Comme son nom l'indique, un moteur à deux temps effectue un cycle de puissance en seulement deux mouvements de piston. Par rapport aux moteurs à quatre temps, les conceptions à deux temps offrent une puissance de sortie plus élevée pour des cylindrées équivalentes, ce qui les rend idéales pour les applications exigeant une construction légère et des performances élevées. Cependant, leur faible rendement de combustion et leurs émissions plus élevées ont limité leur adoption généralisée dans les véhicules modernes.

Le moteur à deux temps remonte à la fin du 19e siècle. L'ingénieur écossais Dugald Clerk a conçu le premier moteur à deux temps fonctionnel en 1879. L'ingénieur allemand Karl Benz a ensuite affiné le concept et l'a mis en œuvre dans les premiers prototypes automobiles. Cependant, ce n'est qu'au début du 20e siècle que les moteurs à deux temps ont gagné en popularité dans les applications de motos. Leur construction simple et leurs faibles coûts de fabrication en ont fait la source d'alimentation préférée pour les motos légères et économiques.

Les moteurs à deux temps fonctionnent fondamentalement différemment des conceptions à quatre temps. Alors que les moteurs à quatre temps nécessitent quatre mouvements de piston pour effectuer les cycles d'admission, de compression, de combustion et d'échappement, les moteurs à deux temps accomplissent les quatre processus en seulement deux temps :

1. Premier temps (mouvement ascendant du piston) :
   • Admission : Le piston ascendant crée un vide dans le carter, ouvrant les orifices d'admission pour aspirer le mélange air-carburant frais. Certaines conceptions intègrent des clapets à lamelles ou des soupapes rotatives pour améliorer l'efficacité de l'admission.
   • Compression : Le mouvement ascendant continu comprime le mélange dans la chambre de combustion.
2. Deuxième temps (mouvement descendant du piston) :
   • Combustion : Près du point mort haut, la bougie allume le mélange comprimé, entraînant le piston vers le bas.
   • Échappement : Le piston descendant ouvre d'abord les orifices d'échappement, permettant aux gaz de combustion à haute pression de s'échapper.
   • Balayage : Un mouvement descendant supplémentaire ouvre les orifices de transfert, forçant le mélange frais du carter dans le cylindre pour purger les gaz d'échappement restants. Une conception de balayage efficace est cruciale pour les performances du moteur.

L'architecture relativement simple des moteurs à deux temps se compose de plusieurs composants essentiels :

• Cylindre : Le logement principal où se produit le mouvement du piston, comprenant les orifices d'admission, d'échappement et de transfert.
• Piston : Le composant alternatif qui convertit l'énergie de combustion en mouvement mécanique.
• Culasse : Forme la chambre de combustion et loge la bougie.
• Vilebrequin : Convertit le mouvement linéaire du piston en force de rotation.
• Bielle : Relie le piston au vilebrequin.
• Carter : Sert de réservoir de lubrification et effectue des fonctions de pré-compression.
• Bougie : Allume le mélange comprimé.
• Système d'alimentation en carburant : Carburateur ou injection de carburant pour le mélange air-carburant.
• Système d'échappement : Gère l'expulsion des gaz et la réduction du bruit.

Contrairement aux moteurs à quatre temps avec des carters d'huile, les conceptions à deux temps utilisent des approches de lubrification alternatives :

• Lubrification par mélange : Huile mélangée directement au carburant, plus simple mais moins efficace.
• Lubrification séparée : Système d'injection d'huile dédié pour une meilleure lubrification.

Avantages :

• Rapport puissance/poids plus élevé
• Construction mécanique plus simple
• Caractéristiques d'accélération supérieures

Inconvénients :

• Mauvais rendement énergétique
• Émissions plus élevées
• Lubrification inférieure
• Durée de vie opérationnelle plus courte

Les ingénieurs ont développé plusieurs innovations pour remédier aux limitations des deux temps :

• Soupapes de puissance : Calage variable des orifices d'échappement pour des performances optimisées sur toutes les plages de régime.
• Clapets à lamelles : Contrôle et efficacité d'admission améliorés.
• Injection directe de carburant : alimentation précise en carburant pour une combustion plus propre.
• Balayage stratifié : Réduction de la contamination de la charge fraîche par les gaz d'échappement.

Malgré les défis, les moteurs à deux temps persistent dans des applications spécialisées :

• Motos et scooters de petite cylindrée
• Moteurs hors-bord marins
• Équipement d'aménagement paysager
• Véhicules de compétition

Les progrès de l'injection de carburant, des techniques de balayage et des carburants alternatifs peuvent maintenir les moteurs à deux temps dans des applications de niche où leur densité de puissance et leur simplicité restent avantageuses.

Les moteurs à deux temps représentent un chapitre important de l'histoire de la technologie de propulsion. Bien que les préoccupations environnementales aient diminué leur rôle, l'innovation continue peut préserver leur pertinence dans des secteurs spécialisés où leurs avantages uniques l'emportent sur leurs limites.