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L'injection directe met le deux-temps à
l'heure de l'écologie.
| C'est une
tentative de réduction de consommation qui a amené
les ingénieurs des firmes allemandes Gutbrod et
Goliath à développer, en 1954 déjà,
l'injection directe sur les bicylindres qui équipaient
les voitures "GP 700" et "Superior".
La pompe d'injection à pistons, dont le développement
est dû à Bosch, est montée en bout
de vilebrequin (voir figure ci-dessus). On remarque les
conduites d'alimentation aux injecteurs placés
directement dans la culasse. La lubrification fait appel
à une pompe séparée qui délivre
l'huile goutte à goutte dans le canal d'admission.
Avec une consommation spécifique avantageuse de
220 g/ch.h et une puissance augmentée de 25 % par
rapport à la version à carburateur, le moteur
répondit aux attentes du fabricant.
Les attentes des clients, en revanche, furent partiellement
déçues par un prix de vente prohibitif et
une fiabilité aléatoire. Peu de temps après,
les firmes Goliath et Gutbrod mirent un terme à
leurs activités dans le domaine automobile.
NSU, quant à lui, développa au stade expérimental
l'injection directe sur les moteurs 125 Fox et 200 cc
Lux qui équipaient les motos. Là aussi,
c'était la pompe Bosch qui assurait l'injection.
Mais le déclin observé en ces temps sur
le marché de la moto fit obstacle à l'aboutissement
du projet et là aussi, NSU cessa dans l'intervalle
sa production de "2 roues". |
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Pour évoquer
l'histoire contemporaine du 2 temps à injection directe,
nous avons le privilège d'ouvrir nos colonnes à
un spécialiste du domaine: Marc Alias, ingénieur
INSA de Toulouse en génie mécanique, est en
contact très étroit avec les firmes qui travaillent
aujourd'hui sur le 2 temps. A ce titre, il nous fait découvrir
les études et mesures faites dans les laboratoires.
Les résultats de ces études restent d'ailleurs
souvent cachées au public. La raison en est simple:
Le lobbyisme actuel en faveur du 4 temps et du diesel, qui
se traduit par des sommes colossales investies en R+D ne doit
pas souffrir d'un intérêt subit des consommateurs
pour une motorisation plus économique à fabriquer,
à utiliser et dont les performances en terme de kW/kg
sont manifestement supérieures.
En dépit de cela, de nombreux constructeurs travaillent
en secret sur le 2 temps, simplement pour être prêts
à réagir au cas où!
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Le 2 temps ? C’est l’avenir!
Alors que la propagande 4 temps initiée et orchestrée
par le plus grand fabricant Mondial de 2 roues se décline
depuis la Formule 1 (!) puis le moto gp, le MX et le karting,
les médias classiques et les revendeurs, semblent aussi
abusés que fin 1995, avec le retentissant vrai faux-procès
du Diesel !
Aujourd’hui, tout le monde reconnaît aux TDI, CDI et autres
HDI leurs immenses vertus y compris écologiques, dues
à leur cycle diesel économique par nature. Pourtant, il
est toujours très tentant et très facile de trouver un
bouc émissaire à tous les graves problèmes que nous connaissons,
en particulier celui de la pollution.
Or, sous ce prétexte à la mode, il ne s’agit pour son
habile promoteur que d’une simple mais importante stratégie
économique pour promouvoir leur éternel credo 4 temps
et…surtout de vendre des licences et des usines de fabrication
de vieux moteurs 4 temps en Chine, en Asie et même en
Europe !
Démonstration de cette supercherie mondiale avec les spécialistes
incontestés et incontestables de l’injection directe pneumatique,
j’ai nommé : Synerject ! |
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Pourquoi suivre le troupeau ?
Souvenez-vous, fin 2001, sous ce titre un brin provocateur,
j’avais déjà évoqué cette entreprise innovante lors du
premier article qui initia la rubrique « 2 temps »
dans le numéro 43 de Moto technologie.
C’était un hommage à Aprilia pour la courageuse commercialisation
du premier système d’injection directe « Ditech »
Européen sur le scooter 50 cm3 SR 50 : Une stratégie
très pertinente contre les Japonais. Songez donc :
le SR 50 passe à 560 km d’autonomie toujours avec ses
8 litres d’essence, 4500 km d’autonomie coté huile moteur,
et toujours 8.5 cv à 8500 tr/mn sans suralimentation !
