[TECHNIQUE] La moto dans quelques années... ça donnera quoi?

[1100GSXRman]

Salut tout le monde,

Bon j'avais envie depuis un moment de faire un post sur les moteurs essence, les évolutions dont pourrait bénéficier la moto, qui a du retard sur 15 ans par rapport à l'automobile, donc je me lance...
Aujourd'hui nos moteurs de motos, meme récentes, sont archaïques: injection indirecte, distribution fixe, levée de soupape fixe... hormis l'admission variable (longueur des conduits) qui est arrivée arrive sur les motos avec la MV 1000 F4 y'a quelques années
Les normes dépollution sont telles que les constructeurs moto ont encore la possibilité de faire du rustique, donc ils ne s'en privent pas, l'argent est le nerf de la guerre dans l'industrie!

Bientot, lorsque les normes de pollution vont devenir draconiennes, on va se retrouver avec des systèmes hyper évolués arrivant de la planète automobile, et j'ai envie de vous faire partager ces choses qu'on connait souvent parce qu'on a eu une panne sur sa voiture, mais rarement pour avoir lu un truc intéressant dessus...

Voici les systèmes qui nous sont inconnus en moto et qui pourraient parvenir jusqu'à nous dans la décénnie à venir...

1. L'injection directe essence

L'injection directe, par définition, est une injection directement dans la chambre de combustion.
L'injecteur se situe alors à coté de la bougie, alors que sur nos moteurs de moto actuels, les injecteurs sont placés dans la tubulure d'admission, avant la soupape d'admission.

L'injection directe a de nombreux avantages:
- possibilité de faire plusieurs injections dans le cylindre dans la meme phase de combustion-détente, ce qui permet de favoriser la combustion du mélange et augmenter les performances et aussi baisser les émissions polluantes
- possibilité d'augmenter le rapport volumétrique sans risquer le fameux cliquetis, ou auto-allumage qui peut détruire un piston sur un moteur standard avec nos carburants du marché. En effet, sur le moteur à injection directe, lorsque nous sommes en phase de compression, il n'y a que de l'air dans le cylindre, on peut donc le comprimer très fortement, et au dernier moment, quasiment au point mort haut, on injecte dans le cylindre rempli d'air le carburant. Un gain de compression est un très net avantage pour favoriser le couple et la puissance moteur.
- possibilité de faire du fonctionnement en excès d'air (donc très peu de carburant) dans certaines phases

Inconvénients:
- Le système d'injection directe nécessite des injecteurs très évolués résistants aux fortes pressions et aux températures élevées, donc le cout du système est augmenté.
- De plus, la pompe a essence doit etre elle aussi d'une conception moderne pour permettre de comprimer l'essence dite "fluide sec" sans user ses composants interne. Là aussi le cout de fabrication est nettement supérieur à ce que nous connaissons avec nos injections indirectes...
- Pistons complexes avec une zone creuse favorisant les turbulances autour de l'injecteur pour favoriser le brassage du mélange air-essence.

2. Admission variable: décalage angulaire des arbres à cames

Les arbres à cames, sur nos moteurs de motos, sont entrainés par chaine, pignons ou courroie, mais leur calage est toujours fixe.
On ne peut pas faire varier en permanence ce paramètre clé du moteur.
Sur nos moteurs standards, le "diagramme" de distribution est un compromis entre une plage de couple acceptable et une puissance à haut régime en accord avec le caractère du modèle choisi.
Lorsque nous voulons augmenter la puissance en haut, on a recours à la solution dite du calage au disque. On utilise par exemple des pignons d'arbres à cames réglables, où la position angulaire de l'arbre peut etre modifiée, et figée par le serrage des deux vis de fixation. On augmente le "croisement" des soupapes appelé aussi "balayage".
Ce croisement permet de bénéficier de l'effet d'aspiration des gaz d'echappement.

