de plus grosse cylindrée. Detroit Diesel a construit la série 71 qui était des moteurs à deux temps de très grande cylindrée. De Wikipedia :
Le Detroit Diesel Series 71 est une série de moteurs diesel à deux temps , disponible dans les configurations en ligne et en V, avec les modèles en ligne comprenant un, deux, trois, quatre et six cylindres, et les types en V comprenant six, huit, 12, 16 et 24 cylindres. Les deux plus grandes unités V utilisaient plusieurs culasses par rangée pour maintenir la taille et le poids de la tête dans des proportions gérables, le V-16 utilisant quatre têtes du modèle à quatre cylindres en ligne et le V-24 utilisant quatre têtes du six cylindres en ligne maquette. Cette fonctionnalité a également aidé à réduire le coût global de ces gros moteurs en maintenant la communité des pièces avec les modèles plus petits.
Ces moteurs nécessitaient un compresseur (ventilateur de type Roots) pour fonctionner, comme un moteur à aspiration normale ne pouvait pas aspirer suffisamment d'air pour fonctionner correctement. Pour cette raison, tout le carter était sous pression. Certains des plus gros moteurs avaient à la fois un compresseur et un turbocompresseur placés en ligne pour produire la quantité d'air nécessaire pour alimenter le monstre. Ils ont également utilisé des soupapes d'échappement (deux ou quatre) pour ventiler l'échappement. Étant donné que ces moteurs sont alimentés au diesel et que le diesel est en soi une huile, il y avait une quantité suffisante de lubrification pour ceux-ci. La durée de vie du moteur était bonne et viable. Ils ont arrêté de le construire en 1995 en faveur d'un design à quatre temps. Je pense que cela était dû au fait que la conception à 4 temps était plus efficace.
Pour vous donner une idée de la taille du moteur, chaque cylindre a déplacé 71 pouces cubes (d'où le nom de la série). Le moteur 24 cylindres déplaçait 1704ci (27,9l) et produisait 1800 chevaux. Je n'ai pas le numéro de couple, mais je suppose que c'était ÉNORME.
Je crois que ce qu'Allan a dit au sujet des moteurs à essence (essence) à 2 temps est très vrai, mais je comprends que des moteurs plus gros de la variété à 2 temps ont été produits et étaient commercialement viables.
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Je sais que ce fil est un peu vieux, mais Detroit Diesel et GM EMD (Electro-Motive Division) ont de nombreux diesels 2 temps. Les carters ! Eh bien, ils ne sont pas pressurisés. Son fonctionnement est différent d'un moteur 2 temps plus petit. Au lieu que le dessous du piston « pousse » une charge de carburant d'air vers un orifice de transfert, ces moteurs ont une galerie d'air autour des chemises de cylindre. Le bloc-cylindres est usiné pour accepter les chemises de cylindre. Immédiatement en dessous du pont du bloc se trouve de l'eau et en dessous se trouve une galerie d'air. Les cylindres ont la bague d'orifices conventionnelle et le piston agit comme la soupape d'admission au sens conventionnel. L'air sous pression est fourni, généralement mais pas toujours, par un ventilateur Roots. L'échappement est effectué par 2 ou 4 soupapes dans la culasse qui sont actionnées par came. L'alimentation en carburant se fait par injecteur-pompe (un injecteur par cylindre pressurisé au cylindre et non par une pompe d'injection déportée). L'injecteur est pressurisé par un culbuteur et une came entraînée par l'arbre à cames d'échappement.
Les tailles de Detroit Diesel sont par cylindre, c'est-à-dire que 8V92 signifie V8 et 92 pouces cubes par cylindre. 6-71 signifie en ligne 6, 71 cu in par cylindre. Les EMD sont similaires 16V645 signifie V16 et 645 cu in par cylindre. Les EMD sont très répandus dans le monde, en particulier pour la production d'électricité. Ils sont également utilisés dans les remorqueurs et les locomotives diesel-électriques.
Il est intéressant de noter que certains EMD ont un turbocompresseur hybride. Un grand ventilateur centrifuge (environ 6 pi de haut) est alimenté par le vilebrequin pour le démarrage et le ralenti, puis l'échappement prend le relais. Un embrayage à roue libre permet un bobinage libre du compresseur.
