Question: Les moteurs deux temps fonctionnent-ils mieux lorsqu'ils utilisent du gaz plombé? Et si oui, pourquoi?
TYLER CAREY
CYCLEWORLD.COM
Réponse: Tous les moteurs à essence à allumage par étincelle ont un taux de compression limité par l'amorçage du moteur ou la détonation. En course, il a été normal pendant 80 ans de fonctionner au seuil de la détonation car, plus le taux de compression est élevé, plus le couple moteur devient élevé. La détonation est une forme anormale de combustion qui produit un son audible, une érosion progressive du métal des pistons et des têtes et une surchauffe.
La détonation n'est pas la même chose que le pré-allumage. Lors du pré-allumage, un objet chaud dans la chambre de combustion (tel qu'un dépôt de carbone incandescent ou l'électrode incandescente d'une bougie d'allumage trop chaude) enflamme le mélange air-carburant avant que l'étincelle d'allumage se produise. Le pré-allumage chauffe très rapidement le centre même du dôme du piston, car il est le plus éloigné de la paroi du cylindre plus frais. Ainsi, en quelques cycles, le centre du piston se ramollit de la chaleur et produit des trous. "En cas de panne" caractéristique du pré-allumage
En détonation, l'étincelle d'allumage allume normalement la charge air-combustible, et un front normal de flamme se propage à travers la charge à une vitesse de 50 à 200 pieds par seconde (ceci est combustion normale, pas une explosion). Au fur et à mesure que le front de flamme se dilate, il comprime la charge imbrûlée en avant, la réchauffant rapidement. En combustion normale, le front de flamme brûle la charge jusqu'à la paroi du cylindre et tout va bien.
Mais si la charge imbrûlée en avant de ce front de flamme en expansion est déjà anormalement chaude en raison d'un allumage anormalement précoce, un taux de compression excessif, ou un moteur surchauffé, les changements chimiques dans le mélange imbrûlé se déplacent plus vite que la normale, générant une population croissante de fragments moléculaires hautement réactifs, dont le plus actif est OH-, le radical hydroxyle redouté. Si cette population atteint une certaine densité, des morceaux du mélange imbrûlé restant près de la paroi du cylindre peuvent s'enflammer automatiquement - s'éteindre d'eux-mêmes - avant que le front de flamme ne les atteigne. Dans leur état chimiquement altéré, ces bits mélange brûler, pas à la lenteur habituelle 50 à 200 pieds par seconde, mais à la vitesse locale du son, qui peut être aussi élevé que 3000 pieds par seconde. Cela crée des ondes de choc, des zones de quelques molécules d'épaisseur, à travers lesquelles il y a un gradient de pression très raide. Lorsque ces ondes de pression frappent les surfaces internes du moteur, nous entendons des cliquetis du moteur. Dans un moteur de taxi, roulant à bas prix et traînant, on dirait que l'on jette deux pierres ensemble sous l'eau. Dans un deux-temps de course, certains coureurs disent qu'ils entendent un grincement.
Travaillant pour le Dayton Electrical Lab (Delco) au début des années 1920, Thomas Midgley exploitait une salle de machines à essais, passant systématiquement l'une après l'autre additif chimique à la recherche de tout ce qui pourrait supprimer le cognement du moteur. C'était un travail important parce que le rendement énergétique augmentait avec le taux de compression, mais à l'époque, les ratios de compression des wagons et des motocyclettes étaient bloqués entre 4 et 5: 1 parce que toute détonation plus importante produisait des dommages internes au moteur (en deux temps). la première chose que vous voyez est une zone rugueuse, grise, sablée, juste au bord du piston, habituellement du côté de la sortie d'échappement.
Midgley a découvert que le composé de plomb tétraéthyle, utilisé dans une concentration d'un gramme par gallon d'essence, pourrait permettre d'augmenter le taux de compression d'au moins un nombre entier sans détonation.
Plus tard, le travail tout aussi systématique du Dr. Graham Edgar a cartographié le comportement cognitif de tout le spectre des hydrocarbures présents dans le pétrole. Il est maintenant possible de raffiner spécifiquement les structures hydrocarbonées les plus résistantes au cognement (celles qui sont soit des structures cycliques soit des chaînes ramifiées d'atomes de carbone, avec des atomes d'hydrogène attachés), et de synthétiser ensuite en quantité les structures les plus résistantes aux chocs.
Lorsque ces essences améliorées ont été combinées avec des ajouts de plomb tétraéthyle, il est devenu possible, vers la fin des années 1930, d'utiliser des moteurs de compétition à des taux de compression aussi élevés que 10: 1. les avions britanniques, la combustion du gaz de l'aviation 100 octane US-fait, ont pu l'emporter dans la bataille d'Angleterre contre leurs adversaires allemands dont l'indice d'octane du carburant était sensiblement plus faible.
Après la Première Guerre mondiale 2, il est devenu possible de fournir des essences à moteur similaire haut indice d'octane, ce qui rend possible ces supercars fous comme le Ford 1965 « Thunderbolt », dont beaucoup dû 600 ch à la possibilité d'exécuter 12: 1. compression sur l'essence au plomb
avgas Wartime employés jusqu'à six grammes par gallon de plomb tétraéthyle.
Les chambres de combustion à deux temps permettent d'utiliser des taux de compression très élevés car, n'ayant pas de soupapes en tête, elles peuvent utiliser autant de zone de la tête que de sprays à la vitesse de la flamme. Les moteurs de course à deux temps des années 1970 à la fin de l'ère des deux temps dans les courses de GP pouvaient fonctionner à une compression de 15: 1 ou même de 18: 1.
Lorsque des carburants à faible teneur en plomb 1990, les mélangeurs de carburant a essayé de compenser la perte d'indice d'octane en faisant « chimie set » essences de pur iso-pentane, l'octane, le triptane, le toluène, et du MTBE (éther de méthyle et de tert-butyle). Yamaha a travaillé à réduire la température de surface de la chambre de combustion en faisant en sorte que les bouchons des cylindres en cuivre haute conductivité soient remplacés par ceux en aluminium.
Lorsque les règles FIM exigeaient que tous les plombs soient retirés du carburant de compétition, laissé tomber avec eux. Malgré tout, les derniers simples 125cc à deux temps en GP ont fait jusqu'à 55 chevaux. Plus tard, les règles de carburant dans les courses ont été modifiées pour interdire les carburants de «chimie» en faveur de quelque chose de plus proche d'un produit de raffinerie normal.
Le simple passage au carburant plombé ne peut pas augmenter la puissance. Le plomb dans le carburant supprime la détonation en agissant comme un catalyseur à taux négatif pour OH-, ralentissant son taux de production. Pour augmenter la puissance en utilisant du carburant au plomb, le taux de compression doit être augmenté au seuil de cliquetis du carburant plombé. Il est l'augmentation du couple résultant du taux de compression accrue qui augmente la puissance.
Lorsque le gouvernement fédéral des États-Unis a pris la décision de retirer le plomb tétraéthyle dans les essences à moteur, la raison efficace était d'empêcher que le plomb « empoisonnement » les nouveaux catalyseurs d'échappement étant requis sur les automobiles. De plus, le plomb tétraéthyle est lui-même une substance hautement toxique, nécessitant des techniques de manipulation spéciales. Sa présence dans les essences à moteur dans les temps anciens était la raison pour laquelle on nous avait dit que les enfants ne lavaient jamais les pièces dans l'essence.
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