Qui dit mieux ? Personne !
Du coup, ce système qui a révolutionné le 2 temps, s’est
bien répandu, au grand dam des pro 4 temps! En effet,
nous comptons actuellement plus de 30 modèles 2 temps
dont 7 en deux roues, en injection directe donc dépollués
et aptes aux normes Euro 2 et Euro 3 de 2006! Signalons
au passage, lors du tout dernier Mondial du 2 roues à
Paris, que Peugeot Mtc a même annoncé passer du 50 cm3
au 125 cm3 TSDI (Two Strokes Direct Injection) avec son
superbe Ludix qui a en profité pour glaner le 2
ème prix du design catégorie Scooter, décerné par la célèbre
Motorcycle Design Association.
Rappelons qu'il a déjà obtenu le Janus de l'Industrie
en 2003, le prix du sénat du Concours Lépine en 2004 et
tout récemment, une étoile de L’observateur du design
2005.
De plus, Peugeot Mtc annonce à juste titre, que ce nouveau
modèle va surpasser en performances ses concurrents 4
temps dès sa sortie en France retardé à courant 2005,
pour les raisons marketing de lancement du 125 4 temps
compressor.
A propos, je vous parie que le Ludix 125 2 temps TSDI
sera aussi performant sinon plus débridé et toujours plus
économe en carburant : assez génant pour un lancement
simultané n’est ce pas ? Par ailleurs, le dossier
presse Peugeot 2004 ne tarie pas d’éloges pour cette symbiose
idéale entre l’injection directe pneumatique Synerject
et le 2 temps, jugez plutôt par l'extrait suivant:
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Ludix : Le retour du 2 temps
en 125 cm3
En comparaison d'un moteur "4 temps" de même cylindrée
(et aux même régimes, ndla), un moteur "2 temps" est
:
- 30 % plus léger
- 30 % moins cher
- 30 à 40 % moins encombrant
- jusqu'à 50% plus performant.
Il est clair que l'avenir du moteur 2 temps passe par
l'injection électronique directe de carburant en culasse,
car une fois équipé d'un tel système, comme celui de
Synerject Orbital utilisé sur nos 50 cm3 TSDI, ce moteur
oublie la plupart des inconvénients traditionnels du
2 temps :
- Il respecte les niveaux de réglementation antipollution
Euro 2 et respectera les niveaux Euro 3 au même prix
de revient qu’un 4 temps, voire moins…
- Il devient plus apte qu'un
moteur 4 temps à accepter des niveaux de dépollution
encore sévérisés (le 4 temps est pénalisé par ses émissions
de CO et de NOx).
- Il n'émet pratiquement plus de fumées visibles (et
souvenez-vous que le pire des pollutions vous échappe
ndla)
- Sa consommation de carburant est de 10 à 20 % plus
faible que celle d'un 4 temps à carburateur
de même cylindrée et équivalente au plus récent 4 temps
4 soupapes en injection indirecte du Honda Zoomer 50.
En outre sa taille réduite permet de l'installer dans
des véhicules compacts qui deviennent ainsi extrêmement
dynamiques. » et non pas lymphatiques ou pudiquement
« utilitaires » comme tous les 4 temps
(ndla).
Ainsi, ce n’est plus seulement mon avis personnel que
je partage avec vous depuis plus de 3 ans à travers
les colonnes de la presse moto, mais bien celui d’un
grand constructeur français techniquement au top, qui
l’applique déjà à quatre modèles différents de
sa gamme! Je tiens à saluer ici cet authentique exploit
plus « diplomatique » que technique, face
aux responsables produit ignorants et aux « vieux »
dirigeants garant de traditions désuètes, à priori,
encore plus sceptiques que vous!
Après avoir longtemps erré et même fait « marcher
sur la tête » leurs ingénieurs, nos décideurs sont
aujourd’hui séduits par les résultats concrets conformes
aux prévisions des bureaux d’études. Bien d’autres constructeurs
sont sur la même voie, 2 temps et injection directe,
comme Piaggio avec son Scooter NRG 50 cm3 et le Gilera
Runner 50 PureJet. Citons aussi, Aprilia qui a révélé
au Salon Moto de Milan 2003, un projet de maxi-scooter
Léonardo 2 Temps mono cylindre aux performances inégalables
en 500 cm3 atmosphérique, avec 2,9 litres de SP 95 à
110 km/h, 12,5 s au 400 m D.A. et 170 km/h en pointe,
et, en signe de dynamisme, Kymco lui-meme, avec son
système KDI Synerject.