Je m'explique:
Votre moteur est en phase d'echappement soupape ouverte, la soupape d'admission est fermée. Le piston remonte et chasse les gaz dans la ligne d'echappement.
Avant d'arriver au point mort haut, on commence à ouvrir la soupape d'admission. Les gaz d'echappement étant en train de sortir à travers la ligne d'echappement, ils ont une "inertie", qui va "tirer" avec eux les gaz frais arrivant par la soupape d'admission...
On va ensuite refermer la soupape d'echappement, les gaz lancés dans cette direction toujours par effet d'inertie vont buter contre la soupape qui se ferme et on va avoir un phénomène de suralimentation naturelle, une sorte de coup de bélier qui va faire rentrer plus d'air dans le cylindre que sa contenance initiale...
On retrouve ce phénomène dans la vie de tous les jours. Imaginez habiter une maison dans un village de montagne, vous avec le chateau d'eau à 500 mètres au dessus de vous, vous ouvrez le robinet, et vous le refermez brutalement... Vous allez avoir un énorme "klong" dans la tuyauterie, car l'eau et sont inertie vont tapper sous l'effet de la pression.
Il en est de meme dans le cylindre quand vous fermez la soupape d'echappement. Le fait de modifier le croisement fait ainsi augmenter le temps pendant lequel les gaz d'echappement vont entrainer par aspiration les gaz d'admission.$
On va ainsi augmenter le remplissage du cylindre et donc le rendement du moteur en y ajoutant la quantité d'essence nécessaire à l'inflammation de l'ensemble.
Cette explication avec l'augmentation du croisement n'est valable que pour les hauts régimes, il faut au contraire le diminuer pour les bas régimes et avoir un couple maximal...

Sur les moteurs de voitures modernes, les arbres à cames sont reliés à la chaine ou courroie de distribution par des systèmes hydrauliques permettant de régler en permanence le décalage des arbres à cames, indépendament l'un de l'autre.
On peut ainsi grace à un système d'électrovannnes commander déphaseurs d'arbres à cames selon les conditions de fonctionnement du moteur et du désir du conducteur.
Plus besoin de choisir entre couple et régularité à bas régime ou grosse puissance en haut, tout est à portée avec ce système !

Les avantages sont clairs:
- plus de couple à bas régime
- plus de puissance en haut
- fonctionnement optimisé pour réduire consommation et émissions poluantes

Inconvénients:
- système qui alourdit la distribution, mais les solutions pour passer sur les moteurs de motos seront trouvées pour éviter d'avoir trop de pertes mécaniques...
- système couteux et qui nécessite un calculateur plus gros et performant, avec la pluie de capteurs que cela implique.

3. Admission variable: variation de la levée des soupapes

Dans un moteur sportif comme sur nos GSXR, actuelles ou non, on cherche à favoriser les hauts régimes en ayant toujours plus de "levée" de soupape, c'est à dire à enfoncer encore plus la soupape pour que la section de passage à l'admission soit la plus importante possible pour favoriser les hauts régimes. Cela nécessite parfois sur nos airhuiles de passer à des ressorts renforcés.
Ce gain, si il est non négligeable à hauts régimes, est cependant un inconvénient aux bas régimes...
En effet, pour avoir un très bon remplissage, un moteur doit avoir une grande vitesse de l'air lors de sa phase admission... si le moteur tourne lentement et que la soupape est ouverte de façon béante, il n'y aura qu'une faible vitesse... un peu comme si vous ouvrez un robinet, l'eau va couler facilement, mais par terre... pincez le robinet et vous allez repeindre votre cuisine sur tous les murs... Ce phénomène est éxactement le meme dans un moteur... Une soupape avec une faible ouverture va permettre une grande vitesse de l'air malgré un régime moteur très bas.

Dans nos voitures modernes, des systèmes permettent de faire varier l'enfoncement des soupapes en permanence, de presque rien à la hauteur maximale, de 0 à 10mm et en continu... Ces sytèmes sont généralement actionnés par des moteurs électrique jouant sur des leviers intercallés entre les cames et les soupapes.
Ces systèmes permettent meme de se passer de papillon des gaz, en effet on régule le débit d'air admis comme si on avait un papillon des gaz.

Les avantages de ce système sont:
- moins de pertes lors de l'aspiration de l'air en phase d'admission
- régulation permanente de l'air admis donc meilleur rendement (conso, puissance, pollution)

Inconvénients:
- système cher
- entraine une prise de poids de la distribution (interne culasse)

CAS PARTICULIER: Les moteurs V-TEC moto qui ont depuis quelques années des admission variables mais ON-OFF, qui fait passer par système hydraulique de 8 à 16 soupapes selon le régime moteur et le souhait du pilote (couple, puissance)... gain de couple en bas surtout

4. La suralimentation

Et oui, le fantasme du turbo qui a déferlé sur les années 80 en moto va surement revenir dans le mode motard...
Tentatives avortées très trop à l'epoque à cause du manque de maitrise de cette technique, turbos ou compresseurs vont permettre de maintenir les moteurs extrement performants dans les clous de la législation environnementale.

