Presque tous les moteurs de voiture fonctionnent sur le cycle à quatre temps, ainsi appelé parce qu'il faut quatre temps d'induction, de compression, d'allumage et d'échappement du piston pour produire une allumage du mélange carburant/air. Cela signifie que le vilebrequin tourne deux fois pour terminer chaque cycle.
Un moteur à deux temps
Cependant, certains moteurs plus petits, notamment ceux équipant certains cyclomoteurs ou motos, fonctionnent sur un cycle à deux temps - le piston est sur une course motrice à chaque fois qu'il descend dans le cylindre, de sorte que le vilebrequin ne tourne qu'une seule fois pendant chaque cycle. Quelques voitures ont également utilisé ce moteur, comme la Wartburg Knight et certaines des premières Saab.
Les premiers deux temps étaient du type uniflow. Avec cette conception, le mélange carburant/air est forcé dans le cylindre par une soufflante rotative (compresseur) entraînée par le moteur. Il n'y a pas de soupape d'admission :à la place, il y a un trou allongé, appelé orifice, sur le côté du cylindre près du bas de la course du piston. L'orifice est ouvert ou fermé lorsque le piston monte et descend dans le cylindre. Les gaz d'échappement passent généralement par une soupape à champignon conventionnelle à came.
Le cycle commence par une course descendante dans laquelle la combustion du carburant pousse le piston vers le bas. Lorsque le piston découvre l'orifice d'admission au bas de sa course, le carburant et l'air sont poussés au-dessus. Lors de la course ascendante, les gaz d'échappement sont expulsés et le carburant est comprimé, prêt à être tiré. Pour permettre cela, la soupape d'échappement s'ouvre juste avant que le piston descendant ne découvre l'orifice d'admission, il n'y a donc aucune résistance à la charge entrante.
La plupart des moteurs à deux temps modernes fonctionnent légèrement différemment. Au lieu d'avoir un ventilateur pour forcer le mélange carburant/air dans les cylindres, ils utilisent ce qu'on appelle la compression du carter.
Ce type de moteur n'a pas besoin de soupapes conventionnelles. Les orifices d'admission mènent au fond du cylindre qui est ouvert sur le carter :plus haut sur le cylindre du côté opposé se trouvent un autre ensemble d'orifices menant au tuyau d'échappement. Un orifice de transfert remonte vers le cylindre depuis le carter, entrant à un niveau légèrement plus élevé que l'orifice d'admission, mais un peu plus bas que l'orifice d'échappement.
Pendant la course ascendante, le piston découvre l'orifice d'admission et permet au mélange carburant/air de se précipiter dans le carter, sous le piston. Parfois, il y a une découpe sur le côté du piston à travers laquelle le mélange peut passer pour atteindre le carter.
Lorsque le piston atteint le haut du cylindre, le mélange carburant/air comprimé est déclenché par une bougie d'allumage, forçant le piston vers le bas lors de la course motrice.
Au fur et à mesure que le piston descend, il comprime le mélange carburant/air dans le carter, et il découvre également le point d'échappement suivi de près par l'orifice de transfert. Les gaz d'échappement commencent à s'échapper lorsque l'orifice d'échappement est découvert et sont ensuite récupérés (expulsés) par le mélange carburant/air provenant de l'orifice de transfert sous une légère pression du carter.
Pour aider à évacuer les gaz d'échappement hors du cylindre, le haut du piston est souvent façonné pour dévier le mélange entrant vers le haut. Le mélange redouble ensuite lorsqu'il heurte la culasse, s'écoule du côté de l'orifice d'échappement et expulse les gaz d'échappement.
L'élan des gaz des orifices de transfert, qui auront été ouverts depuis près du bas de la course descendante, continue d'expulser les produits d'échappement jusqu'à ce que les orifices d'échappement soient fermés. Ce système d'expulsion des gaz d'échappement est connu sous le nom de balayage de boucle.
La conception de l'échappement est plus critique dans un moteur à deux temps que dans un moteur à quatre temps. Les gaz d'échappement brûlés ne sont pas expulsés positivement par le piston qui se déplace vers le haut, il est donc essentiel que le système d'échappement offre le minimum de résistance au chemin des gaz.
Avec la plupart des moteurs à deux temps, la charge d'admission se précipitant vers l'intérieur aide à balayer les gaz d'échappement résiduels hors du cylindre. Le problème est qu'une partie de la charge d'admission - le carburant non brûlé - peut être perdue dans l'atmosphère car les orifices d'admission et d'échappement sont ouverts ensemble pendant un certain temps. Cependant, la conception du tuyau d'échappement et du silencieux peut être exploitée pour minimiser cet effet.
Lorsqu'une charge d'échappement quitte le cylindre, elle envoie une impulsion - une onde de choc - dans le tuyau d'échappement, qui est réfléchie par l'extrémité du tuyau. En prêtant une attention particulière à la conception de l'échappement, les ingénieurs peuvent organiser un système qui peut utiliser l'impulsion d'échappement de retour pour pousser la charge d'admission, qui essaie de suivre les gaz d'échappement dans le tuyau d'échappement, vers le cylindre.
Dans la plupart des moteurs, le carter et le carter contiennent l'huile pour lubrifier les pièces mobiles du moteur. Mais avec un carter à compression deux temps, le carter ne peut pas faire cela car il est nécessaire pour la compression initiale du carburant et de l'air.