Espérons que les difficultés financières d’Aprilia ne
vont pas faire péricliter cet audacieux projet. En résumé,
un solide front 2 temps européen se dresse contre la
pandémie 4 temps de l’empire du soleil levant, menés
par la stratégie monotype Honda. Comment le 2 temps
a-t-il pu revenir contre la volonté du plus puissant
constructeur mondial de 2 roues? Ce n’est pas un miracle,
mais plus simplement une bonne solution technique à
un problème technique, justement !
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Welcome to Synerject
Tel est le titre de la présentation que m’a préparé
Dominique Loze, le directeur de l’implantation toulousaine
de Synerject SAS. Cette joint venture à parts
égales entre SiemensVDO Automotive et Orbital
Engine Corporation (Australie) est présente sur quatre
continents dont le notre grâce au site de Siemens
VDO.
Là, depuis 1997, ses 25 ingénieurs et techniciens
conçoivent et font réaliser en interne le module d’injection
pneumatique d’injection directe (OCP DI). Dès l’année
suivante, en 1998, la responsabilité du contrôle moteur
des deux roues leur sera confiée puis s’est étendue,
depuis cette année, aux applications marines, moto
neiges, quads etc.
En bref, tout ce qui n’est pas Automobile. En parallèle
avec Synerject North América, Synerject Europe assure
l’intégration et le développement de l’OCP chez ses
clients et l’indispensable suivi qualité avec un résident
sur site, au besoin, comme chez Peugeot, Aprilia et
Rotax.
Cette entreprise pas comme les autres, développe et
commercialise deux systèmes d’injection basés sur
l’Orbital Combustion Process australien : le
SePi ou Synerject électronic Port Injection, un système
d’injection indirect pour 4 temps baptisé EFI chez
Peugeot et l’asDI ou air assist Direct Injection pour
la renaissance du deux temps de notre sujet. Voyons
donc ensemble dans le détail comment fonctionne ce
miraculeux système d’alimentation.
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AsDI on !
L’asDI développé par Orbital en Australie revêt différents
noms commerciaux et des aménagements particuliers selon
les applications mais restent identiques sur le principe
de fonctionnement que nous illustrerons par l’exemple
du Peugeot TSDI (Two Stroke Direct Injection).
Le principe de base du fonctionnement du système d’injection
directe pour moteurs 2 temps consiste à mesurer le régime
moteur et sa charge grâce à la mesure de l’ouverture
du papillon, genre TPS, pour déterminer la quantité
optimale de carburant à injecter. Ce système ne nécessite
aucun réglage coté utilisateur et permet une économie
de carburant de 35 à plus de 50% comparé à un 2 temps
à carburateur et avec moins 80 % d’émission en HC !
Dans un moteur 2 temps classique, lors de l’admission
par clapets ou non, il entre dans le moteur un mélange
carburé par le carburateur, soit de l’air et des vapeurs
de carburant. Ce mélange est d’abord stocké dans le
carter-pompe puis pré-comprimé sous le piston
et donc chassé vers la chambre de combustion via les
transferts. Là, il est d’abord utilisé pour évacuer
les gaz brûlés. C’est le fameux balayage que l’on peut
retrouver à certains régimes en 4 temps, pendant le
croisement des soupapes.
Cela dit, pour que le balayage soit efficace et complet,
il faut le prolonger jusqu’à ce que le mélange
frais (air + carburant) commence à sortir de l’échappement.
Dommage! Ce phénomène appelé court-circuit, caractérise
le mélange qui sort par l’échappement surtout hors des
régimes d’accord du pot de détente. Bien sur, ce mélange
carburé manque pour la puissance moteur et pollue inutilement !
Avec l’asDI Synerject, le balayage est effectué avec
cet air lubrifié par une pompe électrique à commande
électronique issu du carter-pompe mais ne comportant
pas encore de carburant. Celui-ci sera injecté ultérieurement
avec un peu d’air grâce à deux injecteurs montés en
série et directement dans la culasse lors de la compression,
quand le piston remontera.