Aujourd'hui le down-sizing, phénomène visant à réduire la taille des moteurs, est en plein boom dans l'automobile.
Pour obtenir un moteur performant et "vert", il est aujourd'hui devenu plus simple de passer en moteur turbo que de choisir n'importe quelle autre solution.
Un moteur petit implique de faibles masses en mouvement, donc moins de pertes mécaniques.
Un turbo lui apporte un fonctionnement à haute pression et gros rendement, gage de performance et de couple moteur largement accru.

Je ne détaillerais pas ici les turbos ( fixes, à géométrie variable ou encore à double entrée ) et autres compresseurs ( à lobes, palettes ou centrifuges ), mais sachez que les solutions sont nombreuses pour apporter aux moteurs des chevaux et des mkg en restant dans les normes actuelles et futures.

Avantages:
- puissance
- couple
- consommation / émissions polluantes

Inconvénients
- cher
- plus lourd et plus complexe





Au final, vous pouvez etre sûr que dans quelques années, vous verrez passer des motos de 300ch et lire sur le coté 400 ou 750 GSXR, avec des consommations mixtes ridicules et des émissions polluantes défiant tout ce qui roule aujourd'hui !

[tom59]

c est beau le progrés

[philvk75]

il me semble qu'il y avait une 750 kawa turbo

[1100GSXRman]

Oui plusieurs meme, toutes avortées après deux ou trois ans comme dit plus haut...Honda 500 et 650 CX turbo, Suzuki XN85, Yamaha XJ650 turbo et la mythique Kawa ZX 750 turbo...
Plus proche de nous il y a eu la Munch Mammuth avec le 2.0L ( pas 2.5l comme je l'avais noté... merci Yves ^^ ) opel turbo de 250ch, mais on parle ici de grande série...

[oulala]

un 600 gsxr de 150 kgs pour 300 chevaux et 15 m/kg, avec une conso mixte de 4L/100kms... le rêve...

mais ils se rattrapperont sur l'assurance, comme d'hab'...

[Madati]

Au dela de ça, je me souviens avoir lu un article traitant du retour du deux temps possible. L'article traitait du fait que l'investissement mis sur la table pour le développement du moteur 4 temps a été considérable. Il faut aussi compter sur le fait qu'au moment ou il a été mis en place et développé, les considérations écologiques et économiques n'étaient pas de mise compte tenu du contexte.
Aujourd'hui on est capable de faire des moteurs deux temps à injection qui sont bcp moins lourd et à cylindrée équivalente, beaucoup plus puissants. Qui plus est, avec l'injection et le retraitement des gaz imbrulés, le bilan pollution est sensiblement plus faible que pour un 4 temps.

[1100GSXRman]

Le problème avec le deux temps c'est l'usure donc sa longévité... c'est un système ultra performant (le plus performant des moteurs en chiffre pur...) mais qui est à lubrification précaire...

[Madati]

Justement, a priori tous ces problèmes seraient résolus, il faudrait que je retrouve l'article en question

[1100GSXRman]

J'suis preneur
Cela dit sur l'usure... à moins de passer sur des moteurs céramique hyper chers je vois pas...

[Madati]

J'en ai retrouvé une partie, mais je n'ai pas l'article initial dont il parle au début :

http://www.econologie.com/les-moteurs-2 ... s-717.html

[rdlc]

j'ai très longtemps rouler avec des pisses flammes et je les ai tous amener a de très gros kilométrages sans que cela ne ma couté plus cher qu'avec un 4 tps . voir peu être moins avec certains modèles comme le rdlc .

et il y a surtout moins de contraintes lorsque l'on ouvre le moteur .

[Madati]

Clairement y'a beaucoup plus d'avantages en cas de casse ça coute rien comparé à un 4 temps... Et même si effectivement il faudrait y mettre le nez dedans plus souvent, y'a rien de sorcier à changer un piston ou une segmentation. Alors que pour un 4 temps il faut quand même plus de matos et de connaissances.

[rdlc]

j'ai l'exemple flagrant a la maison avec un rmz 250 et un rm 125 .

cout sur une année d'utilisation 3 fois supérieur pour le 4 tps .


signé gégé qui va se repayer un rg 500

[1100GSXRman]

Là vous parlez de monos ou bi-cylindres... dès qu'on parle de 4 cylindres avec bloc enbiellé monté pressé c'est plus la meme ...
Les contraintes techniques sont assez fortes meme si il y a beaucoup moins d'éléments

[Madati]

Certes, et la technologie actuelle avec les injecteurs HP and co doivent certainement poser quelques contraintes qui n'existaient pas avec le carburateur