Système d’échappement du moteur 2T
Le système d’échappement est le système qui permet l’extraction des gaz brules du cylindre. Ce système pourrait être composé seulement d’un tuyau cylindrique, mais nous allons voir pourquoi ce n’est pas le cas de nos jours.
La mise au point du pot de détente sur le moteur 2T remonte aux milieu des années 50.
Note : Pour les moteur 4T qui n’ont qu’un tube pour échappement, les bureaux d’étude commencent à concevoir des lignes reprenant sur quelques points l’architecture du pot du 2T.
Croquis du pot d’échappement :
Si les moteurs moderne sont aussi performant c’est surtout grâce a l’étude porté sur leur système d’échappement qui comprend de nos jours une valve d’échappement (sont rôle est de faire varier le diagramme d’échappement en fonction du régime pour étendre la zone d’utilisation moteur) et d’une chambre de résonance (son rôle est de faire varier la fréquence d’échappement pour changer le rendement du système).Un échappement est fait pour fonctionner sur une plage régime bien défini (aussi bien en 2T qu’en 4T).On verra par la suite qu’un pot d’échappement joue le rôle de « soupape d’échappement » et de » limiteur de régime ».
Explication parties par parties :La longueur totale d’un pot prend en compte la durée totale de la phase, la vitesse moyenne des gaz (520m/s) et le régime de rendement maximum.
Formule de calcul de la longueur totale :L=(
Dphx520)/(
Nx12)
L en m
Dph (durée de la phase d’echap) en °
N (régime de rotation du rendement max ou de puissance max) en t/min
Note : Dans le cas d’un échappement intégrant une valve a l’echappement, il faudra prendre la durée de phase valve complètement ouverte.Première partie du pot, le collecteur et le cône de détente :C’est la partie qui va du piston au début du cône de détente.Dans cette partie les gaz perdent en vitesse et en température (phénomène de détente).Ces gaz laissent derrière eux une dépression dans le cylindre aspirant les gaz frais et favorisant le remplissage. De plus le mélange est aussi poussé par la surpression crée dans le bas moteur par la descente du piston. A noter que si le mélange ne pouvait compter que sur la surpression du bas moteur pour monter dans le cylindre, une faible quantité seulement y arriverai.
Partie initiale (du piston au début du cône) :
Partie importante car une conicité trop importante produit des turbulences et une section trop petite ralenti les gaz et crée des poches qui sont repousser dans le cylindre.
La conicité doit être de 1 à 1.5° mais on peut l’augmenter si le début du cône a une trop grande différence d’angle.
La puissance max sera obtenue par une longueur égale à 6 à 8 fois le diamètre de la lumière.
Une large plage d’utilisation sera obtenu avec une longueur de 10 a 11 fois le diamètre de la lumière. C’est la raison pour laquelle les échappements des moto TT zigzaguent autant a l’avant.
Le cône de détente :Pour avoir une contre pression importante la demi pente doit être de 8°.Un divergent plus ouvert induit une contre pression plus intense mais plus brève.La plage d’exploitation du moteur est réduite.
Une demi-pente inférieur à 4° engendre une contre pression moins forte mais plus longue.
Les cône, divergents ou convergent a tronçons multiples sont les plus modernes. Ils ont l’avantage de fonctionner sur des fréquences plus étendue.Il ne faut pas dépasser 3° entre chaque tronçons car il peut y avoir décollement de la couche limite et donc perte de rendement.
La section finale doit être égale à 6.7 fois le diamètre de la lumière.
Le contre cone : Le phénomène de contre pression a était trouve par un technicien Hollandais du nom de KAADEN.
Le contre cône crée une onde qui revient vers le cylindre. Elle a pour particularité de repousser la quasi-totalité du mélange, qui a été évacue, dans le cylindre sans pénaliser l’évacuation des gaz brulés.
Pour renvoyer la contre pression, une paroi plane aurait suffit mais cela engendrerait une onde prématurée de trop forte intensité et trop brève.
Les gaz ont le temps de prendre toute la place dans le pot avant que ne parte la contre pression.
Normalement, il faut multiplier par 2 la conicité du cône de détente moins quelques degrés (Ne pas dépasser 18°).
Note : pour une détente a section multiple on prendra la moyenne des tronçons plus 2 degrés.Le tube de fuite :Cette partie fais office de réducteur et empêche les gaz de sortir sans faire leur travail de résonance.Si le diamètre est trop petit ou la longueur trop grande, les gaz seront pas bien évacués.Si c’est le contraire, les gaz sortiront sans avoir fait leur boulot.
Dans les 2 cas le remplissage moteur en gaz frais est réduit.
Son diamètre doit être compris entre 58 et 62% de celui du début du cône de détente et sa longueur vaut 12 à 13 fois le diamètre calculé.
Silencieux:Un petit truc a propos du silencieux.
Ne jamais enlever l'isolant qui s'y trouve ce qui conduit a une forte baisse du rendement de l'échappement.
Les chicanes qui s'y trouvent (pour les silencieux qui ne sont pas du type " a absorption") servent à brider le véhicule.
Les trous ce trouvant sur la tôle mitraillé des silencieux à absorption doivent être entre 3 et 5 mm.
Plus gros les gaz vont passer par les trous d'où une baisse du rendement et plus petit le son ne va pas être assez atténue ce qui va faire que votre moto va faire un bordel infernal (par la même occasion vous risquez de vous faire des ennemis lol!).
L’injection d’eau (système crée par Honda) :
Sur certains échappements (sur les jets skie) on injecte de l’eau dans la détente pour faire baisser la température.Je m’explique, lorsqu’un gaz chauffe il devient plus visqueux et par conséquent il ralenti. En le refroidissant il reprend donc de la vitesse et le rendement ré-augmente.De plus le débit d’eau est fonction du régime de rotation moteur, le rendement du pot et donc modifie en fonction de ce dernier.
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