Notez ici, les 60% d’économie d’huile moteur et encore
plus de fiabilité!. Pour transporter le mélange carburé
dans la chambre de combustion, le système utilise de
l’air mis sous pression par un petit compresseur mécanique
entraînée par un excentrique ajouté au vilebrequin standard.
Un peu comme dans un moteur diesel, de 1/14 à pleine
puissance, la richesse du mélange essence varie de 1/50
au ralenti, à 1/30 en faibles charges typiquement en
ville, au bénéfice du rendement énergétique et de la
pollution.
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TSDI
Prenons donc un exemple concret, présenté au Mondial
de la moto 2001 par Peugeot Motocycles (Pmtc), le
Looxor 50 cm3 TSDI évoqué plus haut. Comme pour tous
les asDI, il s’agit d’un système d’injection intégral
assisté par air piloté par un calculateur électronique
gérant le dosage du carburant, la pompe à essence,
la mini-pompe à huile, les phases d’injections, et
l’allumage : Voyez sa représentation générale
sur le Schéma 1.
A présent, veuillez vous reporter au schéma 2 :
le carburant sous pression (A) à 8 bars, est injecté
via un injecteur classique Siemens VDO dans la chambre
de mélange (B) du deuxième injecteur de mélange carburé
spécifique asDI.
Une pompe alternative (10) de 3 cm3 fourni de L’air
sous 5,5 bars de pression. Celui-ci (D) arrivant dans
la chambre de mélange (B) de l’injecteur d’air, se
mêle intimement au carburant liquide pulvérisé avec
2,5 bars de plus maintenus grâce au régulateur (D).
Lorsque ce mélange carburé qui représente 1% du volume
final, est libéré par le deuxième injecteur, il arrive
directement dans une chambre de combustion (C) spéciale
qui le dirige vers la bougie.
A ce niveau, une bobine d’allumage à haute énergie
provoque une puissante étincelle dans la zone riche
ou est confiné le mélange carburé. Cette première
combustion permet, par effet torche, d’enflammer tout
le reste y compris les zones normalement trop pauvres :
c’est le principe assez répandu de la combustion stratifiée.
Globalement, et en particulier en faibles charges,
en ville par exemple le mélange est donc pauvre au
bénéfice du rendement et de la consommation, exactement
comme pour…le diesel, lui aussi, accusé de tous les
maux il y a peu ! En vérité, ces nouveaux moteurs
bouleversent la donne et dérangent les forces en place,
au bénéfice de l’écologie sans se résigner à des performances
en forte baisse, bien au contraire.
Encore une chose : l’huile étant électroniquement
dosée et mélangée à l’air d’admission sans essence,
il n’y a plus de dilution et la lubrification est
améliorée. Peugeot a pu obtenir un gain de presque
60 % sur la consommation d’huile, de 40 à 50 % en
essence et donc autant de plus en autonomie
! Coté dépollution, c’est moins 80 % en HC avec la
conformité Euro 1 et 2 sans recours au cher
catalyseur : mieux que les 4 temps, SVP! Bien
sur, celui-ci sera nécessaire en 2006 pour passer
Euro 3.
Outre ces gains spectaculaires, le Looxor revendique
des performances en hausse, l’absence
de fumées d’échappement, un démarrage et un agrément
de conduite supérieurs et un frein moteur plus important.
Tout ceci par rapport au même moteur 2 temps à carburateur,
car le 4 temps reste très loin derrière ! (voir
schémas 3)
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2 supérieur à 4 !
Cette rapide démonstration le prouve une fois de
plus. Je pourrais multiplier les exemples et les études
favorables au 2 temps en aéronautique, marine, transport
et militaire entre autres.
En matière de moteur, moins il faut de temps pour un
cycle complet, plus le moteur est Moteur justement
! C’est bien ce qu’on lui demande non ? Les autres
phases sont parasites et consomment la puissance crée
par le seul temps moteur.
Alors oubliez donc cet amalgame de « toujours plus
de » si aberrant en mécanique et je vous laisse
méditer sur les 40000 2 roues asDI qui roulent en France
sur les 250000 au total, principalement en Italie. Notez
également que Suzuki vient de sortir un scooter en Europe,
Katana 50 cm3 en injection directe, Kymco commercialise
un scooter 100cm3 DI, en attendant le Peugeot Ludix
125 TSDI et ce qui fait des merveilles dans ces petites
cylindrées fera des miracles en 500 et plus.
