Différence entre un moteur 2 et 4 temps

Moteur quatre temps à allumage commandé

Il s'agit de tous les moteurs utilisant comme carburant de l'essence,
de l'alcool, voire un gaz (GPL) ou autre, et dont la combustion doit
être déclenchée par une source d'énergie externe (bougie, trembleur,etc.).
Ces moteurs transforment l'énergie potentielle chimique
stockée dans un carburant en travail (énergie mécanique) grâce à des
combustions très rapides, d'où le terme d'« explosion ». Ils sont
constitués d'un ou plusieurs cylindres confinant les combustions. Dans
chaque cylindre, un piston coulisse en un mouvement rectiligne
alternatif. Ce mouvement est transformé en rotation par l'intermédiaire
d'une bielle reliant le piston au vilebrequin, un assemblage de
manivelles sur un axe.

Chaque cylindre est fermé par une culasse munie ou non (cas de soupapes latérales) d'au moins deux soupapes :

* la soupape d'admission permet l'alimentation en mélange air/essence du cylindre par le collecteur d'admission ;
* la soupape d'échappement permet l'évacuation des gaz brulés vers l'échappement.

Il a existé des moteurs sans soupapes, celles-ci étant remplacées par
des chemises mobiles dites « louvoyantes » découvrant des lumières. Ce
principe a été utilisé avec succès (excellente fiabilité, très bon
rendement, silence de fonctionnement) sur les moteurs d'avion Bristol
qui furent construits sous licence par la Snecma jusque dans les années
1970 pour l'équipement des avions de transport militaire Noratlas. Ce
principe étant par conception (inerties) limité à des régimes de
fonctionnements ne dépassant pas les 4 000 tr/min et augmentant la
consommation d'huile, il n'a pas été développé davantage.

Fonctionnement:
Le cycle de fonctionnement se décompose de manière analytique en quatre temps ou
phases. Le mouvement du piston est initié par la combustion
(augmentation rapide du volume des gaz) d'un mélange de carburant et
d'air (comburant) qui a lieu durant le temps moteur. C'est le seul
temps produisant de l'énergie ; les trois autres temps en consomment
mais le rendent possible.
Le piston se déplace pendant le démarrage
grâce à une source d'énergie externe (souvent un démarreur ou lanceur :
un moteur électrique est couplé temporairement au vilebrequin) jusqu'à
ce qu'au moins un temps moteur produise une force capable d'assurer les
trois autres temps avant le prochain temps moteur. Le moteur fonctionne
dès lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie.

Voici une description des cycles successifs d'un moteur à quatre temps :

1. admission d'un mélange air et de carburant vaporisé, présent dans le
conduit d'admission, mélange préparé par divers composants (carburateur
ou système d'injection indirecte) : ouverture de la soupape d'admission
et descente du piston, ce dernier aspire ainsi ce mélange dans le
cylindre à une pression de -0,1 à -0 3 bar ;
2. compression du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston
qui comprime le mélange jusqu'à 30 bars et 400 à 500 °C dans la chambre
de combustion ;
3. combustion (détente aux environs du point mort haut) : moment auquel le piston atteint son point culminant et auquel
la compression est au maximum ; la bougie d'allumage, connectée à un
générateur d'électricité haute tension, produit une étincelle ; la
combustion rapide qui s' ensuit constitue le temps moteur ; les gaz
chauds à une pression de 40 à 60 bars repoussent le piston, initiant le
mouvement ;
4. échappement : ouverture de la soupape d'échappement
et remontée du piston qui chasse les gaz brûlés détendus dans le
collecteur d'échappement, laissant la place à une nouvelle charge de
mélange air/carburant.

Moteur deux temps:

Les moteurs « deux temps » respectent le cycle de Beau de Rochas en
utilisant les deux côtés du piston : la partie supérieure pour les
phases de compression et de combustion et la partie inférieure pour
assurer le transfert des gaz d'admission (et par voie de conséquence,
d'échappement). Ils épargnent ainsi les mouvements (donc latences,
frottements…) de deux cycles non producteurs d'énergie et produisent
davantage de couple et de puissance.
Avantages Les moteurs « deux temps » permettent de bénéficier théoriquement du double de
travail par cycle (un temps moteur par tour de vilebrequin, au lieu
d'un temps moteur pour deux tours de vilebrequin pour le moteur quatre
temps). Cependant l'étanchéité demeure difficile à assurer et certains
effets de l'emplacement de canaux de transfert de gaz (admission et
échappement) limitent le gain pratique à 70 % du travail.

Les principaux avantages de ces moteurs sont :

* une combustion à chaque tour moteur et une puissance spécifique
(puissance/cylindrée) très élevée possible, donc une puissance massique
très élevée.
* une simplicité de construction (peu de pièces en mouvement)
* un graissage des éléments en rotation quelle que soit l'inclinaison du moteur.

Inconvénients:

Les principaux inconvénients des moteurs deux temps sont

* une plus forte consommation spécifique, due à la partie de gaz
imbrulés qui sont rejetés hors du moteur durant la phase de transfert.
Pour y remédier, une injection directe permet de faire pénétrer une
dose précise de carburant, dans la chambre de combustion transferts
fermés.
* une courbe de puissance moins étalée que celle d'un 4 temps, qui rend la conduite un peu moins agréable.
* une usure plus rapide due aux lumières des canaux de transferts qui
torturent les segments à leur passage : ils y subissent des contraintes
différentes et importantes, usant le cylindre anormalement dans ces
zones) ;
* la lubrification pose problème (surtout au niveau des
segments et du bas moteur) car l'huile diluée dans l'essence pour
assurer la lubrification ne privilégie pas spécialement ces zones ; de
plus, elle brûle mal donc produit des composés imbrûlés, qui ont
tendance à se déposer au lieu d'être évacués par l'échappement;
* faible frein moteur.


Pour ces différentes raisons, les moteurs deux temps économiques à
carburateurs sont en voie de disparition, car ils polluent beaucoup
plus que des moteurs quatre temps équivalents (tondeuses à gazon,
tronçonneuses, vélomoteurs, moteurs hors-bord, petits groupes
électrogènes, motoculteurs, véhicules de modélisme…). En revanche,
plusieurs entreprises ont conçu des moteurs deux temps à injection
directe (l'australien Orbital Engine Corporation - maintenant Synerject
- notammment et son système AsDI - Air-assisted Synerject Direct
Injection) et de grands constructeurs de scooters l'ont adopté sur
certains de leurs modèles (Peugeot, Aprilia, Piaggio et Kymco)[2].

Les émissions polluantes des moteurs 2 temps et le nombre élevé de ces
moteurs rendent nécessaire l'application de normes de fonctionnement,
induisant la réduction de cette pollution.