Le problème avec tous les moteurs suralimentés, comme avec les moteurs à aspiration normale, est que la puissance de sortie est affectée par l'altitude. Plus vous montez, moins vous produisez de puissance. Les moteurs turbocompressés résolvent ce problème, de sorte que la puissance nominale est maintenue à toutes les altitudes que les véhicules à roues sont susceptibles de voir. Je mentionne cela parce que le ventilateur sur les diesels à 2 temps N'AGIT PAS COMME UN SUPERCHARGEUR. C'est une pompe à air à déplacement positif. Detroit Diesel classe tous ses diesels 2 temps non turbocompressés comme N. N signifie naturel. Par exemple 8V92n par opposition à 8V92t. Les Ns perdent de la puissance avec l'augmentation de la température et de l'altitude, tandis que les Ts conservent la puissance nominale car ils ont un turbo en plus du ventilateur. Le Turbo Detroit Diesel 2 temps possède à la fois la soufflerie et le turbo. Semblable au principe du turbo hybride EMD, le ventilateur Roots est requis pour le démarrage et le ralenti, puis le turbo prend le relais. Malheureusement, la perte de pompage parasite du ventilateur (payée en carburant et en perte de puissance) est toujours appliquée car il n'y a aucun moyen de déconnecter le ventilateur. Ils ont un volet de dérivation et cela permet d'économiser 30% de la charge du ventilateur en contournant l'air lorsque le turbo pompe, mais les rotors du ventilateur tournent toujours. La conception hybride a été proposée pour la série Detroit Diesel Silver mais a été abandonnée en raison du coût en faveur du volet de dérivation, mais comme mentionné, les rotors de la soufflante tournent toujours.
Peut-être pensiez-vous aux moteurs à essence 2 temps en posant la question.
Evinrude a construit un moteur 2 temps à essence de 3,6 litres pour les moteurs de bateaux hors-bord.
Intéressant le les échappements sont dans le V dans cette conception, ce qui est nécessaire car les carburateurs doivent entrer dans le carter.
Les diesels suralimentés à 2 temps sont vraiment un type de moteur complètement différent avec différentes méthodes de lubrification et de balayage.
Juste pour souligner que les moteurs diesel 2 temps peuvent vraiment être très gros, essayez une cylindrée supérieure à 1000 litres : https://en.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rtsil%C3 %A4-Sulzer_RTA96-C
Suzuki a construit des moteurs de moto à essence à deux temps dans les années 1960 et 1970 qui étaient tout aussi durables que les moteurs de moto à quatre temps de cylindrée similaire proposés à l'époque. Suzuki a construit une moto à deux temps 3 cylindres 750cc avec refroidisseur d'eau dont la durée de vie de plus de 100 000 milles sans reconstruction n'était pas inconnue. J'en ai un dans ma collection. Cette machine a maintenant plus de 40 ans avec plus de 40 000 miles parcourus et elle fonctionne toujours bien. Le moteur n'a jamais été ouvert. J'ai traversé le continent 3 fois sur une moto Suzuki 500cc deux temps deux cylindres. J'ai vendu cette même moto avec environ 50 000 milles, sans qu'aucun travail interne sur le moteur n'ait jamais été effectué. Je l'ai vendu à un gars qui l'a fait traverser le continent pour la 4ème fois. Il m'a appelé quand il avait terminé sa tournée du pays sur cette Suzuki. Son seul échec étant un câble de compteur de vitesse cassé. C'est là que j'ai perdu la trace de la machine. Ces machines ont été construites en utilisant la technologie des années 1950 et 1960, dont la dernière a été mise en vente ici aux États-Unis en 1977. On ne sait vraiment pas où cette technologie aurait pu aller. L'EPA l'ayant fondamentalement réglementée pour qu'elle soit économiquement irréalisable à poursuivre. Avec les lubrifiants, les métaux et les matériaux hybrides d'aujourd'hui, on ne sait vraiment pas où en seraient les moteurs à essence à deux temps aujourd'hui.