Notez aussi que le monde de l’aviation légère, attend
la résurrection de cette formidable technologie depuis
un demi-siècle, depuis les derniers moteurs 2 temps
déjà en injection directe diesel comme l’américain
Napier Nomad E 145 et le V12 Rolls Royce Crecy de 26.100
cm3, autre 2 temps injection directe essence de 5000
Chevaux, un record qui tient toujours loin devant les
équivalents 4 temps!
Dans le même esprit « révolutionnaire »(?)
et pour finir sur un clin d’oeil, n’oubliez pas
que Jaguar, grande première, vient de sortir son X-Type
en diesel TDCI ! My God !
PS : Coté fiabilité, une Yamaha TZ 350 remporta les
1000 km d'endurance du mans 1975 puis une Yamaha 500
RDLC de 1984 a effectué sans problèmes mécaniques 2070
km en 24h00 d'endurance non stop, soit 86,2 km/h de
moyenne sur le lent circuit parisien de Carole !!
Et je vous rappelle que c'est encore une Yamaha des
années 70, une TZ 750 OW 4 cylindres en ligne mais 2
temps, qui a gagné le Bol d'or classic 2004!
Alors rassurés ?
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Extrait de presse locale :
Taipei, Octobre. 7, 2003 (CENS)
Les fabricants de 2 roues motorisés adoptent des
stratégies variées pour contrer le règlement d'émission
hyperstrict prévu à Taïwan pour 2004.
« Les fabricants Taïwanais de 2 roues ou Powered
Two Wheeler (PTW) adoptent des stratégies différentes
pour permettre à leurs produits de passer avec succès
la série de tests pollution du règlement d'émission
de quatrième degré imposé par le gouvernement.
Selon les fabricants de PTW, ce règlement d'émission
brutalement très sévérisé, le plus strict connu au monde
(Californie comprise ! ndla), sera mis en application
en janvier 2004. Ce règlement hyper sélectif est prévu
pour faire capoter les deux-temps 50cc (à carburateurs,
ndla) vendus actuellement dans le marché domestique
et les constructeurs prévoient une crise car l’adaptation
industrielle est bien trop rapide, avec meme des suspensions
momentané de production !
Bien que quelques fabricants, y compris Kwang Co., Ltd.
(Avec la marque KYMCO) et l'Industrie de Sanyang Co.,
Ltd. (SYM) ont lancé un modèle quatre temps 50cc de
scooter pour tester le marché, pourtant leurs efforts
ont été dissuadé par les plaintes des clients à cause
de la puissance relativement faible de tels moteurs
(que la cylindrée ne peut masquer ici, ndla).
Face à ce nouveau défi, Kwang Yang a annoncé récemment
qu'il adopterait la technique la plus avancé disponible,
soit l'injection directe (KDI), la technologie conjointement
développé avec un partenaire internationalement célèbre,
Orbital Corporation d'Australie, sur quelques nouveaux
scooters de 50cc et 100cc a été planifié être lancée
l'année prochaine.
Kwang Yang a déclaré que la nouvelle technologie de
KDI, développée après sept années de coopération avec
Orbital, peut passer les deux règlements d'émission
de quatrième-degré de Taïwan en 2004 et l’Euro 3 de
l'Europe prévue pour 2006. Selon Kwang Yang, la technologie
de KDI adopte un système de contrôle moteur à huit bits
(EMS) pour calculer le meilleur point d'injection de
carburant pour optimiser la combustion carburant à l’extrême.
Une telle technologie peut apporter un rendement très
supérieur du moteur de PTW et réduit d’’autant le volume
d'émission de gaz polluants. Kwang Yang a admis, cependant,
que la nouvelle technologie entrainera un coût de production
supplémentaire de 178 à 266 Euros sur chaque nouveau
modèle de PTW ainsi dépollué. Le fabricant de PTW de
Taïwan commencera par appliquer la nouvelle technologie
sur un 100cc et ensuite, un 50cc. » Source :
http://news.cens.com/ .
Cet article est révélateur de la politique mondialisante
du tout 4 temps menée et imposé aux constructeurs japonais
par le plus puissant d’entre eux, puis exporté comme
une mono-culture…technologique !
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